Nanotechnologia w służbie medycynie i farmacji - Acta Bio

inżynieria biomedyczna / biomedical engineering
IB_11-2008 [PL_4].qxd
2008-12-28
16:15
Page 296
Nanotechnologia w służbie medycynie i farmacji
W dobie rozwoju techniki i nauki nanotechnologia zajmuje uprzywilejowaną pozycję. Świadczy o tym chociażby
3,475 mln euro przeznaczone w budżecie na badania
w 7. Programie Ramowym EU. Poprzez manipulacje na
poziomie atomów i molekuł oraz w rozmiarach molekularnych otrzymuje się nowe własności i możliwości, które są
już z powodzeniem wykorzystane w medycynie i farmacji.
W roku 2005 w USA dopuszczono do stosowania pierwszy
lek zawierający nanocząstki ­ był nim Abraxane®. Zakapsułkowanie w otoczce albuminy substancji aktywnych stosowanych w leczeniu raka piersi polepszyło ich właściwości terapeutyczne. Nanotechnologię wykorzystuje się między innymi do transportu środków farmakologicznych, obrazowania nowotworów, środków grzybo- i bakteriobójczych oraz w preparatach farmakologicznych.
Przy projektowaniu nanoukładów
istnieje możliwość kontroli uwalniania preparatu aktywnego w konkretnym miejscu przeznaczenia. Taki
układ, nazywany często autonomicznym preparatem nanomedycznym, cechuje umiejętność zdalnego wyszukiwania celu terapii oraz zdolność do
adekwatnej odpowiedzi. Proces ten zachodzi poprzez umieszczenie na powierzchni nanocząstki odpowiednich
antygenów, które rozpoznają miejsce
przeznaczenia. Przykładem może być
konstrukcja biodegradowanego układu, w którym rdzeń stanowi cholesterol otoczony pojedynczym płaszczem
fosfolipidowym z grupami rozpoznającymi apoB-100 [J. AM. CHEM. SOC.
2007, 129, 5798-5799] oraz znacznikiem fluorescencyjnym. Badania przeprowadzone na myszach z użyciem
technik fluorescencyjnego obrazowania wykazały lokalizację preparatu
w komórkach rakowych. Oznacza to, że jest to skuteczna
metoda podawania preparatu farmakologicznego w zadane
miejsce.
Kolejnym przykładem zastosowania nanotechnologii
w farmaceutyce są preparaty bazujące na nanocząstkach superparamagnetycznego tlenku żelaza (SPION) [O.C. Farokhzad; R. Langer: AdV. Drug DeliV. ReV, 2006, 58, s. 1456-1459]. Odpowiednio sfunkcjonalizowane antygenami nanocząstki tlenku żelaza mogą służyć do znakowania in vivo
ognisk rakowych widocznych przy użyciu technik magnetycznego rezonansu. Idąc dalej, dodatkowo istnieje również
możliwość termicznej destrukcji komórek rakowych w sąsiedztwie nanocząstek ferrytu poprzez dostarczanie im ener-
Nanotechnologia w medycynie
Terapia
miejscowe dostarczanie
leku
kontrolowane uwalnianie
leku
substancje czynne
296
Diagnostyka
obrazowanie in vivo
komórek
śledzenie drogi substancji
w organizmach
sensory (chipy)
gii zewnętrznym zmiennym polem magnetycznym. [N. Nasongkla i inni: Nano Lett., 2006, 6, s. 2427-2430.]. Otwiera to
nowe możliwości leczenia, bez potrzeby przeprowadzania
klasycznych operacji.
Popularnym zastosowaniem nanotechnologii jest aseptyka. Przykładem mogą tu być preparaty i materiały zwierające nanoklastry takich metali, jak: srebro, miedź, złoto,
mające właściwości bakteriobójcze i grzybobójcze. Są one
coraz powszechniej używane jako środki dezynfekcyjne
w postaci koloidów, tworzywach sztucznych (blaty, okleiny, meble, folie szczególnie do zastosowań medycznych),
w materiałach budowlanych, w tkaninach (bandaże, fartuchy, skarpetki) [Environ. Sci. Technol. 2008, 42, s. 4133-4139]. Jednym z ważniejszych miejsc stosowania materiałów bakteriobójczych i grzybobójczych są urządzenia kli-
matyzujące (filtry), będące w szczególny sposób narażone
na rozwój drobnoustrojów. Polska ma już sukcesy w tej
dziedzinie, między innymi związane z projektem: „Nowa
generacja materiałów filtracyjnych z udziałem nanowłókien i modyfikatorów”, w którym uczestniczyła Politechnika Łódzka.
Z raportu „Impact of Nanotechnology in Health and Medical Systems” (praca pod redakcją Kristina Hartwig, w ramach 6th Framework Programme of the EC) wynika, że w roku 2010 możemy się spodziewać powszechnego zastosowania nanotechnologii w terapii i diagnostyce. Najbliżej komercyjnego zastosowania są:
postacie nanokrystaliczne leków,
polimerowe materiały o właściwościach farmakologicznych,
polimerowe kapsułki dla dostarczenia leków,
magnetyczne materiały o właściwościach farmakologicznych,
materiały na bazie kropek kwantowych dla obrazowania,
wielofunkcyjne układy, w których można śledzić leki
i obrazowanie.
Niektóre z wymienionych kierunków zaowocowały już
konkretnymi preparatami, a niektóre są jeszcze w fazie badań klinicznych. Możliwości, które niesie ze sobą nanotechnologia, są ogromne, dlatego coraz częściej będziemy słyszeć
o jej zastosowaniu w życiu codziennym: medycynie, farmacji, kosmetyce, środkach czystości, tekstyliach i przedmiotach codziennego użytku. dr inż. Jacek Doskocz
INTiBS PAN, http://www.nanonet.pl
Acta Bio-Optica et Informatica Medica 4/2008, vol. 14