Nanodeeltjes openen de deur naar nieuwe, noodzakelijke inzichten in de orgaangezondheid

Organ health has seen a considerable boost in monitoring capabilities thanks to some recent advancements made in the tech sectors. While artificial intelligence remains the main focus of the media, many other technologies have the potential to play an even greater role in your future healthcare. Nanoparticles are a prime example of a technological breakthrough that could revolutionize modern medicine and help protect the lives of millions of people yearly. Here’s what you need to know.

Wat zijn nanodeeltjes?

Nanodeeltjes zijn kleine structuren die van nature voorkomen. De term ‘nanodeeltjes’ bestond echter niet tot 1857, toen de beroemde uitvinder Michael Faraday deze bedacht om de optische eigenschappen van metalen die hij bestudeerde te beschrijven. Opmerkelijk is dat mensen nanodeeltjes al lang gebruikten voordat ze begrepen werden. Bijvoorbeeld, nanodeeltjes hielpen vroege sculpturen unieke effecten te creëren, zoals glas-in-lood, dat van kleur veranderde onder bepaalde lichtomstandigheden. Later onderzoek toonde aan dat de kleurverandering het gevolg was van goud- en zilvernanodeeltjes die in het glas waren ingebed.
Vandaag is een nanodeeltje een deeltje met een diameter van 1 tot 100 nanometer (nm). Alle nanodeeltjes hebben drie hoofdkenmerken. Ten eerste blijven ze actief in een vrije toestand. Ten tweede bevinden zich meer dan 20% van de atomen van de structuur op het oppervlak van het deeltje, en ten slotte vertonen ze vaak kwantumeffecten. Opmerkelijk is dat nanodeeltjes van nature voorkomen, maar ook door wetenschappers in een laboratorium kunnen worden gecreëerd voor onderzoeksdoeleinden. Hun subatomische grootte en indrukwekkende oppervlak maken ze ideaal voor gebruik in een breed scala aan sectoren, waaronder elektronica, milieukunde en de medische zorg.

Doorbraak in nanodeeltje-technologie in de gezondheidszorg

Nanotechnologie blijft industrieën revolutioneren, waarbij de gezondheidszorg recentelijk enkele van de grootste vooruitgangen heeft gezien. Nanodeeltjes zijn bijzonder nuttig in de gezondheidszorg vanwege hun vermogen om diep in het lichaam door te dringen, waardoor ze ideaal zijn voor medicijnafgifte, beeldscanning en vele andere toepassingen. Hier zijn slechts twee voorbeelden van hoe nanodeeltjes in de toekomst miljoenen levens kunnen redden.

Atherosclerose

Het eerste voorbeeld van nanodeeltjes die de gezondheidszorg veranderen, werd deze maand gepubliceerd in het tijdschrift Small. De studie bespreekt onderzoekers die nanodeeltjes gebruiken om atherosclerose te diagnosticeren en te behandelen. Atherosclerose is een groot probleem voor miljoenen mensen wereldwijd die eraan lijden. Het is een ophoping van plaque in de slagaders, wat kan leiden tot bloeddrukproblemen, hartziekten, beroertes en overlijden. Helaas zijn er nog geen directe behandelingen voor deze aandoening.

Bron -Mayo Foundation

Atherosclerose is verantwoordelijk voor meer dan 17 miljoen sterfgevallen per jaar. Nog erger, de ziekte blijft een groeiend aantal mensen treffen door toenemende omgevingsfactoren, stress, roken, alcoholgebruik en blootstelling aan schadelijke werkomstandigheden. Deze problemen zijn de afgelopen drie decennia in ernst toegenomen, samen met het aantal mensen dat aan atherosclerose lijdt. Deze studie bespreekt hoe nanodeeltjes kunnen helpen bij het diagnostiseren en efficiënter toedienen van medicijnen aan het getroffen gebied.

Momenteel zijn er verschillende methoden om atherosclerose in beeld te brengen. Drie primaire beeldvormingstechnologieën die vandaag worden gebruikt, zijn intravaskulaire echografie, coronaire angiografie en magnetische resonantiebeeldvorming (MRI). Laatstgenoemde levert de beelden met de hoogste resolutie, maar is duur en kan schadelijk zijn voor mensen met metalen implantaten, nierproblemen en andere gezondheidscomplicaties.

Onderzoeken

Deze studie bespreekt het gebruik van de unieke kenmerken van nanodeeltjes om plaque te lokaliseren en aanzienlijk te verminderen of atherosclerose om te keren. Het rapport beschrijft een niet-invasieve methode waarbij nanobots voor twee doeleinden worden ingezet. De eerste is het lokaliseren en in beeld brengen van cellen die door atherosclerose zijn aangetast, en de tweede is het diep in het aangetaste gebied toedienen van medicatie.

Nanodeeltjes om test-atherosclerose te behandelen

De tests begonnen met onderzoekers die speciale nanoschaal coördinatiepolymeren (NCP) en een pH-responsieve koppeling ontwikkelden om de therapeutische agentia te volgen en af te leveren. Het centrale van het onderzoek is het gebruik van nanoschaal coördinatiepolymeren (NCP’s). Deze specifieke nanodeeltjes werden op maat gemaakt met een pH-responsieve benzoïne-imine (BI) koppeling en Gd3+ als onderdeel van het systeem.
In de testfase leverden de onderzoekers eerst een contrastmiddel voor MRI-scans, genaamd gadolinium, via de nanodeeltjes. Deze handeling stelde de MRI in staat om in realtime de locaties en ophoping van plaque vast te leggen, waardoor een nauwkeurige meting van de ernst van het probleem mogelijk werd. De nanobots leverden ook een wateronoplosbaar geneesmiddel met ontstekingsremmende eigenschappen dat de zure omgeving zodanig aanpast dat ontstekingen en oxidatieve stress worden verminderd. Deze handeling veroorzaakt de afgifte van Simvastatine, waardoor het risico op cardiovasculaire gebeurtenissen tijdens het proces en daarna door bijwerkingen wordt verlaagd.

Resultaten van nanodeeltje-testen

De testresultaten hebben veelbelovende gegevens laten zien. De ST/NCP-PEG nanodeeltjes leverden met succes een snelle en efficiënte diagnose en behandeling van atherosclerose. Concreet ontdekte het team dat de nanodeeltjes uitstekend waren in het richten op atherosclerotische plaques en geen stress veroorzaakten voor het lichaam.

Voordelen van nanodeeltjes bij de diagnose en behandeling van atherosclerose

Deze studie brengt verschillende voordelen aan het licht. Ten eerste is dit niet-invasieve diagnose- en behandelingsmodel veiliger en efficiënter dan eerdere alternatieven. Bovendien kunnen nanodeeltjes therapeutische agentia afleveren met bijna 1000 keer meer efficiëntie dan eerdere methoden, waardoor risico’s en kosten voor alle betrokkenen worden verlaagd.

Biocompatibel en biologisch afbreekbaar

Een ander aantrekkelijk voordeel van deze aanpak is dat hij milieuvriendelijk is. De nanodeeltjes die in de studie werden gebruikt zijn zowel biocompatibel als biologisch afbreekbaar. Hierdoor kunnen ze met het lichaam interageren zonder bij correcte toediening nadelige reacties te veroorzaken.

Onderzoekers

Het onderzoek voor de atherosclerose-nanodeeltjesstudie werd uitgevoerd door onderzoekers van de NUS Yong Loo Lin School of Medicine (NUS Medicine). Deze studie werd geleid door assistent‑professor Wang Jiong-Wei van de afdeling Chirurgie, het Nanomedicine Translational Research Program bij NUS Medicine, en het Cardiovascular Research Institute (CVRI). Hij werd ondersteund door een team van ingenieurs van dezelfde school om de kwaliteit en juistheid van de studie te waarborgen.

Nanodeeltjes om de nierfunctie te ondersteunen

Een andere belangrijke nanotechnologie‑doorbraak die in de gezondheidszorg veel aandacht kreeg, werd gepubliceerd in Advanced Materials op 29 juli. De studie richtte zich op het gebruik van nanodeeltjes om nierziekten te behandelen. Specifiek wilden de ingenieurs onderzoeken hoe deze processen zouden werken in combinatie met het meten van hoe de distributie van nanodeeltjes werd beïnvloed door beschadigde niercellen.

Studie naar nanodeeltjes voor behandeling en diagnose van nierziekte

Deze studie introduceert nier‑clearebare goudnanodeeltjes (AuNP’s) als een middel om behandelingen voor nierziekten toe te dienen. Daarnaast worden de nanodeeltjes gebruikt als contrastmiddel om betere röntgenbeelden van de beschadigde cellen te verkrijgen en behandelingen gerichter toe te passen.

Nanodeeltje-test

Specifiek wilden onderzoekers onderzoeken of ze de details en kwaliteit van röntgenbeelden konden verbeteren door goudnanodeeltjes als achtergrond te introduceren. Deze strategie zou het contrast verhogen en meer nauwkeurige tests mogelijk maken in vergelijking met bloedtesten. De studie begint met het gebruik van nanorobots bij muizen met nierproblemen veroorzaakt door het medicijn cisplatin.
De geïnfecteerde muizen hadden stikstof (BUN) en creatinine (Cr) niveaus die 10 keer hoger waren dan normaal. De onderzoekers ontdekten dat de nanodeeltjes veel langzamer door deze omgeving reisden. Concreet volgde het team niet-invasief het transport en de retentie van de nanobot in cisplatin‑beschadigde nieren met variërende BUN‑ en Cr‑niveaus.

Resultaten

De testresultaten toonden aan dat nanodeeltjes mogelijk niet de beste methode zijn om medicatie te distribueren aan personen met ernstige nierschade. De beschadigde cellen kunnen de voortbeweging vertragen en de effectiviteit van nanodeeltjes aanzienlijk verminderen, waardoor veel van hen op één locatie blijven in plaats van gelijkmatig door de nier te verspreiden. Deze ophoping kan leiden tot extra medische complicaties.
De onderzoekers ontdekten dat naarmate de nierschade toenam, de effectiviteit van nanodeeltjes afnam. Daarom concludeerden ze dat het gebruik van nanodeeltjes het meest effectief is in de vroege diagnostische fase, waarin de deeltjes nog vrij door het orgaan kunnen bewegen om de behandeling efficiënt af te leveren.

Voordelen

Deze nanodeeltjesstudie onthult vele voordelen voor de markt. Als een niet-invasieve behandelings- en diagnostische tool verlaagt het de kosten en vermindert het risico’s voor patiënten. Bovendien verbetert het de monitoringsmogelijkheden, waardoor zorgprofessionals behandelingen beter kunnen richten.

Onderzoekers

De nier‑nanodeeltjesstudie werd geleid door een team van ingenieurs van de University of Texas at Dallas. De hoofdonderzoeker van het project was chemie‑ en biochemie‑onderzoeker Xuhui Ning. Hij werkte samen met Dr. Jie Zheng, professor in chemie en biochemie en Distinguished Chair in Natural Sciences and Mathematics, en een team van wetenschappers van het UT Southwestern Medical Center en Vanderbilt University Medical Center.

Twee bedrijven die de weg wijzen in nanodeeltje‑gezondheidstechnologieën

Nanodeeltjes openen de deur naar enorme vooruitgangen in de manier waarop mensen met ernstige aandoeningen worden gediagnosticeerd en behandeld. Deze technologie groeit, waarbij fabrikanten miljoenen investeren in R&D. Hier zijn twee bedrijven die blijven pionieren en die op een dag het leven van mensen die aan deze levensbedreigende ziekten lijden, kunnen verbeteren.

1. Liquidia Corporation

LQDA Prijsgrafiek

Liquidia Corporation (LQDA ) werd opgericht in 2004 en heeft haar hoofdkantoor in North Carolina. Deze biopharmaceutische krachtpatser wordt erkend als pionier op het gebied van nanodeeltjes dankzij haar werk aan de behandeling van pulmonale arteriële hypertensie. Hier introduceerde het bedrijf een eigen ontwikkeld nanodeeltje‑medicijnafgiftesysteem om de effectiviteit te verbeteren.

Vandaag wordt Liquidia’s PRINT‑technologie beschouwd als een van de meest effectieve methoden om pulmonale hypertensie te bestrijden. Het bedrijf heeft aanzienlijke groei doorgemaakt en verschillende licentieovereenkomsten gesloten met andere leiders in de gezondheidszorg, waaronder een noteringsovereenkomst uit 2021 met Pharma Biopharm.

De aandelen van Liquidia hebben het afgelopen jaar enige beweging laten zien, in lijn met andere tech‑aandelen. Het aandeel toont momenteel een 52‑weekhoogte van $16,99 en een diepte van $5,71. Momenteel ligt de koers rond $10 per aandeel, wat een terugwinning van verloren inkomsten na de tech‑aandelencrash aantoont. Opmerkelijk is dat Liquidia’s positie en unieke behandelingen het een slimme toevoeging aan je portefeuille maken.

2. Bruker Corporation

BRKR Prijsgrafiek

Bruker Corporation (BRKR ) is een andere zorgverlener die het gebruik van nanodeeltjes heeft geïntegreerd om haar aanbod te verbeteren. Het bedrijf werd opgericht in 1960 en is gevestigd in Massachusetts. Het heeft momenteel 9700 medewerkers en biedt een reeks hoogwaardige wetenschappelijke instrumenten, diagnostische oplossingen en meer.

Bruker rapporteerde een omzet van $2,96 mrd in 2023 dankzij diverse slimme bedrijfsstrategieën. Opmerkelijk is dat Bruker verantwoordelijk is geweest voor vele medische doorbraken, waaronder de lancering van de eerste commerciële Fourier‑transformatie NMR‑spectrometer. Het bedrijf heeft ook haar chemische analyse‑divisie uitgebreid als onderdeel van haar groeistrategie.

Investeerders zullen merken dat Bruker Corporation een slimme toevoeging aan hun portefeuille is. Het bedrijf blijft een topoptie in de nanodeeltjesindustrie en bezit verschillende patenten op deze technologie. Haar first‑mover status en toewijding aan innovatie maken Bruker‑aandelen de moeite waard om in de gaten te houden.

Nanodeeltjes – Toekomst

Het gebruik van nanodeeltjes neemt toe in verschillende sectoren. Deze technologie zal naar verwachting verder worden geadopteerd, omdat ze helpt bij het oplossen van langdurige problemen in diverse industrieën. Je kunt verwachten dat nanodeeltjes bijdragen aan betere veiligheidssystemen, verbeterde monitoringsmogelijkheden, versterkte gezondheidszorg en nog veel meer. Bovendien is het vermeldenswaard dat nanotechnologie en AI‑algoritmen nu samen worden gebruikt om geavanceerde modellen te creëren die de acties van deze deeltjes beter kunnen volgen en resultaten verbeteren.

Nanodeeltjes zijn een grote zaak

Ondanks hun microscopische grootte staan nanodeeltjes op het punt de gezondheidszorg te revolutioneren. Deze projecten hebben het potentieel om miljoenen levens te redden en de huidige methoden aanzienlijk te verbeteren. Je kunt verwachten dat je de komende jaren veel meer over deze revolutionaire technologie zult horen, nu deze wordt geïntegreerd in het dagelijks leven van mensen. Voorlopig kunnen nanodeeltjes betere behandelingen en een gezondere toekomst voor iedereen mogelijk maken. Leer nu meer over andere coole nanotechnologieën nu.