News powiązane z nanotechnologia

Kanadyjscy naukowcy opracowali innowacyjny materiał, który jako pierwszy może reagować jednocześnie na dwa różne bodźce: temperaturę i napięcie elektryczne. Niedroga w produkcji tkanina, wykonana z nanokompozytowych włókien polimerowych, może zmieniać kolor i kształt pod wpływem tych bodźców. Toruje to drogę do szerokiego spektrum zastosowań: od ubrań termicznych, przez gry VR, medycynę, aż po przemysł motoryzacyjny i kosmiczny.

Kanadyjscy naukowcy wykorzystali sposób poruszania się gąsienic i gekonów do zbudowania miękkiego robota wspinającego się. Chociaż już wcześniej tworzono urządzenia inspirowane ruchami i budową tych zwierząt, to naukowcom z Waterloo Institute for Nanotechnology udało się zachować miniaturową konstrukcję robota, a także zdalne sterowanie nim. Dzięki temu GeiwBot może znaleźć zastosowanie w medycynie i przeprowadzać małoinwazyjne zabiegi wewnątrz ludzkiego organizmu.

Biokompatybilność jest jedną z kluczowych cech decydujących o sukcesie przeprowadzanych operacji wszczepienia implantu. Nanotechnologia pozwala opracowywać takie powłoki implantów, dzięki którym będą one lepiej przyswajane przez organizm. Chodzi o to, by z jednej strony blokowały one przenikanie metali do organizmu, a z drugiej – zwiększały trwałość wszczepianych implantów. To jednak drogie rozwiązania. Polscy fizycy kończą jednak prace nad nanopowłoką, której wytwarzanie nie wymagałoby gigantycznych nakładów inwestycyjnych. Teraz potrzebny jest inwestor, który umożliwi rozpoczęcie kolejnego etapu badań nad tym rozwiązaniem.

Dzięki bioczujnikom możliwe będzie wykrycie raka we wczesnym stadium, a także dostarczenie w kilkanaście minut wiarygodnego wyniku testu na obecność wirusa SARS-CoV-2. Okazuje się jednak, że medycyna nie jest ani jedynym, ani też pierwszym zastosowaniem tej technologii. Bioczujniki pomagają w rolnictwie zmaksymalizować plony. Pozwalają wykrywać oznaki „stresu roślin”, jeszcze zanim zaczną one tracić zdolność fotosyntezy.

Nanotechnologia i nanomedycyna to nowe i szybko rozwijające się dziedziny zajmujące się wykorzystaniem m.in. urządzeń o skali jednej miliardowej metra oraz sposobami wykorzystania ich specjalnych właściwości w diagnostyce i leczeniu chorób. To w otorynolaryngologii poczyniono pewne postępy w wykorzystaniu tych nowych metod leczenia. Nowe technologie mogą zrewolucjonizować leczenie, w Polsce jednak mało który szpital jest wyposażony w nowoczesny sprzęt. Dlatego 29. Finał WOŚP skupia się na zakupie urządzeń dla laryngologii, otolaryngologii i diagnostyki głowy.

Zespół naukowców z Lawrence Berkeley National Laboratory przy Uniwersytecie Kalifornijskim opracował krystaliczny materiał zwany ZIOS, który potrafi błyskawicznie i z dużą dokładnością wychwytywać atomy miedzi ze ścieków. Upowszechnienie tej technologii pozwoli zauważalnie poprawić proces uzdatniania poprzemysłowej wody i usunąć z niej metale ciężkie z atomową precyzją. To z kolei może przyczynić się do rozwiązania coraz poważniejszego problemu niedoboru wody na świecie.

Osiągnięcie większej skuteczności leków przy jednoczesnej redukcji skutków ubocznych związanych z ich przyjmowaniem jest podstawowym celem naukowców opracowujących innowacje w onkologii. Ogromne nadzieje wiązane są z lekami o działaniu selektywnym, opartymi na rozwiązaniach z zakresu nanotechnologii oraz wykorzystaniu przeciwciał. Duże sukcesy w tej dziedzinie notują polscy naukowcy. – Jesteśmy w światowej czołówce. Ścigamy się z Europą i USA we wprowadzaniu innowacyjnych rozwiązań – mówi dr hab. Katarzyna Wiktorska, prof. Narodowego Instytutu Leków.

Zespół badaczy z Narodowego Instytutu Leków i Uniwersytetu Warszawskiego wypracował nową metodę celowanej aplikacji leków onkologicznych przy wykorzystaniu rozwiązań z zakresu nanotechnologii. W trakcie eksperymentów naukowcy podawali lek za pośrednictwem dwuwarstwowych pęcherzyków fosfolipidowych, które precyzyjnie dostarczały substancje organiczne do komórek rakowych, tym samym zwiększając skuteczność terapii.

Antybakteryjne działanie nanosrebra pozwoli uniknąć zakażeń będących poważnym powikłaniem po operacji wszczepienia implantu. Naukowcy z AGH opracowali pierwszy implant laryngologiczny z tworzywa polimerowego pokrytego cienką warstwą srebra. Będzie on dla pacjentów szansą na szybszą rekonwalescencję po operacji. Proces rynkowego wdrożenia i objęcia rozwiązania refundacją potrwa jednak jeszcze kilka lat. Jak dotąd urządzenie wszczepiano pacjentom w ramach badania klinicznego.

Nanotechnologia zmienia oblicze medycyny. Dzięki cienkim warstwom atomowym o działaniu antybakteryjnym mamy szansę pokonać problem lekooporności szczepów bakterii. Technologia ta pozwala ponadto opracować dużo doskonalsze implanty stomatologiczne czy protezy kończyn. W medycynie stomatologicznej nanotechnologia umożliwia także stworzenie materiałów, które wyeliminują ryzyko próchnicy.

Polscy naukowcy pracują nad innowacyjnym sposobem leczenia opornego szpiczaka. W Łodzi powstają też nowoczesne implanty, także szczękowe. Bionanopark jest jednym z nielicznych ośrodków, które umożliwiają przeprowadzenie kompleksowych badań nanostrukturalnych materiałów. W ten sposób powstają przełomowe terapie i leki na choroby dotąd nieuleczalne. Odpowiednia infrastruktura i bliskość wykształconych kadr sprawiają, że Łódź może być polską Doliną Krzemową w zakresie biomedycyny i biotechnologii – ocenia Marek Cieślak, prezes Bionanopark.

Z powodu zatrucia czadem co roku umiera w Polsce kilkadziesiąt osób. Zabójcze jest też zanieczyszczone powietrze – nie tylko na zewnątrz, lecz także w mieszkaniach i samochodach. Już niedługo informacje o stężeniu toksyn będzie można otrzymać niemal w każdym miejscu. Dzięki miniaturowym czujnikom opartym na nanotechnologii, które można umieścić w każdym urządzeniu internetu rzeczy w domu, system sam podejmie decyzję o koniecznych działaniach. W miastach przyszłości takie urządzenia mogłyby pomóc w walce ze smogiem.

Nanodiagnostyka i nanomedycyna to cały czas raczkujące w Polsce technologie, ale w przyszłości ich rozwój może zmienić oblicze medycyny. Za pomocą nanorobotów, mniejszych od bakterii, możliwe będzie m.in. dostarczanie leków bezpośrednio do chorych organów, co poprawi skuteczność i szybkość terapii albo wczesne wykrywanie komórek rakowych. Nanocząsteczki mogą też znaleźć zastosowanie na przykład w implantologii albo leczeniu stomatologicznym. Efektem będzie radykalna poprawa skuteczności, kosztów i bezpieczeństwa leczenia, na czym skorzystają przede wszystkim pacjenci.

Przyszłość medycyny i farmacji należeć będzie do nanotechnologii – twierdzą przedstawiciele branży. Dzięki inteligentnym lekom dużo skuteczniejsza może być np. terapia cukrzycy, a nanoroboty umożliwiają podawanie leków bezpośrednio do tkanki oka. Badania nad wdrożeniami nanotechnologii w medycynie będą prowadzone również w Polsce, w powstającym właśnie centrum badawczo-rozwojowym.