Neue Studien belegen Fortschritte in der Nanotechnologie und ihre Auswirkungen auf mehrere Bereiche der menschlichen Gesundheit

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Aktive, auf Nanotechnologie basierende Forschung aus China hat mehrere neue Fortschritte mit weitreichenden Anwendungen hervorgebracht. Mit neu entwickelten Nanosensoren können toxische Umweltschadstoffe wie Chrom nachgewiesen werden; neuartige medizinische Technologien können genutzt werden, um Point-of-Care-Tests für die klinische Diagnose und Arzneimittelanalyse zu ermöglichen; und sie können sogar eine anhaltende und kontrollierte Arzneimittelfreisetzung bereitstellen. Dementsprechend wird erwartet, dass diese neuen Technologien eine Ära einer verbesserten Gesundheitsversorgung auf den Ebenen der Prävention, Diagnose und Behandlung einleiten.

Die Nanotechnologieforschung hat in vielen Bereichen Anwendung gefunden, von der Medizin und Arzneimittelforschung bis hin zur Luftfahrt und Automobilindustrie. Eine Reihe aktueller Studien chinesischer Forscher, die im veröffentlicht wurden Zeitschrift für pharmazeutische Analysehaben weiter zur Nanotechnologieforschung beigetragen.

Die erste Studie, die am 1. Mai 2021 online verfügbar gemacht und in Band 12, Ausgabe 1, Februar 2022 der Zeitschrift veröffentlicht wurde, wurde von Forschern der Anhui University of Chinese Medicine veröffentlicht. Diese Forscher machten sich daran, die Probleme zu lösen, die durch die Umweltverschmutzung mit Chrom, einem Karzinogen, verursacht werden. Sie entwickelten Nanopunkte aus Kohlenstoff unter Verwendung natürlicher Polysaccharide aus Poria-Pilzen, die keine pharmakologische Aktivität aufweisen. Diese Nanodots fungierten als „Ein-Aus“-Fluoreszenzsonde mit der Fähigkeit, Chrom aus der Umgebung nachzuweisen.

Zu den Anwendungen sagen die Forscher: „Mit ihrem kostengünstigen Ausgangsmaterial ermöglichen diese Nanodots einen kostengünstigen und schnellen Chromnachweis, und ihre Wirksamkeit wurde anhand tatsächlicher Wasserproben nachgewiesen. Sie stellen auch einen neuen Weg für die nicht-pharmakologischen Verfahren dar Anwendung traditioneller chinesischer Medizin und könnte helfen, ernsthafte Gesundheitsprobleme zu verhindern.“

In einer anderen Studie, die am 31. März 2021 online verfügbar gemacht und in Band 12, Ausgabe 1, Februar 2022 der Zeitschrift veröffentlicht wurde, fanden Forscher der Chongqing Medical University und der Chongqing Normal University einen Weg, die Peroxidaseaktivität von Quantenpunkten auf Molybdänbasis zu regulieren, die wirkten als „Nanozyme“ (kleine künstliche Enzyme). Diese Nanozyme verursachten in Gegenwart eines bestimmten Arzneimittels eine Farbänderung, und die Intensität der Farbänderung spiegelte die Konzentration des Arzneimittels wider.

Die Forscher erklären: „Diese Nanosensoren könnten verwendet werden, um Medikamentenkonzentrationen in Abhängigkeit von der Intensität der Farbänderung zu erkennen. Daher könnten sie zur Entwicklung robuster pharmazeutischer Detektionsplattformen verwendet werden, um Arzneimitteltests und Diagnosen zu vereinfachen und den Standard der Gesundheitsversorgung zu verbessern.“

In der Abschlussstudie, die am 9. März 2021 online verfügbar gemacht und in Band 12, Ausgabe 1, Februar 2022 der Zeitschrift veröffentlicht wurde, nutzten Forscher der Lanzhou University Nanotechnologie, um bessere Arzneimittelformulierungen zu entwickeln. Die kontrollierte Arzneimittelfreisetzung hilft bei der effektiveren Bekämpfung von Tumoren und Krebs, aber es gibt nur wenige Ansätze, die eine kontrollierte Arzneimittelfreisetzung in der intrazellulären Mikroumgebung eines Tumors ermöglichen. Daher entwickelten die Forscher ein Mixed Drug Self Delivery System (DSDS) mit einem hohen Wirkstoffgehalt, das zwei Formen des Chemotherapeutikums Doxorubicin enthielt. Dieses System lieferte eine anhaltende pH-getriggerte Arzneimittelfreisetzung, die durch Manipulieren des Verhältnisses der beiden Formen des Arzneimittels eingestellt werden konnte.

Interessanterweise zeigten Labortests, dass die gemischten DSDS-Nanopartikel mit langsamer Freisetzung hochwirksam bei der Abtötung von Krebszellen waren. „Daher könnte diese Plattform als geeignetes Behandlungssystem dienen, das in Zukunft verbesserte Patientenergebnisse liefert“, schlussfolgern die Forscher.

Mehr Informationen:
Qianqian Huang et al., Aus Poria Cocos-Polysaccharid abgeleitete Kohlenstoffpunkte als effektiver „On-Off“-Fluoreszenzsensor für den Chrom(VI)-Nachweis, Zeitschrift für pharmazeutische Analyse (2021). DOI: 10.1016/j.jpha.2021.04.004

Juan Tan et al, Reversible Regulation der enzymähnlichen Aktivität von Molybdändisulfid-Quantenpunkten für die kolorimetrische pharmazeutische Analyse, Zeitschrift für pharmazeutische Analyse (2021). DOI: 10.1016/j.jpha.2021.03.010

Jiagen Li et al., Regulierung der Wirkstofffreisetzungsleistung unter Verwendung von gemischten Doxorubicin-Doxorubicin-Dimer-Nanopartikeln als pH-getriggertes Arzneimittel-Selbstabgabesystem, Zeitschrift für pharmazeutische Analyse (2021). DOI: 10.1016/j.jpha.2021.03.001

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