Ερευνητές παράγουν νανοδιαμάντια ικανά να προσφέρουν φαρμακευτικές και καλλυντικές θεραπείες μέσω του δέρματος
Μια νέα προσέγγιση παρέχει μια καινοτόμο λύση για την αντιμετώπιση δύο μεγάλων προκλήσεων στην παροχή φαρμακευτικών και καλλυντικών θεραπειών μέσω του δέρματος.
Συνδυάζοντας τεχνικές στη νανοτεχνολογία και την οπτική, ερευνητές παρήγαγαν μικροσκοπικά (νανομετρικά) σωματίδια διαμαντιού τόσο μικρά που είναι ικανά να διεισδύσουν στο δέρμα για να προσφέρουν αυτές τις θεραπείες.
Στη συνέχεια, δημιούργησαν μια ασφαλή οπτική μέθοδο με βάση το λέιζερ, που ποσοτικοποιεί τη διείσδυση νανοδιαμαντιών στα διάφορα στρώματα του δέρματος και καθορίζει τη θέση και τη συγκέντρωσή τους στον ιστό του σώματος με μη επεμβατικό τρόπο -- εξαλείφοντας την ανάγκη για βιοψία
Το δέρμα είναι ένα από τα μεγαλύτερα και πιο προσβάσιμα όργανα στο ανθρώπινο σώμα, αλλά η διείσδυση στα βαθιά του στρώματα για φαρμακευτικές και καλλυντικές θεραπείες εξακολουθεί να διαφεύγει από την επιστήμη.
Αν και υπάρχουν ορισμένες θεραπείες — όπως επιθέματα νικοτίνης για τη διακοπή του καπνίσματος — που χορηγούνται μέσω του δέρματος, αυτή η μέθοδος θεραπείας είναι σπάνια, καθώς τα σωματίδια που διεισδύουν δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερα από 100 νανόμετρα (ένα χιλιοστό του εκατοστού).
Η δημιουργία αποτελεσματικών εργαλείων χρησιμοποιώντας τέτοια μικροσκοπικά σωματίδια είναι μια μεγάλη πρόκληση. Επειδή τα σωματίδια είναι τόσο μικρά και δύσκολα ορατά, είναι εξίσου δύσκολο να προσδιοριστεί η ακριβής θέση τους μέσα στο σώμα — πληροφορίες απαραίτητες για να διασφαλιστεί ότι θα φτάσουν στον επιδιωκόμενο ιστό-στόχο.
Σήμερα τέτοιες πληροφορίες λαμβάνονται μέσω επεμβατικών, συχνά επώδυνων, βιοψιών.
Μια νέα προσέγγιση, που αναπτύχθηκε από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Bar-Ilan στο Ισραήλ, παρέχει μια καινοτόμο λύση για να ξεπεραστούν και οι δύο αυτές προκλήσεις. Συνδυάζοντας τεχνικές στη νανοτεχνολογία και την οπτική, παρήγαγαν μικροσκοπικά (νανομετρικά) σωματίδια διαμαντιού τόσο μικρά που είναι ικανά να διεισδύσουν στο δέρμα για να προσφέρουν φαρμακευτικές και καλλυντικές θεραπείες.
Επιπλέον, δημιούργησαν μια ασφαλή οπτική μέθοδο με βάση το λέιζερ που ποσοτικοποιεί τη διείσδυση νανοδιαμαντιών στα διάφορα στρώματα του δέρματος και καθορίζει τη θέση και τη συγκέντρωσή τους στον ιστό του σώματος με μη επεμβατικό τρόπο — εξαλείφοντας την ανάγκη για βιοψία.
Τα νανοδιαμάντια που δημιουργούνται κατά τη διαδικασία παραγωγής τους είναι αρκετά μικρά ώστε να διεισδύουν στον ιστό — ακόμα και στα κύτταρα — χωρίς να προκαλούν βλάβη.
Νανοδιαμάντια και διανομή φαρμάκων
Όπως τα φορτηγά που κάνουν παραδόσεις, τα τεχνητά διαμάντια μπορούν να παραδώσουν διάφορα φάρμακα στους επιδιωκόμενους στόχους και η απόσταση και η θέση τους μπορεί να ελέγχονται λόγω του μικρού μεγέθους των νανοδιαμαντιών. Η προσέγγιση για τη χορήγηση φαρμάκων με χρήση νανοσωματιδίων έχει ήδη αποδειχθεί επιτυχής σε προηγούμενη έρευνα.
Τα νανοδιαμάντια που αναπτύχθηκαν στο Πανεπιστήμιο Bar-Ilan έχουν επίσης αποδειχθεί αποτελεσματικά αντιοξειδωτικά. Αυτή η ιδιότητα διασφαλίζει ότι τα σωματίδια που διεισδύουν στο σώμα είναι και ασφαλή και θεραπευτικά, καθώς οι χημικές τους ιδιότητες τους επιτρέπουν να επικαλύπτονται με φαρμακευτική αγωγή πριν την εισαγωγή τους στο σώμα.
Παρακολούθηση νανοδιαμαντιών μέσω οπτικών
Η οπτική μέθοδος που αναπτύχθηκε από την ερευνητική ομάδα τους δίνει τη δυνατότητα να εντοπίσουν τις σχετικές συγκεντρώσεις νανοδιαμαντιών σωματιδίων στα διάφορα στρώματα του δέρματος (επιδερμίδα, χόριο και λίπος) μέσω ασφαλούς και μη επεμβατικής ανίχνευσης που βασίζεται σε λέιζερ μπλε μήκους κύματος, ένα μοναδικό εύρημα από μόνο του δεδομένου το γεγονός ότι τα λέιζερ κόκκινου μήκους κύματος χρησιμοποιούνται γενικά σε ανθρώπινες ιατρικές εξετάσεις και θεραπείες.
Για να προσδιοριστεί η θέση τους στο δέρμα και σε ποια συγκέντρωση, οι ασθενείς εκτίθενται για λίγο στη μπλε ακτίνα λέιζερ.
Ένα οπτικό σύστημα δημιουργεί μια τρισδιάστατη εικόνα που μοιάζει με φωτογραφία μέσω της οποίας μπορούν να εξαχθούν οπτικές αλλαγές στον επεξεργασμένο ιστό και να συγκριθούν με παρακείμενο, μη επεξεργασμένο ιστό χρησιμοποιώντας έναν ειδικά δημιουργημένο αλγόριθμο.
«Πρόκειται για μια σημαντική εξέλιξη στη δερματολογία και στην οπτική μηχανική», λέει ο καθηγητής Dror Fixler, μέλος της ερευνητικής ομάδας. «Θα μπορούσε να ανοίξει την πόρτα στην ανάπτυξη φαρμάκων που εφαρμόζονται μέσω του δέρματος παράλληλα με σύγχρονα καλλυντικά παρασκευάσματα που χρησιμοποιούν προηγμένη νανοτεχνολογία».
