나노 과학과 피부과 - 피부과 연구에 있는 나노 과학의 역할

박사에 의하여 아담 Friedman

, 아담 Friedman 박사 피부과학 연구, 피부과, 약의 알베르트 아인슈타인 대학의 사단의 디렉터
대응 저자: ajf0424@yahoo.com

소개

피부 약 납품은 첫번째 통행 물질 대사의 표적 특정 충격, 줄 조직 독성, 제거, 변하기 쉬운 투약 계획 및 다양한 참을성 있는 인구에 확장한 공용품에 관하여 행정의 대체 노선에 많은 이점을 제안합니다.

복합 요인은, 안전한 통행에서 특히 친수성 그들, 외인 분자를 방해하기 위하여 피부가 기계장치를 발전했다 입니다. 지층 corneum (상단 피부의 최대 층)의 단단한 층은 치료학의 통행에게 심각한 도전을 하는 세포 사이 지질 매트릭스에 단단히 접착됩니다1. 분자 활동에 이 강한 방벽은 액티브한 치료학의 당연히 대다수를 구성하는 큰 약 (분자 질량 > 500 Da)를 막기에 확실히 효과적입니다2.

기계적인 연마기 및 마이크로 바늘은 피부 방벽에 있는 상대적으로 넓은 (≥ 10 nm)3 숨구멍의 한정된 수를 열 수 있습니다, 그것은 작고 및 큰 분자 수 있습니다 (또는 박테리아 조차)의 일시적인 통행을 허용할3. 초음파 (phonopheresis) 또는 고전압에게 전기에게 맥박이 뛰기를 가진 중단은 (electroporation) 이 복잡한 방벽을 통해서 더 큰 물자를 강제하기 위하여 이용되었습니다. 화학 침투 증강 인자는 또한 안전 관심사가 그들의 효험을 제한하더라도, 표피 방벽을 교란하기 위하여 이용됩니다4-6.

게다가, 화제 치료학에는 에서 몇몇 불리가 있기 때문에, 이론에서, 이용될 수 있던 많은 물질:

1. 근해에서 약하게 또는 녹지 않음;
2. 적합한 표적을 도달하기 이전에 떨어뜨리거나 활동하지 않아;
3. 표적 사이트에 과도한 불리한 부작용 및 제한된 효험의 결과로 조직과 기관에 일반적으로, 분산해

나노 과학과 납품 차량

나노 과학을 통해 생성된 비발한 납품 차량은 꿰뚫을 수 없는 피부 방벽을 통해 통제되고는 지탱한 약 납품을 위한 활발한 장래성을 올리고 있습니다. 입자 500 nm와 더 작은 전시회 그들의 대량 물자 카운터파트보다 우량한 유일한 속성 다수7-9. 소형 필요한 특징은 입니다 그러나 그밖 속성은 nanomaterials를 위해 필요합니다 화제 납품 차량으로 효험을 달성하기 위하여.

적절하게 이 nanoparticles는 일 것입니다:

1. 1 차적인 피부 방벽에 있는 피부 숨구멍을 통해서 약을 전송하십시오;
일단 침투가 달성되면 2. 수송한 약을 자발적으로 풀어 놓으십시오; 그리고
3. 피부 약 정리의 전시회 낮은 비율은 깊은 곳에서를 허용해서/공술서를 표적으로 하고 운반대 수송한 약의 활동을 머리말을 붙였습니다.

게다가, 이 제품은 그들에게 디자인 및 표적으로 하기의 한 부분으로 관련된 생리적인 변이에 조정할 수 있어야 합니다.

피부과 연구에 있는 중요한 초점이 되기 나노 과학

상기 목록으로 만들어진 잠재적인 중요한 치료 이득을 주어, 나노 과학이 dermatologically 동쪽으로 향하게 한 제품 개발의 중요한 초점이 되고 있다 아무 놀람도 없습니다7, 10-14. 미국에 있는 나노 과학의 6 번째로 큰 특허권 소유자는 화장품 회사입니다15,16. 실제로, 장식용 회사는 Motorola와 코닥 같이 거대 산업에 비교하여 그들의 나노 과학 연구 노력에 관하여 곡선의 위 입니다. nano 제조가 값이비싼 그리고 요구하는 수 있는 동안 정교한 기능, 대량 생산, 감소하는 가격 및 지수 성장은 앞으로는 예상한 통제 비용이고 이 과학이 꽃을 피우는 것을 허용합니다. 몇몇은 2012년까지 $2 혼자 미국에서 2백만개를 채택하는 이기 위하여 장소 나노 과학을 조의 기업 추정합니다7. 응용은 질병의 조기 발견, 진단 및 표적으로 한 치료를 위한 약 그리고 피부과에서 진행 중에 입니다7,9,10,12,13,17-24.

그것의 유년기에 있는 어떤 기술든지로 예상될 수 있다시피, 잠재력 및 흥분의 지금도 안전에 대하여 함정 그리고 남아 있는 관심사가 있다 현실화로 부드럽게 해야 합니다23,25-35. 피부는 그(것)들이 투발되는 매체에 관계 없이 대부분의 환경 nanomaterials를 위한 접촉 적 첫번째 관점, 입니다. 피부과의 세계에 있는 nanomaterials의 위험은 그러므로 광대하, 자극성 알레르기성 접촉 피부염에서 이물 반응 조직 죽음에에 구역 수색하27.

이론적으로 말해서, 어떤 물자든지의 유독한 잠재력은 입자 크기 감소에 급격하게 비례적이기 위하여 예상될 수 있습니다. 첫째로, 소형 캡슐에 넣어진 화학제품의 더 깊은 침투 그리고 강화한 세포내 침투 및 조직 흡수를 허용합니다. 양 비율 nanomaterials에 더 중대한 표면이 그들의 macromolecular 카운터파트에 중요한 이점을 가진 수여하는 대로, 둘째로 이렇게 너무 그것을 극적으로 증가합니다 조직과 세포와의 상호 작용을 위해 지상 단의 가용성을 합니다. 지상 단이 화학적으로 민감하고 민감하는 산소 종 생성 가능한 경우에, 반응성을 위한 잠재력은 감소하는 입자 크기로 증가합니다28. 최근에, 포유류 세포에 있는 불용해성기도 하고 비활성 nanoparticles의 독성은 그들의 셀 방식 통풍관과 직접 관련있을 수 있습니다. 몇몇 세포에는 keratinocytes와 같은 phagocytose 작은 분자에 능력이 있고, nanomaterial가 내면화될 때, DNA 손상에 있는 세포 및 궁극적으로 결과 및 산화 긴장의 발생을 통해서 세포 독성에서 누적되어서 좋습니다36.

그러므로 나노 과학의 독물학이 잠재적으로 해로운 물자에서 둘 다에 적합하게 보호하다 public을, 또한 경작되고에서 이 유망한 기술을 이용 방지할 수 있는 공중 공포를 및 매체 숙고를 가라앉히기 위하여 설명되다, 극히 중요합니다.

피부과에 있는 나노 과학의 현 상태

종양학과 진단 방사선학과 같은 약의37 많은 지역은38 그들의 가르침 교육 및 연구로 나노 과학을 통합하고 있습니다. 피부과는 겉으로는 역설적인 관측에도 불구하고 이 지역에서 나노 과학에 있는 새로운 발달의 상당한 부분이 소비자 피부 관리에 있었다 뒤떨어지고 있습니다. 안내하는 연구 결과에서 최근 데이터는 (Friedman 및 Nasir, 미출판) 나노 과학 가르침, 교육 및 연구가 필요하기도 하고 중요한 면 피부과의인 dermatologists 중 전국적으로 강한 계약이 있다는 것을 제시했습니다.

게다가, 응답자는 이것이 달성될 수 있는 방법 dermatologists가 관여할 수 있는 어떻게 불분명했 어느 쪽이든 이 기술의 향상한, 더 준엄한 감독 그리고 규칙을 위한 필요가 있다는 것을 표시했습니다. 실제로, 최근까지는, 이 문제점 해결에 전념한 미국에 있는 어떤 피부과 편성부대 또는 단도 계속 있지 않습니다.

Nanodermatology 사회 (NDS)

Nanodermatology 사회는 2010년에 피부과와 관련되는 때 나노 과학에 있는 공통 흥미를 공유하는 연결된 훈련의 넓은 소집에서 개별을 소집하기 위하여 발견되었습니다.

사회 및 일원은 뒤에 오는 임무로 비용이 부과됩니다:

1. 피부과와 관련된 대로 나노 과학에 있는 발달을 주의깊게 감시하십시오;
2. 나노 과학과 피부과에 있는 발달에 교육시키고는 및 알려주는 일원의 목적으로 의회, 과학적인 conferenceand 가르치는 사건에 약식으로 그리고 형식적으로 충족시키기 위하여;
3. 나노 과학 어드밴스에 연구 그리고 아이디어를 교환하기 위하여;
4. 나노 과학에 있는 연구 그리고 교육을 후원하기 위하여; 그리고
5. 방침과 위치를 소비자, 학자의 세계, 관리 기관 및 기업을 유익하기 위하여 개발하기 위하여11.

NDS의 1 차적인 초점은 나노 과학을 감시하고, 필드에 있는 새로운 발달을 공부하고, 그리고 그들의 잠재력을 평가할 것이습니다. NDS는 이 신기술의 잠재력 유리한 용도, 뿐 아니라 잠재적인 위험에 집중할 것입니다. NDS 일원은 중요하게 최신 유효한 데이터에 근거를 둔 유효한 발전 나노 과학의 건의한 이득 그리고 위험을 문제시할 것입니다. 소비자, 노동자, 의학 인원, 사회 및 환경에 대한 충격은 모두 고려될 것입니다. , 사실 인정은 각종 출구를 통해서 NDS의 교육 임무의 한 부분으로 공유되고 분산될 것입니다.

그것의 규정하는 임무의 한 부분으로, NDS는 독물학 서비스 제공 회사에서 현재 의학과 피부과학 이해 그리고 보고에 근거를 둔 안전 지침서를 개발할 것입니다. NDS는 사회, 관리 기관을 그리고 법률과 정책 입안자에 이 사실 인정 전할 것입니다.

피부과학 지역 사회는 나노 과학에 모든 이득 및 결점을 아직 인식하고 있지 않습니다. 아직까지, 피부과는 나노 과학을 이용하는 질병의 진단 그리고 관리에 있는 새로운 발견을 열매를 산출하기 위하여 자세를 취한 진동하는 훈련 입니다. 이것은 나노 과학에 관하여 dermatologists, 동료, 소비자 및 노동자를 교육시키는 완벽한 시간 입니다.

산화질소의 납품을 위한 차량으로 잡종 Nanoparticles

산화질소의 치료 잠재력에 있는 관심사는 (NO) 급격하게 지난 수십년 동안 증가하고 있습니다39-51. 이 관심사는 아래 생리적인 조건 없이 관련된 기능의 이제까지 확장 범위를 설명하는 사실 인정의 직접 결과입니다. 이 설치한 속성에 의하여에는 뿐만 아니라 감염의 처리, vasoactivity, angiogenesis의 변조를 위한 직접 치료 연루가 있고, 치유가 상처를 입고, 또한 천식에서 psoriasis에 구역 수색하는 많은 질병의 우리의 이해를 기초를 제공합니다52-55.

이 잠재력을 이용하는 것은 유용했던 납품 장치/차량을 치료로 발육시키는 강렬하고 그러나 상대적으로 실패한 노력에 의해 반영되는 것과 같이 어려웠던 증명하지 않았습니다56. 이 물자의 임상 사용은 계속 풀어 놓는 물질에, 화합물의 세포 독성, 불안정성, 공차의 잠재적인 carcinogenicity 및 발달 요하게 제한한 만기가 되고 입니다56. 잡종 nanoparticles는 현재와 관련되었던 기존 제한의 많은 것을 풀어 놓는 전략 극복합니다.

그것은 2개의 명백한 물자의 유리한 특징을 결합합니다. _첫째로, 변환 의 아질산염 에 뿐 아니라 의 보유를 매트릭스 내의 아니 지원하 다당류 파생하 투명하 매트릭스57; 이차적으로, 상대적으로 경직되어 있는 해골을 제공하는 실란 파생한, 다공성 히드로겔 시트. 혼자서, 투명한 매트릭스는 급속하게 근해에 뒤에 오는 노출을 녹이는 제한 때문에 손해를 입습니다. 근해에서 안정되어 있는 히드로겔 시트 매트릭스는, 그러나, 높게 다공성 이어, 내용의 급속한 도주를 허용하. 잡종 플래트홈은 투명한 매트릭스를 생성하고기 위하여, 또한 히드로겔 시트의 숨구멍을 폐쇄하기 위하여 뿐만 아니라 이용해서 이 제한을 극복합니다. 히드로겔 시트 분대는 해결책에 있는 유리의 고장을 감속하는 구조물과 안정성을 제공합니다58.

nanoparticle 해골은 2개의 주요 수당이 있는 alkoxysilanes에는을 사용하여 형성됩니다. 첫째로, 그(것)들은 이미 각자 형성 nanoparticles의 생산에서 널리 이용됩니다. 다시 말하면 alkoxysilanes에 근거를 둔 제품은 어떤 입자 크기 감소 nanoparticle를 만들기 위하여 단계도 요구하지 않습니다: 그(것)들은 제조공정 자체 도중 만듭니다. 둘째로, nanoparticles의 이 모형의 물리 구조는 높게 다공성 통신망 또는 해골의 그것입니다59-63. 투명한 매트릭스는 유명한 화학을 이용하고 3개 주요 콤포넌트 구성하고 있는 유일한 개념이 아닙니다. 투명한 매트릭스에 있는 포도당의 면전에서 질산 나트륨은 아무 가스도 생성하지 않는 산화 환원 반응을 겪습니다57,64,65.

현재 플래트홈에서는, 투명한 속성은 chitosan, 양이온 다당류 및 음이온 히드로겔 시트 곁사슬 사이 상호 작용에서 위조된 강한 수소 접합 통신망에서 파생되기 위하여 믿어집니다. 둘 다의 포도당 중재한 발생을 허용하는 이 강한 수소 접합 통신망, 뿐 아니라 가스의 함정 수사입니다. 다른 분자량의 폴리에틸렌 글리콜 (나무못) 중합체는 방출의 비율을 통제하기 위하여 이용됩니다. , 수성 환경에 노출에 이전에 언급되는 것과 같이, 투명한 매트릭스는의 방출 허용 아니 녹입니다.

nanoparticles의 구성은 습기/근해에 드러낼 때의 보유를 위해 건조한 입자 내의 아니, 뿐 아니라 치료 수준의 느린 지탱한 릴리스를 위해 둘 다의 장시간 기간에 아니 허용합니다58. 현재의 많은 것과는 다른 풀어 놓는 물자는, nps에서 방출 화학 분해 도 아니다 효소 촉매 작용을 아니 요구하지 않습니다. 대신, 방출은의 nps 노출을에서 근해에서만 아니 요구합니다56. 를 위한 방출 단면도는 쉽게 np 플래트홈을 위한 기초인 유리제 합성물/히드로겔 시트 준비에서 이용된 분대의 상대적인 사격량의 똑바른 조작을 통해 조정되기 위하여 있습니다58.

약 납품 차량으로 산화질소의 응용

이 풀어 놓는 nanoparticulate 플래트홈을 위한 넓은 응용성을 위한 잠재력은 일련의 번역상 계획사업 그러나 나오고 있습니다a. 맨먼저, 잡종 nanoparticles의 피부 침투 그리고 안전은 VIVO에서 여태까지는 설명되었습니다. 형광성 nanoparticles의 침투는 연루되는 피부의 조직학적인 구분에 의하여 24 까지 시간 구상되고 총 바디 적외선 화상 진찰을 처음 응용을 인류의 주제에서 동물성 모형 또한 따르는 못에 있는 사용하 둘 다. 쥐과 피부에 nanoparticles의 반복한 응용은 표피의 thickeneing와 같은 연루되는 피부에 병리학 변경을 설명하지 않거나 선동을 침투합니다 증가시켰습니다. 이 처음 연구 결과가 유망하더라도, 계속 수사는 진행 중에 안전에 어떤 문제점든지 전적으로 감사하기 위하여 입니다.

부상 치료와 항균성 활동에서 역할은의 아무 기초가 튼튼하기 때문에42,54,66-70, 이 일의 중요한 초점입니다. 섬유아세포 이동 분석실험과 VIVO에서 부목을 댄 쥐과 부상 모형에서 둘 다 가속된 부상 마감에 있는 nps 결과를 가진 처리71-73. , 결핵균 아우레우스, 메티실린 저항하는 S (MRSA)74에 대하여 항균성 생체외 효험 Acenitobacter baumannii는75 설치되었습니다.

생체 조건 MRSA와 A. baumannii에 Nanoparticles의 화제 응용은 통제에 비교하여 임상으로 그리고 조직학으로 부상 세균성 부담의 정리 치유의 가속도에 있는 절단 모형 결과를 감염했습니다74,75. 이 결과, 부상 규모에 더 확장하기 위하여, 조직학 근거를 두는 병변 해결책에 대한 복용량 의존하는 충격 및 농양 사이트에서 윤곽을 그리는 cytokine를 설명하는 유도된 생체 조건 MRSA 농양 모형에 있는 Nps 없음의 화제 응용을76. 치료 비교 연구 결과는 진행 중에 이고, MRSA 농양 모형에 있는 nps 없이 화제와 intralesional 처리가 임상 평가와 부상 문화에 근거를 둔 처리의 4 일을 따르는 화제 Retapamulin 및 정맥 Vancomycin 보다는 더 다는 것을 예비적인 연구 결과는 설명했습니다.

관 건강 유지에서 중요한 역할은의 아무 내피 성장 역기능과 관련시킨 조건 제시에 있는 Nps의 효험이 우리의 테스트에 지도합니다. 발기성 역기능의 모형으로 개발된 쥐의 남근에 화제로 적용될 때 아무 nps도 발기성 기능을 증가하지 않았습니다77. 증가된 아무 nps도 회람하는 복용량 의존하는 방법에서는, 정맥으로 (iv)는 관리되어 아무 사격량도, 줄이고 비열한 동맥 혈압 (지도)를 증가했습니다 통제 nanoparticles에 비교하여 선동적인 반응 유도 없는 몇 시간에 microvascular 교류를, 내뿜지 않았습니다78.

기증자, DETA NONOate 및 DPTA NONOate를 유명한 2에 비교될 때, 지도에 있는 유사한 감소는 목격되지 않았습니다. 그러나, NONOate 사용을 따르는 관 음색에 대한 충격은 유사한 생리적인 반응을 유도하는 30 시간 추가 아무 방출도 요구하는 Nps에 비교하여 높게 효과 없었습니다 없었습니다. 헤모글로빈 산소 수용력에 있는 연속적인 감소를 가진 NONOate 행정이 methemoglobin 대형에 대한 중요한 효력으로 명시하는 이 함정.

이 사실 인정을 변환해서, hemodynamic 고민의 nps 안으로 관 무질서의 잠재적인 역할은 조사되었습니다. 정맥으로 아무 nps도 청소 헤모글로빈에 기지를 둔 산소 운반대의 조직 고혈압 따르는 주입을 방해하기 위하여 관찰되 관리해, 조직기도 하고 microvascular 기능을 향상하. 게다가, IV nps 있었습니다 출혈 충격 - nps 복귀한 세동맥 혈관 수축에 의해, 복구한 기능적인 모세관 조밀도 및 microvascular 혈류량 풀어 놓인 정정할 수 지속적인 도중 네거티브, 잠재적으로 생명을 위협하는 hemodynamic 변경 및 방지한 심장 대상부전은. 이 데이터는 아무 nps도 보충하는 명확한 가능성으로 상황에서 아니 없었다는 것을 아무 생산도 손상된다는 것을 가지고있지 않다는 것을, 부족한 또는 소모해 건의합니다 (예를들면 내피 성장 역기능, 신진 대사 무질서 및 hemolytic 질병).

함께 이 데이터는 선동 적이고, 전염하는, 및 유망한 공구로 관/심장 혈관을 위한 치료 에이전트로 신호 기계장치의 우리의 이해를 승진시키는 Nps의 명확한 잠재력을 뿐만 아니라, 또한 설명합니다.


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a토론된 전 임상 수사는 뒤에 오는 합작자가 없다면 가능하지 않ㄹ을: 조지 한, PhD, Luis Martinez, PhD, Joshua Nosanchuk, MD 의 모세 타르, PhD, 켈빈 Davies, PhD, 페드로 Cabrales, PhD, Parimala Nacharaju, PhD, Joel Friedman, MD, PhD

, 저작권 AZoNano.com 아담 Friedman (약의 알베르트 아인슈타인 대학) 박사

Date Added: Nov 21, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 04:23

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