什么是纳米医学,它是如何工作的?

纳米医学技术有多种应用,包括COVID-19疫苗。了解更多关于纳米医学及其影响。

自然界有许多纳米大小的颗粒。人们也可以用碳或银等东西来创造它们。纳米材料是人类在纳米尺度上生成的物质。

在纳米医学中,科学家正在创造在原子或分子水平上与你的身体一起工作的材料和设备。这允许非常具体、有针对性的结果,并有可能限制副作用。

纳米医学是如何工作的?

以这种方式思考纳米医学。科学家们操纵和设计原子和分子,使其成为你体内微小的、非常精确的工具。例如,由于在如此小的范围内运作,纳米医学可以非常有针对性地将药物送入你的身体。

纳米医学的类型

纳米医学还处于早期阶段。但科学家认为它最终会有许多医疗应用。纳米材料在医学上的主要应用方式是:。

诊断(nanodiagnosis)。纳米粒子可以增强超声和核磁共振等技术,产生更清晰的图像。

治疗(纳米疗法)。纳米粒子足够小,可以准确地将药物送到需要的地方。疫苗可以使用纳米粒子来促使你的免疫系统产生对抗病毒的抗体。科学家们还在研究根据你的基因进行个性化治疗的可能性。

再生医学。被称为碳纳米管的分子已经被用来修复受损组织。在未来,它们可能能够重新生长神经。

一种被称为theranostics的实验性纳米医学结合了诊断和治疗。

纳米医学的一些例子是什么?

正在使用或研究的纳米医学的一些具体方式是用于。

COVID-19疫苗。纳米颗粒是两种COVID疫苗的关键元素,即辉瑞和Moderna的疫苗。这些疫苗使用信使RNA(mRNA)来帮助你对COVID病毒产生免疫力。但mRNA分解得很快。它需要有东西在它分解之前把它带过你的身体。因此,科学家们把它放在纳米粒子中,把它送到你的免疫细胞中。在那里,它可以发挥其作用。

癌症治疗。化疗将抗癌药物送到你的整个身体。这就是为什么你可能会脱发并有恶心等副作用。纳米医学使医生能够将药物瞄准你的癌细胞,并限制对健康细胞的损害。

核磁共振成像。磁共振成像(MRI)使用无线电波和磁场来创建你的器官和组织的详细图片。一些病人通过静脉注射得到所谓的造影剂。它使图像上的细节更加清晰。但荧光纳米粒子比传统的造影剂提供更清晰的图像。因为使用它们的成像方法很简单,而且成本较低,它们最终可能会使核磁共振成像更加经济实惠。

医疗设备。科学家们希望纳米技术将使他们能够制造更复杂的植入式设备,如除颤器、起搏器和支架。通过微小的芯片和传感器,这些设备可以发送数据和警告,释放药物,或让你的医生远程监控你。

生物标志物检测。生物标志物显示了某一时刻在细胞或你的身体里发生了什么。它们可以是疾病的警告信号。例如,高胆固醇是心脏疾病的生物标志物。医生通过对你的组织、血液和尿液的测试来寻找生物标志物。你体内的单个细胞和蛋白质也带有生物标志物。纳米粒子对生物标志物更敏感,这可以给医生提供更精确的测量。他们可能因此能够更早地诊断出疾病。

纳米医学可用于哪些情况?

除了癌症之外,纳米医学还有可能用于治疗这些疾病。

神经系统疾病。你的大脑有一个细胞保护层,将较大的分子挡在外面。这被称为血脑屏障(BBB),当药物需要进入你的大脑时,它就会出现问题。纳米颗粒,由于其大小,可以穿过BBB。这为治疗脑瘤、中风、老年痴呆症和脑膜炎提供了希望。

眼睛问题。你的眼睛也有屏障来保护它们免受外来物质的影响。这些防御措施使药物难以到达其目标。滴眼液、注射、口服药物和静脉注射--最常见的输送眼药的方式--都遇到了这个问题。纳米医学提供了将药物送到需要的地方的方法,使用纳米颗粒、隐形眼镜的特殊涂层和植入物。纳米医学可以帮助治疗结膜炎(红眼病)、白内障、角膜损伤、黄斑变性和青光眼。

感染。纳米医学可以帮助检测细菌感染,并能以有针对性的方式提供抗生素。医疗设备,如导管和心脏瓣膜,可以涂上排斥细菌的纳米材料,这有助于防止感染。

更年期。荷尔蒙替代疗法可以缓解一些症状。研究表明,通过皮肤给予这些激素是有效的,并避免了一些与口服药物有关的问题。当荷尔蒙通过纳米颗粒输送时,人们的副作用较少,如皮疹和水泡。

血液疾病。白血病、淋巴瘤、贫血和血友病等疾病传统上都是通过化疗、骨髓移植、干细胞治疗和药物来治疗。研究人员正专注于使用纳米医学来开发血液的人工成分,这可能会接管血液疾病破坏的一些功能。

脊髓损伤。当你得到这种类型的伤害时,创伤会引发连锁反应,造成进一步的神经损伤。像你的大脑一样,你的脊髓有一层保护细胞。医生们传统上使用大剂量的类固醇来确保它能穿过这层屏障。但这种药物在大剂量时可能有严重的副作用,而且它很快就会分解。纳米粒子可以穿过屏障,将药物送到它们需要去的地方,并在你的身体里停留更长时间。纳米材料还可以通过限制疤痕和阻断减缓生长的物质,帮助你的身体修复神经损伤。医生们最终希望使用纳米材料制成的结构作为 "支架 "来指导新的神经组织的生长。

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