Nanomedicina - medicina viitorului

Dr. Marius CIUTAN,Medic de SP si Management,SNSPMPDS1,Bucuresti

Dr. Carmen SASU, CS, Cercetator stiintific, SNSPMPDS1, Bucuresti

Monika Skiba, Masterat in stiinte economice,Institutul National de Sanatate Publica - Institutul National de Igiena, Polonia

Scoala Nationala de Sanatate Publica, Mana-gement si Perfectionare in Domeniul Sanitar, Bucuresti

 

REZUMAT: Pe masura ce ritmul de progres a noilor tehnologii din domeniul medical este din ce in ce mai alert, beneficiile scontate nu intarzie sa apara, iar domeniul nanotehnologiilor reprezinta unul dintre segmentele cu cele mai mari asteptari. In prezent, nanomedicina este considerata nu numai o posibila si promitatoare cale spre o diagnosticare de certitudine, precoce si un tratament eficace si eficient, dar si o cale probabila de preventie a acestor tipuri de boli.

Spectrul aplicatiilor nanomedicinei cuprinde o gama larga de interventii in specialitati precum: medicina interna; oncologia; medicina de urgenta prin noi metode de prim ajutor in cazul traumatismelor fizice/accidentelor, arsurilor si expunerii la radiatii; chirurgia; cardiologia si chirurgia cardio-vasculara prin metode rapide de interventie si reabilitare; neurologia si neuro-chirurgia prin noi metode neurografice, de regenerare spinala si interventii reparatorii cerebrale; gastroenterologia si domeniul bolilor de nutritie vizand imbunatatirea nutritiei si digestiei; sexologia, sfera reproducerii umane; geriatria/gerontologia - strategii pentru biostasis si controlul fenomenului de imbatranire; genetica - procesele de crestere a organismului uman; terapie genica; reconstructie si regenerare celulara; alte domenii: recreere si petrecerea timpului liber; cosmetologie; aspecte de reglementare si probleme sociologice, viitorul profesiei medicale, al spitalelor si companiilor farmaceutice.

CONTEXT: Progresul tehnologic si modernizarea societatii actuale, ca factor principal in schimbarea stilului de viata cu implicatii negative asupra starii de sanatate a populatiei, alaturi de fenomenul din ce in ce mai accentuat de imbatranire a populatiei, si de nevoia resimtita din ce in ce mai acut pentru o imbunatatire a calitatii vietii pacientilor reclama ingrijiri de sanatate de inalta calitate si cost-eficienta, deci mai eficiente si la preturi mai accesibile comparativ cu serviciile existente pe piata la ora actuala.

In sensul indeplinirii acestor deziderate, descoperirile stiintifice actuale in domeniul biologiei si fiziologiei corpului uman, a intelegerii mecanismelor fiziopatologice la nivel molecular, precum si cresterea capacitatii de interventie in stadiul presimptomatic al bolii sunt de o deosebita importanta.

La ora actuala, sistemele de sanatate, in special cele din tarile dezvoltate, se confrunta cu o serie de afectiuni cronice extrem de costisitoare si impovaratoare. Astfel, afectiuni precum: cancerul, diabetul, bolile neurologice degenerative (Alzheimer si Parkinson), afectiunile cardiovasculare, bolile mintale (intre care depresia este liderul) sau maladiile inflamatorii si infectioase reprezinta probleme majore atat pentru pacient, cat si pentru societate [1].

Pentru tarile in curs de dezvoltare perspectiva este de asemenea sumbra, prin prisma unei ascensiuni rapide si continue din punct de vedere al ratelor de prevalenta si incidenta ale acestor maladii si a unei cresteri continue a costurilor induse de ingrijirile de sanatate.

Bolile netransmibile determina 86% din decesele si 77% din povara bolilor inregistrate la nivelul Regiunii Europene a OMS. Bolile cardiovasculare au cel mai mare potential letal, provocand mai mult de jumatate din totalul deceselor in intreaga regiune, prin boli cardiace sau accidente vasculare cerebrale ca principala cauza de deces in toate tarile. Constiente de nivelul din ce in ce mai crescut al costurilor si poverii bolilor cronice, tari din Regiunea Europeana OMS vorbesc de o abordare cuprinzatoare a stoparii epidemiei. Deoarece multe dintre bolile cronice sunt strans legate de stilul de viata, se estimeaza ca aproximativ 80% dintre bolile cardiace, accidente vasculare cerebrale si diabet de tip 2, respectiv 40% dintre cancere, ar putea fi evitate daca factorii de risc legati de stilul de viata ar fi eliminati. Este nevoie de angajamente ferme, politice si intersectoriale pentru o mai buna prevenire si un mai bun control al afectiunilor cronice prevenibile [11].

Din punct de vedere al costurilor determinate de ingrijirile de sanatate, datele statistice la nivel mondial indica pentru anul 2006 depasirea valorii de 4000 miliarde $ (sursa datelor: Medistat), iar pana in anul 2020 se preconizeaza ca cifra sa atinga valoarea de 10000 miliarde $ [2].

Luand in considerare gravitatea acestor afectiuni din punct de vedere medical, morbiditatea specifica prin boli cronice si povara bolii pentru sistemele sanitare si societate in general, se impune necesitatea gasirii unor solutii noi, revolutionare, care sa aduca o rezolvare cat mai eficienta acestor probleme de sanatate.

In prezent, nanomedicina este considerata nu numai o posibila si promitatoare cale spre o diagnosticare de certitudine, precoce si un tratament eficace, dar si o cale probabila de preventie a acestor tipuri de boli.

 CONCEPTE: Nanomedicina poate fi definita ca reprezentand aplicatia nanotehnologiei in domeniul sanatatii, a ingrijirilor de sanatate, diagnosticului si tratamentului bolilor, in scopul mentinerii si/sau imbunatatirii starii de sanatate a populatiei utilizand cunostinte despre organismul uman la nivel molecular, precum si instrumente/structuri la scala nanometrica (in sistemul de masurare metric nanometrul reprezentand o miliardime dintr-un metru).

In acest scop, sunt exploatate proprietati fizice, chimice si biologice ale materialelor la scala nanometrica, proprietati adesea noi sau imbunatatite, iar nanostructurile rezultate (nanoparticule sau nanodispozitive) avand aceeasi dimensiune ca si entitatile biologice pot interactiona mai rapid la nivel biomolecular, atat la suprafata, cat si in interiorul celulei [1].

Consiliul Medical al Fundatiei Europene pentru Stiinta (CMFES) defineste nanomedicina ca fiind stiinta si tehnologia diagnosticarii, tratarii si prevenirii bolii si traumatismelor, a reducerii durerii, a mentinerii si imbunatatirii sanatatii umane prin folosirea instrumentelor si cunostintelor despre organismul uman la nivel molecular. De asemenea, CMFES identifica cinci discipline principale ale nanomedicinei: instrumente analitice; nanoimagistica; nanomateriale si nano-dispozitive; noi metode terapeutice (inclusiv farmaceutice); aspecte legate de clinica medicala, toxicologie, etica si reglementari ale domeniului specific de activitate [3].

Nanomedicina cauta, deci, sa furnizeze, in viitorul apropiat, instrumentele si dispozitivele de cercetare si practica, utile in clinica medicala, fapt ce ar putea revolutiona modul actual de gandire (preventie si diagnosticare) si actiune (terapii aplicate) in domeniul medical, cu preponderenta in sfera de influenta a bolilor cronice degenerative.

Cu toate ca aplicatiile nanotehnologiei in medicina par a fi relativ recente, o parte dintre structurile si dispozitivele nanometrice cu care opereaza nanomedicina clinica dateaza de cateva decenii. Astfel, lipozomii au fost descrisi in 1965, primul sistem polimeric de nano-particule in 1994, nanocristalele quantum dot in 1998, primul nanosensor in 2001, iar noile nanoparticule utilizate ca agenti de contrast in patologia cardiovasculara la nivel celular si molecular ar putea reprezenta noile frontiere pentru combinarea imagisticii nano cu transportul tintit de medicamente in scopul dezvoltarii terapiilor medicale personalizate [8].

Pe scurt, cateva dintre structurile si dispozitivele utilizate de catre nanomedicina se pot descrie astfel nanoparticulele, create in scopul imbunatatirii biodisponibilitatii in domeniul farmaceutic, stiut fiind faptul ca biodisponibilitatea diverselor forme medicamentoase a reprezentat pana acum o limitare majora in calea realizarii unor noi medicamente mai eficiente, comparativ cu cele existente la momentul actual; un bun exemplu il reprezinta biodisponibilitatea redusa in cazul terapiei de interferenta ARN. Datorita dimensiunilor foarte mici, nanoparticulele pot patrunde usor in celule reprezentand un vehicol pentru diferite medicamente si putand in acelasi timp sa fie dirijate catre anumite celule tinta; astfel este eliminat pericolul toxicitatii si creste eficacitatea terapiei medicamentoase; nanotuburile, pentru manipularea fizica a unor nanostructuri; dendrimerii, nanostructuri sintetice utilizate in cadrul terapiei genice sau in imagistica (boli cardio-vasculare); liposomii, folositi in momentul actual in terapia tintita a cancerului; nanocristale quantum dots, utilizate in medicina in scop diagnostic; fullerene, utilizate ca antioxidanti in boli neuro-degenerative si cardiovasculare; nanodispozitivele precum nanorobotii, folositi in imagistica medicala sau in terapia genica pentru reconstructia unor structuri biologice moleculare afectate [12].

 

DOMENII DE APLICATIE IN SANATATE 

Astazi, medicina moderna utilizeaza doar instrumente ce pot detecta anomaliile aparute la nivel macroscopic, fiind incapabila sa surprinda boala in stadiile incipiente. Folosirea nanotehnologiei in sfera medicala poate revolutiona, in viitor, metodele actuale de diagnostic si tratament; posibilitatea diagnosticarii si tratarii afectiunilor, inca din faza lor moleculara, va permite clinicienilor sa trateze cauza/originea bolii si chiar sa inlocuiasca tesuturi afectate. Prin utilizarea nanoingineriei se pot obtine si utiliza tesuturi artificiale pentru a inlocui organe afectate (rinichi, ficat) sau pentru a regenera nervi sau a produce implanturi care sa redea simturi pierdute, precum vederea sau auzul.

 Se preconizeaza o contributie majora pe care nanomedicina ar putea s-o aduca in ceea ce priveste domenii precum: definirea si clasificarea bolilor, diagnosticul si tratamentul acestora si, in ultima instanta, imbunatatirea structurii si functionarii organismului uman [6].

 In ultimele decenii nanotehnologia si-a gasit nenumarate aplicatii in sfera medicala, incepand cu domeniul farmaceutic (terapia medicamentoasa tintita) si continuand cu domeniulmedicinii regenerative (nano-robotii si dipozitivele utilizate in regenerarea celulara), preventiei bolilor, diagnosticarii (inclusiv prin metodele imagistice ultraperformante) si terapiei bazate pe nano-tehnologie [1].

 Rolul nanodiagnosticului este acela de a identifica boala in stadiul cel mai incipient posibil, iar nanotehnologia poate oferi instrumente de diagnostic cu sensibilitate, specificitate si validitate superioare metodelor actuale, clasice. Progresul inregistrat in domeniul diagnosticarii in-vivo are la baza cercetari in domeniul tehnicilor de imagistica moleculara, metodelor minim invazive sau implantologiei de nanodispozitive (figura 1). Scopul imagisticii moleculare consta in crearea de agenti de detectare cu sensibilitate inalta, care sa poata, de asemenea, sa transporte si sa monitorizeze tratamentul. Acesta reprezinta conceptul de theranostics find, fight and follow (gaseste, lupta si urmareste), focalizat pe diagnosticarea precoce, tratamentul bolii si controlul acestuia. Dupa diagnosticarea prin imagistica moleculara a afectiunii, prin intermediul nanostructurilor specifice de contrast, acestea se pot combina cu un agent farmacologic activ si, astfel, pot fi folosite in tratamentul tintit al bolii respective, iar in final se realizeaza monitorizarea in timp a rezultatelor tratamentului prin imagistica secventiala.

 Scopul medicinei regenerative este acela de a folosi propria capacitate de regenerare a organismului uman pentru preventia si tratamentul conditiilor cronice invalidante, precum: diabetul zaharat, osteoartrita, afectiunile degenerative ale aparatului cardiovascular si sistemului nervos central, traumatismele/accidentele. Gratie nano-tehnologiei, pacienti cu astfel de afectiuni pot beneficia de ajutor prin dezvoltarea unor terapii revolutionare de regenerare tisulara in-situ cu ajutorul chirurgiei minim invazive.

 In locul medicinei actuale, care trateaza simptome si incearca doar o intarziere a progresului bolii, terapiile viitorului se preocupa de corectarea conditiilor patologice folosind mecanismele proprii de regenerare ale organismului. Exemple in acest sens pot fi: stimularea regenerarii cartilajului articular in cazul osteoartritei, restabilirea profilului de eliberare fiziologica a insulinei la nivelul insulelor pancreatice sau stimularea mecanismelor proprii de regenerare la nivelul sistemului nervos central si al inimii. Nanotehnologia este esentiala in dezvoltarea terapiilor cost-eficiente pentru regenerarea tisulara in-situ, acest lucru implicand nu numai o intelegere profunda a biologiei celulare, dar si identificarea modalitatilor efective de a declansa si controla procesul regenerativ. Aceasta strategie nanobiomimetica depinde de trei elemente de baza: biomateriale inteligente, molecule de semnalizare bioactive si celule. Biomaterialele sunt concepute pentru a reactiona pozitiv la schimbarile din mediul de proximitate, stimuland evenimentele regenerative specifice la nivel molecular, dirijand proliferarea si apoi diferentierea celulara, precum si productia si organizarea matricei extracelulare. Moleculele de semnalizare bioactive, care declanseaza procesele regenerative la nivel celular sunt si ele necesare in regenerarea tisulara. Nanotehnologiile ar putea activa eliberarea secventiala a proteinelor, peptidelor si genelor mimand reactia naturala declansatoare, in cascada. Ca rezultat al acesteia sunt produse materialele bioactive ce elibereaza molecule semnalizatoare la valori/nivele controlate, care la randul lor activeaza celulele in contact cu stimulii.

Eforturile viitoare in medicina regenerativa se vor concentra pe exploatarea, in mod eficient, a potentialului enorm de autoregenerare, proces observat in cazul celulelor stem adulte. Nanotehnologiile vor fi utile in indeplinirea a doua obiective majore: identificarea sistemelor de semnalizare pentru controlul potentialului de autovindecare a celulelor stem adulte endogene si dezvoltarea unui sistem tintit, eficient pentru terapia cu celule stem. Un impact urias il va avea si capacitatea de a implanta celule, materiale bioactive inteligente, care sa declanseze procesul de autovindecare prin propriile celule stem ale pacientului [1].

Obiectivul pe termen lung al sistemelor de transport a medicamentelor consta in dezvoltarea capacitatii lor de a tinti receptorii celulari vizati. In prezent, dezvoltarea unor noi astfel de transportori deriva din nevoia pentru terapii tintite catre organele afectate de boala, terapii care sa aiba o eficienta crescuta, din nevoia cresterii acceptabilitatii pacientului, precum si necesitatea reducerii costurilor ingrijirilor de sanatate. Pe de alta parte, este nevoie de identificarea de noi metode de transport pentru noi clase de produse farmaceutice, lucru ce nu se poate realiza prin metode clasice, nanotehnologia fiind esentiala in atingerea acestui obiectiv. De asemenea, astfel de transportori pot fi folositi in cazul produselor farmaceutice putin solubile. Acest sistem de transport tintit este caracterizat de o inalta eficacitate terapeutica, prin imbunatatirea proprietatilor farmacologice si terapeutice ale medicamentelor utilizate in terapia cancerelor, dar si a unor afectiuni care necesita medicatie de inalta potenta. Asadar, prin introducerea nanoparticulelor transportoare a substantelor farmaceutice, se tinde spre o maximizare a biodisponibilitatii, atat din punct de vedere al tesutului/organului tintit, cat si din punct de vedere al momentului/perioadei de timp in care se elibereaza medicamentul. Progresul inregistrat este deosebit de important avand in vedere faptul ca in fiecare an, din cauza biodisponibilitatii reduse, se pierd mai mult de 65 de miliarde $ [13].

Nanoparticulele pot transporta medicamente sau continut genetic in mediul intern celular fara a produce efecte adverse intrucat, nanoparticulele devin active numai dupa ce ating destinatia finala. De asemenea, se previn si fenomenele de supradozare evitandu-se astfel intoxicatia medicamentoasa. Pentru nanoparticule, ca si in cazul medicamentelor, in paralel cu eficacitatea, se evalueaza si siguranta utilizarii. In ultimii 30 de ani, numarul si varietatea sistemelor de transport medicamentos cu eliberare controlata a crescut foarte mult, dar cu toate succesele obtinute, sistemele de transport nu au fost pe deplin acceptate, din cauza unor probleme privind procesul de reglementare.

Dimensiunile mici ale nanoparticulelor le confera proprietati utile in cazul bolilor oncologice, in special in imagistica oncologica. Nanostructuri precum quantum dot (nanoparticule cu proprietati cuantice, precum capacitatea de modificare a dimensiunii in functie de emisia luminoasa), folosite in imagistica prin rezonanta magnetica, pot reda imagini exceptionale ale localizarii tumorale.

Nanoparticulele de acest tip sunt mult mai stralucitoare comparativ cu substantele de contrast si necesita numai o sursa de lumina pentru excitarea particulelor. Acest lucru semnifica faptul ca utilizarea de nanoparticule tip quantum dot fluorescente poate conduce la obtinerea unei imagini mult mai bune, cu contrast mult mai puternic si la un cost mai redus comparativ cu metodele de rezonanta magnetica cu substanta de contrast folosite astazi. Dezavantajul este reprezentat de toxicitatea elementelor care alcatuiesc particulele quantum dot fluorescente.

O alta proprietate a nanoparticulelor este capacitatea de a lega numeroase substante, gratie unei suprafete mari raportata la volum, substante ce pot fi transportate astfel cu usurinta la nivelul tumorii si care, datorita dimensiunilor mici (intre 10 si 100 nanometrii), pot ramane si se pot acumula preferential la nivelul acesteia, lucru facilitat si de drenajul limfatic deficitar in zona respectiva. Cercetatorii investigheaza posibilitatea crearii de nanoparticule multifunctionale care dupa detectarea in organism a tumorii sa poata proceda si la tratarea acesteia, fapt ce ar revolutiona practica oncologica, inlocuind metodele terapeutice clasice de tipul chimio- si radioterapiei care afecteaza nu numai celulele canceroase, ci si pe cele sanatoase, distrugandu-le. Cu ajutorul nanotehnologiilor, celulele canceroase ar putea fi distruse tintit, fara a dauna in niciun mod tesutului sanatos.

Cateva exemple de aplicare a nanotehnologiei in terapia cancerului sunt enumerate mai jos.

Terapia Kanzius foloseste nanoparticule din carbon sau aur ce se fixeaza la nivelul celulelor tumorale, iar prin intermediul undelor radio nanoparticulele ca si celulele carora le sunt atasate vor fi incalzite, tumora fiind distrusa in interiorul organismului. Detectarea in stadii initiale ale tumorilor este posibila prin utilizarea unor nanosenzori ce ar detecta proteinele si alti biomarkeri ai celulelor tumorale din sangele pacientilor.

Studiile efectuate la Rice University de catre Prof. Jennifer West au demonstrat eficienta nanoparticulelor acoperite cu aur in distructia tumorala la soareci. Acestea se ataseaza suprafetei celulelor tumorale prin intermediul unor peptide sau anticorpi, iar la iradierea zonei de localizare a tumorii cu ajutorul laserului cu infrarosii aurul care inveleste nanoparticulele se va incalzi suficient pentru a determina moartea celulelor canceroase. Laserul utilizat nu incalzeste si nu distruge restul tesuturilor pe care le traverseaza.

In chirurgia oncologica se pot utiliza nanoparticule din cadmiu si seleniu, de tip quantum dot, care injectate in organism patrund in tumori, iar expunerea la lumina ultravioleta le face stralucitoare, favorizand astfel excizia tumorala de mare acuratete.

Dendrimerii au fost utilizati pentru a localiza si apoi elimina tumora, fara a afecta tesuturile sanatoase (studii efectuate la Universitatea Michigan de catre James Baker).

Dendrimerii, prin intermediul celor peste o suta de carligepot fixa o serie de substante si/sau se pot atasa celulelor organismului pentru a indeplini diferite functii.

Terapia fotodinamica utilizeaza particule plasate in organism si iluminate din exteriorul corpului, lumina fiind absorbita de catre particule, iar daca acestea sunt constituite din metal, lumina va incalzi metalul si, in consecinta, tesutul de care este atasata particula. Lumina mai poate fi folosita pentru a produce molecule de oxigen de mare energie care vor reactiona chimic si distruge celulele tumorale din jur. Aceasta metoda este promitatoare intrucat nu prezinta reactii adverse de tip toxic, este tintita spre tesutul vizat si este o procedura noninvaziva [13].

In sfera oncologica, nanomedicina se aplica in: preventia si controlul bolii, prin dezvoltarea de nano-dispozitive de transport a agentilor folositi in preventia bolii si crearea unor vaccinuri plurivalente anticancer; diagnostic precoce si proteomica, prin dezvoltarea de platforme inteligente de analiza in masa a markerilor tumorali; imagistica oncologica, prin imbunatatirea rezolutiei imaginilor obtinute prin utilizarea unor agenti speciali de contrast; terapie multifunctionala, prin intermediul unor dispozitive terapeutice cu eliberare controlata a chimioterapicelor antitumorale [9].

Asadar, spectrul aplicatiilor nanomedicinei cuprinde o gama larga de interventii in: medicina interna (boli cronice degenerative); oncologia; medicina de urgenta (noi metode de prim ajutor in cazul traumatismelor fizice/accidentelor, arsurilor si expunerii la radiatii); chirurgia; cardiologia si chirurgia cardio-vasculara (metode rapide de interventie si reabilitare); neurologia si neurochirurgia (noi metode neurografice, de regenerare spinala si interventii reparatorii cerebrale); gastroenterologia si domeniul bolilor de nutritie (imbunatatirea nutritiei si digestiei); sexologia, sfera reproducerii umane; geriatria/gerontologia (controlul fenomenului de imbatranire); genetica (procesele de crestere a organismului uman, terapie genica, reconstructie si regenerare celulara); alte domenii: recreere si petrecerea timpului liber; cosmetologie; aspecte de reglementare si probleme sociologice, viitorul profesiei medicale, al spitalelor si companiilor farmaceutice [5].

RISCURI: Tinand cont de progresul actual al tehnologiilor medicale, va fi necesara o abordare a multiplelor provocari, inclusiv de ordin etic si legal. Principalele provocari in domeniu sunt legate de aspecte precum asigurarea calitatii, evaluarea riscului, programarea nanodispozitivelor sau provocarile tehnologice din industria moleculara. Expertii au identificat si probleme privind gestionarea cerintelor interdisciplinare, reglementarea perioadei de validare, protectia proprietatii intelectuale etc. Evaluarea riscului nanotehnologiilor vizeaza, in principal, aspecte legate de toxicitate, carcinogeneza, stabilitate pe termen lung sau cai de excretie pentru nanostructuri [1].

Deseurile generate de nanodispozitive sau cele rezultate in urma procesului de fabricatie al nanomaterialelor pot fi deosebit de periculoase; din cauza dimensiunii lor, acestea pot pluti in aer si pot patrunde cu usurinta in celule animale sau vegetale producand efecte necunoscute. Fenomenul este generic cunoscut sub termenul de Nanopoluare 

Nanotoxicitatea. Intrucit cele mai multe nanoparticule nu se regasesc in natura, este posibil ca organismele vii sa nu aiba mijloacele adecvate pentru a le neutraliza sau a se debarasa de ele. Pericolul este amplificat de o mai mare reactivitate chimica si activitate biologica, cauzate de dimensiunile mici ale particulelor si suprafetei mari in raport cu volumul. Reactivitatea chimica mai mare a nanomaterialelor determina cresterea productiei de specii de oxigen reactive (ROS), inclusiv radicali liberi. Productia ROS s-a regasit intr-o gama diversa de nanomateriale, inclusiv in fullerene de carbon, nanotuburi de carbon si nanoparticule din oxizi metalici. ROS si producerea de radicali liberi este unul dintre mecanismele primare ale toxicitatii nanoparticulelor, aceasta putand conduce la stres oxidativ, inflamatie, precum si distructii consecutive a proteinelor, membranelor si ADN-ului. Alte proprietati care influenteaza toxicitatea includ: compozitia chimica, forma, structura de suprafata, suprafata de schimb, agregare si solubilitate, precum si prezenta sau absenta altor grupe functionale a altor substante chimice.

 

POTENTIAL DE DEZVOLTARE : Nanotehnologii. Domeniul nanotehnologiilor s-a impus in ultimii ani ca unul dintre domeniile de mare actualitate, cu un ritm sustinut de dezvoltare si aplicare si un impact revolutionar asupra industriei si societatii. Aparitia pe plan mondial a programelor de investitii guvernamentale in domeniul nanotehnologiilor anuntate de SUA in 2000 (Initiativa Nationala in Nanotehnologie - NNI), Japonia si Coreea in 2001, Comunitatea Europeana, Germania si China in 2002, constituie dovezi certe ale interesului la nivel mondial in acest domeniu. Astfel, la nivel global, evolutia cheltuielilor publice din domeniul cercetarii-dezvoltarii nanotehnologice inregistreaza un trend ascendent, in perioada 1997 (432 milioane $/an) 2003 (crestere de 6,79 ori); in 2003, cele mai mari sume au fost alocate de guvernul din Japonia (aprox. 810 milioane dolari/an), urmat de Statele Unite ale Americii (aprox. 774 milioane dolari/an) si tarile Europei occidentale, incluzand aici tarile Uniunii Europene si Elvetia (aprox. 600 milioane dolari/an). Preocuparea pentru domeniu este generala, alte state precum Australia, Canada, China, tarile din Europa de est, Israel, Corea, Singapore, Taiwan insumand o cifra de aprox. 750 milioane dolari/an [10]. In ceea ce priveste finantarea domeniului nanotehnologiilor din fonduri private, aceasta depaseste nivelul finantarii guvernamentale, apropiindu-se de o valoare mai mare cu circa 50% in USA, Japonia, Germania si Coreea [14].

Asadar, se poate nota larga preocupare pentru acest domeniu nu numai la nivel mondial, dar si pe arii regionale, Uniunea Europeana detinand o pozitie puternica in domeniu. Conform Comisiei Europene, evolutiile potentiale ale cercetarii-dezvoltarii in domeniul nanotehnologiilor, pana in 2015, sunt urmatoarele:

  • jumatate dintre noile materiale care vor aparea vor fi obtinute cu ajutorul nanotehnologiilor, in sectoare ca: electronica, industria chimica, industria grea, industria farmaceutica si industria aeronautica;
  • reducerea suferintei in cazul unor boli cronice: prin cresterea capacitatii de a diagnostica si trata tumori in primul an de aparitie, circa jumatate dintre produsele farmaceutice vor utiliza nanotehnologia, va fi posibila modelarea interactiunilor neuron-neuron;
  • dezvoltarea stiintei si ingineriei nanobiosistemelor va permite o intelegere mai buna a sistemelor vii, dezvoltarea unor noi solutii in ingrijirea sanatatii si a unor materiale biocompatibile mai bune, intelegerea proceselor din interiorul celulei sau a sistemului nervos;
  • aplicarea si integrarea nanotehnologiei in domenii de activitate precum biologia, electronica, medicina etc, domenii care includ organele artificiale, prelungirea duratei de viata, creerea de noi sisteme prin utilizarea principiilor biologice, a legilor fizicii si a proprietatilor diferitelor materiale;
  • urmarirea biocompatibilitatii la crearea de noi produse;
  • invatarea si educatia, fundamentate la nivel de nanoscala [4].

Nanomedicina. In prezent, datele de piata despre nano-medicina publicate sunt relativ putine; cu toate acestea, o analiza a segmentelor de piata pentru dispozitive medicale, respectiv medicamente si produse farmaceutice, ofera o idee despre ponderea acestor segmente pe piata specifica.

Aceste doua segmente de piata reprezentau in anul 2003 aproximativ 535 miliarde euro, din care:

  • piata dispozitivelor medicale = 145 miliarde euro in 2003; valoarea sistemelor de diagnostic in vitro a fost de 18 miliarde de euro, reprezentand 13% din total; sistemele de imagistica medicala au reprezentat 14,5 miliarde euro, respectiv 8% din valoarea totala a pietei dispozitivelor medicale, iar instrumentele si agentii utilizati in imagistica medicala (inclusiv agentii de contrast si produsele radiofarmaceutice) au reprezentat 4 miliarde de euro, adica 3% din valoarea pietei pe acest domeniu;
  • piata mondiala farmaceutica = 390 miliarde de euro; aproximativ 11% din piata farmaceutica a fost reprezentata de sistemele de transport a agentilor farmacologici, valoarea absoluta fiind de 42,9 miliarde euro (aproximativ jumatate din aceasta piata fiind reprezentata de sistemele de eliberare controlata, sisteme polimer injectabile/implantabile, lipozomi transportori de agenti farmaceutici sau terapie genica).

Prin prisma furnizarii unor servicii precise, rapide si minim invazive de diagnosticare, a unor solutii inovatoare de ingrijire medicala si utilizarii de noi informatii utile pentru medicina preventiva, se asteapta ca nanotehnologia sa aiba o aplicabilitate din ce in ce mai mare in cadrul sectorului de ingrijiri medicale.

Acest trend asteptat se poate deja evidentia prin cresterea medie anuala la de 7 - 9% [10].

In perspectiva, dezvoltarea rapida a nanomedicinei ar putea fi stimulata si printr-o buna colaborare multidisciplinara intre sectoare de activitate, precum industria, cercetarea stiintifica in general si cercetarea medicala in particular, sectorul medical (spitalele, organizatii pacienti, decidenti), organisme legislative, investitori etc.

 

CONCLUZII: In cadrul sistemelor de sanatate, centrate pe pacient si pe managementul eficient al pacientului si pe dezvoltarea de politici sanitare inovatoare, nanomedicina reprezinta un segment a carui dezvoltare si exploatare poate duce la obtinerea de noi solutii cost-eficace si cost-eficiente ce vor aduce beneficii mari la nivel individual, precum si la nivelul sistemului sanitar si a societatii in general.

Numeroasele domenii de aplicatie ale nanomedicinei, in care cercetatorii obtin deja rezultate promitatoare pentru care medicii se arata foarte interesati, reprezinta premize pentru continuarea cercetarilor privind utilitatea si aplicabilitatea in medicina a nanotehnologiilor.

Focalizarea pe aspecte precum evaluarea posibilitatii de implementare, evaluarea riscului, evaluarea cost-eficacitatii, evaluarea acceptabilitatii in randul populatiei, dar si aspecte de ordin financiar, etic si legislativ, trebuie sa reprezinte una dintre directiile de dezvoltare viitoare, completand si amplificand astfel beneficiile descoperirilor practice obtinute.

 

Bibliografie

  1. European Technology Platform on NanoMedicine, Nanotechnology for Health - Vision Paper and Basis for a Strategic Research Agenda for NanoMedicine, September 2005; ftp://ftp.cordis.europa.eu/pub/nanotechnology/docs/nanomedicine_visionpaper.pd f
  1. ETP NanoMedicine, Nanomedicine Nanotechnology for health, Paul Smit Philips, 20 nov 2007; minamwebportal.eu/ launch%20and%20brokerage%20event% 202008/launch/12%20ETP%20NanoMedicine.pdf
  1. European Medical Research Councils (EMRC), Nanomedicine, an ESF European Medical Research Councils (EMRC), Forward Look report, 2005; www.nanowerk.com/nanotechnology/reports/reportpdf/report53.pdf
  1. Comisia Europeana, Spre o Strategie Europeana pentru Nanotehnologie, Comunicare de la Comisia Europeana, 12 mai 2004 
  1. FREITAS ROBERT A Jr., Nanomedicine, Volume III: Applications, Landes Bioscience, Georgetown, TX, 2014-15; nanomedicine.com/NMIII.htm. 
  1. FREITAS ROBERT A Jr. Nanomedicine Book site, 1996-2010; www.nanomedicine.com
  1. FutureMedica, The future of healthcare and biotechnology, 25 Ways Nanotechnology is Revolutionizing Medicine, ianuarie 2010; http://mritechnicianschools.net/2010/25-ways nanotechnology-is-revolutionalizing-medicine/
  1. MRITUNJAI SINGH, SHINJINI SINGH, S. PRASADa, I. S.GAMBHIR, Nanotechnology in medicine and antibacterial effect of silver nanoparticles, Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures Vol. 3, No.3, September 2008, p. 115 122;www.chalcogen.infim.ro/Singh11.pdf
  1. NICOLE CHIA POH HUI, Science and Technology Studies, Section 84405, Nanomedicine and cancer,2005; http://www.tahan.com/charlie/nanosociety/course201/nanos/NH.pdf
  2. ROCO MIHAIL C, Current Opinion in Biotechnology 14:337346, Nanotechnology: convergence with modern biology and medicine,2003; www.nano.gov/html/res/MCR_03_BioNanoConv_CO_pdf.pdf
  3. WHO, Regional Office for Europe, Largely preventable chronic diseases cause 86% of deaths in Europe: 53 WHO European Member States map a strategy to curb the epidemic, Press Release EURO/05/06, Copenhagen, 11 September 2006; www.euro.who.int/media centre/PR/2006/20060908_1

Websites: 

  1. http://biotech.about.com/gi/o.htm?zi=1/XJ&zTi=1&sdn=biotech&cdn= money&tm=32&gps=200_59_985_517&f=00&su=p649.3.336.ip_&tt=2&bt=1&bts=1&zu =http%3A//www.nano-biology.net/
  2. http://en.wikipedia.org/wiki/Nanomedicine
  3. http://www.romnet.net/ro/prezentari_20_dec_2005/convergenta_tech.pdf

Journal published by SNSPMS