ナノ粒子 – ヘルスケアにおける次なる目玉

テクノロジー部門における最近の進歩のおかげで、臓器の健康状態の監視機能が大幅に向上しました。

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.

テクノロジー部門における最近の進歩のおかげで、臓器の健康状態の監視機能が大幅に向上しました。人工知能は依然としてメディアの主な焦点ですが、他の多くのテクノロジーが将来の医療においてさらに大きな役割を果たす可能性を秘めています。ナノ粒子は、現代医学に革命をもたらし、毎年何百万人もの人々の命を守る可能性がある技術的進歩の代表的な例です。知っておくべきことは次のとおりです。

What are Nanoparticles?

ナノ粒子とは何ですか?

Nanoparticles are tiny structures that occur naturally. However, the term ‘nanoparticles' didn’t exist until 1857, when the famous inventor Michael Faraday coined it to describe the optical properties of metals he was studying. Notably, humans used nanoparticles long before they were understood. For example, nanoparticles helped early sculptures create unique effects, such as stained glass, that changed color in certain lighting conditions. Later research revealed that the color change resulted from gold and silver nanoparticles embedded in the glass.

ナノ粒子は自然に存在する小さな構造です。しかし、「ナノ粒子」という用語は、有名な発明家マイケル・ファラデーが研究していた金属の光学特性を説明するために造語した 1857 年まで存在していませんでした。注目すべきことに、人類はナノ粒子が理解されるずっと前からナノ粒子を使用していました。たとえば、ナノ粒子は、初期の彫刻が特定の照明条件で色が変化するステンドグラスなどのユニークな効果を生み出すのに役立ちました。その後の研究で、色の変化はガラスに埋め込まれた金と銀のナノ粒子に起因することが判明した。

Today's description of a nanoparticle is a particle with 1 to 100 nanometers (nm) in diameter. All nanoparticles have three main characteristics. First, they remain active in a free state. Second, they have +20% of the structure's atoms located on the surface of the particle, and lastly, they often showcase quantum effects. Notably, nanoparticles are found naturally but can also be created by scientists in a lab for research purposes. Their subatomic size and impressive surface area make them ideal for use across a wide range of industries, including electronics, environmental research, and medical care.

今日のナノ粒子の説明は、直径 1 ～ 100 ナノメートル (nm) の粒子です。すべてのナノ粒子には 3 つの主な特徴があります。まず、それらは自由な状態でアクティブなままです。第二に、構造の原子の +20% が粒子の表面に位置しており、最後に、量子効果を示すことがよくあります。特に、ナノ粒子は自然に発見されますが、研究目的で研究室で科学者によって作成されることもあります。原子未満のサイズと優れた表面積により、エレクトロニクス、環境研究、医療などの幅広い業界での使用に最適です。

Breakthrough Nanoparticle Technology in Healthcare

ヘルスケアにおける画期的なナノ粒子テクノロジー

Nanotechnology continues to revolutionize industries with the healthcare sector seeing some of the most advancements as of late. Nanoparticles are particularly useful in healthcare due to their ability to penetrate deep into the body, making them ideal for drug delivery, image scanning background, and many more uses. Here are just two examples of how nanoparticles could help save millions of lives moving forward.

ナノテクノロジーは業界に革命をもたらし続けており、最近では医療分野が最も進歩しています。ナノ粒子は体内深くに浸透する能力があるため、医療において特に有用であり、薬物送達、画像スキャンの背景、その他多くの用途に最適です。ここでは、ナノ粒子が今後何百万もの命を救うのにどのように役立つかを示す 2 つの例を紹介します。

Atherosclerosis

アテローム性動脈硬化症

The first example of nanoparticles changing the healthcare sector was published this month in the journal, small. The study delves into researchers using nanoparticles to diagnose and treat Atherosclerosis. Atherosclerosis is a major issue for millions of people who suffer from it globally. It’s a buildup of plaque within the arteries which can result in blood pressure concerns, heart disease, stroke, and death. Sadly, there are no direct treatments for this ailment yet.

ナノ粒子が医療分野を変える最初の例が、今月、雑誌「Small」に掲載されました。この研究では、アテローム性動脈硬化症の診断と治療にナノ粒子を使用している研究者について詳しく調査しています。アテローム性動脈硬化症は、世界中でアテローム性動脈硬化症に苦しむ何百万人もの人々にとって大きな問題です。これは動脈内のプラークの蓄積であり、血圧の問題、心臓病、脳卒中、死亡を引き起こす可能性があります。残念なことに、この病気に対する直接的な治療法はまだありません。

Source -Mayo Foundation

出典 - メイヨー財団

Atherosclerosis is responsible for +17M deaths yearly. Even worse, the disease continues to affect a growing number of people due to rising environmental factors, stress, smoking, alcohol consumption, and exposure to harmful work conditions. These issues have continued to increase in severity over the last three decades alongside the number of people suffering from Atherosclerosis. This study delves into how nanoparticles could help to diagnose and distribute medicines to the affected area more efficiently.

アテローム性動脈硬化症による死亡者数は年間 1,700 万人以上となっています。さらに悪いことに、環境要因の増大、ストレス、喫煙、飲酒、有害な労働条件への曝露などにより、この病気に罹患する人々は増え続けています。これらの問題は、アテローム性動脈硬化症に苦しむ人の数とともに、過去 30 年間にわたって深刻さを増し続けています。この研究では、ナノ粒子が診断と患部への医薬品のより効率的な配布にどのように役立つかを詳しく掘り下げています。

Currently, there are multiple methods for imaging Atherosclerosis. Three primary imaging technologies used today include Intravascular ultrasound, Coronary angiography, and Magnetic Resonance Imaging (MRI). The latter provides the highest-resolution images of the three but is expensive and can be harmful to people with metal implants, kidney issues, and other health complications.

現在、アテローム性動脈硬化を画像化する方法は複数あります。現在使用されている 3 つの主要なイメージング技術には、血管内超音波、冠動脈造影、および磁気共鳴画像法 (MRI) が含まれます。後者は 3 つの画像の中で最も高解像度の画像を提供しますが、高価であり、金属インプラント、腎臓の問題、その他の健康上の合併症を持つ人々にとって有害になる可能性があります。

Studies

研究

This study delves into using nanoparticles' unique characteristics to locate and significantly reduce plaque burden or reverse atherosclerosis. The report describes a noninvasive method of utilizing the nanobots for dual purposes. The first is to locate and image atherosclerosis-infected cells, and the second purpose is to distribute medication deep into the infected area.

この研究では、ナノ粒子のユニークな特性を利用してプラーク負荷を特定し、大幅に軽減したり、アテローム性動脈硬化を逆転させたりすることについて詳しく掘り下げています。この報告書では、ナノボットを二重の目的で利用する非侵襲的な方法について説明しています。 1 つ目の目的は、アテローム性動脈硬化症に感染した細胞を特定して画像化することであり、2 つ目の目的は、薬剤を感染領域の奥深くに分布させることです。

Nanoparticles to Treat Test Atherosclerosis

テストアテローム性動脈硬化症を治療するためのナノ粒子

The testing began with researchers creating special nanoscale coordination polymers (NCP) and a pH-responsive linker to help track and deliver the therapeutic agents. At the core of the research is the use of nanoscale coordination polymers (NCPs). These specific nanoparticles were purpose-built with a pH-responsive benzoic-imine (BI) linker and Gd3+ as part of the street.

このテストは、研究者が治療薬の追跡と送達を支援する特別なナノスケール配位ポリマー (NCP) と pH 応答性リンカーを作成することから始まりました。研究の中核となるのは、ナノスケール配位高分子（NCP）の使用です。これらの特定のナノ粒子は、pH 応答性の安息香酸イミン (BI) リンカーとストリートの一部として Gd3+ を使用して特別に構築されました。

In the testing phase, the researchers had the nanoparticles first deliver a contrast agent for MRI scanning called gadolinium. This maneuver allowed the MRI to capture real-time plaque locations and buildup, enabling an accurate measure of the severity of the issue. The nanobots also delivered a water-insoluble drug with anti-inflammatory properties that alter the acidic environment in a way that reduces inflammation and oxidative stress. This maneuver causes the release of Simvastatin, reducing the risk of cardiovascular events during the process and after due to side effects.

テスト段階では、研究者らはまずガドリニウムと呼ばれるMRIスキャン用の造影剤をナノ粒子に送達させた。この操作により、MRI がリアルタイムでプラークの位置と蓄積を捕捉できるようになり、問題の重症度を正確に測定できるようになりました。ナノボットはまた、炎症と酸化ストレスを軽減する方法で酸性環境を変化させる抗炎症特性を持つ水不溶性薬剤も送達しました。この操作によりシンバスタチンが放出され、その過程中およびその後の副作用による心血管イベントのリスクが軽減されます。

Nanoparticles Testing Results

ナノ粒子の試験結果

Test results have shown some promising data. The ST/NCP-PEG nanoparticles successfully provided fast and efficient diagnosis and treatment of atherosclerosis. Specifically, the team found that the nanoparticles were excellent at targeting atherosclerotic plaques and didn't cause stress to the body.

テストの結果、いくつかの有望なデータが示されました。 ST/NCP-PEG ナノ粒子は、アテローム性動脈硬化症の迅速かつ効率的な診断と治療を提供することに成功しました。具体的には、ナノ粒子がアテローム性動脈硬化症のプラークを標的とするのに優れており、体にストレスを引き起こさないことを研究チームは発見した。

Benefits of Nanoparticles in Atherosclerosis Diagnosis and Treatment

アテローム性動脈硬化の診断と治療におけるナノ粒子の利点

This study brings to light several benefits. For one, this non-invasive diagnosis and treatment model is safer and more efficient than past alternatives. Additionally, nanoparticles can deliver therapeutic agents with nearly 10

この研究により、いくつかの利点が明らかになりました。まず、この非侵襲的な診断と治療モデルは、過去の代替モデルよりも安全で効率的です。さらに、ナノ粒子は約 10 種類の治療薬を送達できます。