ננו-רפואה

ננו-רפואה הוא תחום העוסק ביישום רפואי של ננוטכנולוגיה. פיתוחים של ננו-רפואה משמשים כיום בטיפול במחלת הסרטן, מחלות כליות, רפואת שיניים, טרשת עורקים, קרישי דם ועוד. ננו-רפואה משמשת לאבחון מחלות, טיפול ומניעה תוך שימוש בהתקנים המבוססים על חלקיקים זעירים בקנה מידה ננומטרי, המורכבים מחומרים סינתטיים וביולוגיים. המטרה היא כי בעתיד, התקנים אלו יהיו מסוגלים לזהות ולחדור ספציפית לתוך רקמות ותאים פגועים, לצלם אותם, לשחרר לתוכם תרופות או להשמיד אותם בעת הצורך.

היסטוריה

בדצמבר 1959 נתן חתן פרס נובל לפיזיקה, ריצ'רד פיינמן, הרצאה בשם "יש שפע מקום בתחתית" בפני החברה האמריקאית לפיזיקה. בהרצאה זו ציין מספר יישומים אפשריים ליכולת לשלוט על אטומים בודדים. בין היתר, הוצעה בניית ננו-מכונות שיוכלו לסדר אטומים כרצונן. פיינמן דיבר גם על הרעיון של "לבלוע את הדוקטור", בהתייחסו לננו-תרופות. 
ייתכן ואתגרים העומדים בפני הרפואה המודרנית יוכלו להיפתר בעזרת פיתוח הננו-רפואה. לדוגמה, פיתוח אמצעים חכמים לשיגור תרופות אשר יאפשרו התבייתות ספציפית על תא המטרה; מתן תרופות במינון מדויק יותר. באמצעים אלו ניתן יהיה למנוע תופעות לוואי הנגרמות כתוצאה משימוש בתרופות הקיימות כיום. בנוסף, ניתן יהיה לפתח שיטות אבחון רגישות שיוכלו לשמש לגילוי מוקדם של מצבים פתולוגיים וכן לשפר פרוגנוזה של חולים. תחום נוסף הוא פיתוח כלים לטיפול ברמה התאית, כגון תיקון גנים פגומים וכן קידום רפואה מותאמת אישית.

אנטי-בקטריות

בעשורים האחרונים, מחלות כרוניות הנגרמות כתוצאה מחיידקים, הופכות לתופעה גלובלית. הטיפול במחלת ה-chronic salmonellosis הנגרמת על ידי חיידק הסלמונלה מסובך וכולל מתן תרופות במינון גבוה לתקופה ממושכת. הטיפול קשה מכיוון שבעת מחלה כרונית, החיידק חומק ממערכת החיסון, בין השאר על ידי יצירת סביבת מחיה תוך תאית מיוחדת. ייתכן וננו-רפואה תוכל לסייע בריפוי מחלות אלה על ידי שחרור הדרגתי של תרופה בגוף, הגברת מסיסות התרופה והגברת יעילותה. ההפצה היעילה תתאפשר בזכות ננו-נשא של תרופה שיביא אותה לאיבר המטרה (כמו כבד או טחול), הנשא יכול להיות ליפיד או מולקולה טעונה במטענים חשמליים. 
דוגמה נוספת היא קרם שפותח כנגד החיידק Staphylococcus aureus העמיד לסוגים רבים של אנטיביוטיקות וגורם למורסות בעור. הקרם עשוי מננו-חלקיקים הנושאים ומשחררים לאזור הנגוע חנקן חמצני, שהורג את החיידק.

ננו-רפואת שיניים

ננו-רפואת שיניים היא תחום העוסק בפיתוח של מוצרים ננומטריים שייועדו לטיפול בבעיות שיניים ויהוו כלי עזר בניתוחים דנטאליים. כיום, קיימים שתלים העשויים מחלקיקים ננומטריים של זרחן וסידן, שמהווים תחליף לעצמות. יתר על כן, מדענים הצליחו לייצר בעזרת גבישים של סידן ואפטיט מבנים מזעריים שיכולים ליצור את שכבת האמייל של השן. בנוסף, ישנם ניסיונות לייצר ננו-רובוטים שיוכלו להתמקם בחלל הפה ובחניכיים, להזריק חומרים מאלחשים או להשמיד תאים של סרטן הלוע.

סכנות אפשריות

מכיוון שתחום הננו-רפואה הוא תחום חדש ומתפתח, טרם הצטבר מידע מספק לגבי הסכנות הבריאותיות הנעוצות בחלקיקים ננומטריים. הסכנות העיקריות נובעות מחשיפה של תאים ורקמות למתכות ולעצמים זרים המרכיבים את החלקיקים הננומטריים, ומהצטברותם בגוף. מחקרים שנערכו על מכרסמים הראו קשר ישיר בין שימוש בחלקיקים כגון קוורץ, זהב, נחושת, תחמוצת הטיטניום ופצלת השדה ליצירת תגובות דלקתיות בריאות ויצירת רדיקלים חופשיים. מחקרים נוספים הראו כי ישנו קשר הדוק בין גודל החלקיק לבין הרעילות שלו, וכי בעוד חלקיקי זהב בגודל של ננומטרים בודדים גורמים למוות תאי, חלקיקים בגודל של עשרות ננומטרים כמעט ואינם רעילים.
לאור זאת, הוקמו ועדות וארגונים בינלאומיים, שמטרתם לבדוק אפקטים ננו-טוקסיקולוגיים אפשריים של מוצרים ננו-רפואיים, וארצות הברית אף גייסה ב-2011 תקציב של 117 מיליון דולר כדי לבדוק את הנזקים שחלקיקים ננומטריים יכולים לגרום ברמה הבריאותית, התעסוקתית והסביבתית.