Von der Natur inspirierte erfinderische Geräte könnten eines Tages CT-Scans auf Krebs und schmerzhafte Insulinschüsse bei Diabetes-Patienten ersetzen.
Diese Woche untersuchten Forscher aus den USA und dem Ausland die Tiefen des Ozeans und des menschlichen Körpers, um von der Natur inspirierte Lösungen für medizinische Probleme zu finden. Ein Team fand Inspiration in den Augen der Mantis-Garnelen, während ein anderes die Schmerzen beim Erhalten minimierteeinen Impfstoff durch Entwicklung einer mit Mikronadeln bedeckten Pille.
Während menschliche Augen nicht auf Fleisch schauen und den Unterschied zwischen krebsartigem und gesundem Gewebe erkennen können, hat nicht jede Kreatur auf dem Planeten Erde die gleichen Sinne. Die Natur hat viele verschiedene Sinne entwickelt, um die Umwelt zu verarbeiten, denn für die meisten Kreaturen ist dies das SeinAlarm bedeutet den Unterschied zwischen dem Fangen eines Abendessens und dem Fangen durch ein Raubtier.
Mantis-Garnelen haben Facettenaugen, die polarisiertes Licht erkennen können. Dies ist zwar nützlich, um Raubtiere unter Wasser zu vermeiden, es stellt sich jedoch heraus, dass Krebsgewebe polarisiertes Licht anders reflektiert als gesundes Gewebe.
Mantis Shrimp Foto mit freundlicher Genehmigung von Elias Levy via Flickr CC
Alle Augen wandeln Licht in ein Signal um, das vom Gehirn verstanden wird. Verschiedene Augen können unterschiedliche Wellenlängen des Lichts erfassen. Bei einigen Tieren wie Mantis-Garnelen ermöglichen winzige Vorsprünge, sogenannte Mikrovilli, die sich über lichtempfindlichen Zellen in den Augen befinden, dass sie polarisiertes Licht sehen können.
Forscher an der University of Queensland, Australien, entwarfen a Polarisationsbildsensor das lichtempfindliche Elemente mit Nanodrähten kombiniert, die die Mikrovilli nachahmen. Mantis-Garnelenaugen haben auch eine bestimmte Gruppe von Zellen, die Ommatidien genannt werden und polarisationsfilternde Mikrovilli mit lichtempfindlichen Rezeptoren kombinieren.
Mithilfe der von Garnelen inspirierten Technologie zur Verbesserung der aktuellen Bildgebungsgeräte verwendeten die Forscher diese Sensoren, um Krebsläsionen im Frühstadium bei Mäusen zu erkennen.
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Möchten Sie lieber eine Pille schlucken oder zur Injektion in die Arztpraxis gehen? Möglicherweise wählen Sie die Pille, die Ihnen nicht nur die Mühe einer Nadel erspart, sondern auch eine Reise. Leider können einige Medikamente nicht seinoral eingenommen, besonders solche, die nicht im Magen abgebaut werden können.
Forscher an der Massachusetts Institute of Technology MIT und das Massachusetts General Hospital haben eine Lösung in Mikrogröße entwickelt - eine Pille, die mit winzigen Mikronadeln beschichtet ist und einen Brunnen enthält, in dem sich Medikamente befinden. Diese winzigen Nadeln injizieren Medikamente direkt in die Magenschleimhaut und vermeiden so den VerdauungstraktSystem und die Notwendigkeit einer Injektion.
Forscher testeten die Mikronadelpille, um Insulin bei Schweinen abzugeben. Es ist möglich, dass eines Tages orale Insulinmedikamente einen täglichen Insulinschuss ersetzen oder ergänzen könnten.
Foto mit freundlicher Genehmigung von Christine Daniloff, MIT, basierend auf Bildern von Carl Schoellhammer und Giovanni Traverso.
Giovanni Traverso, Ph.D., ein wissenschaftlicher Mitarbeiter am Koch-Institut für integrative Krebsforschung des MIT, sagte GesundLinie, dass die neue Technologie sehr hilfreich für die Abgabe von Medikamenten sein könnte, für die Schüsse erforderlich sind. Zu diesen Medikamenten gehören Hormone wie das bisher verwendete NebenschilddrüsenhormonBehandlung von Osteoporose, GLP-1-Agonisten für Diabetes, Impfstoffen und antikörperbasierten Behandlungen zur Behandlung von rheumatoider Arthritis, Krebs und entzündlichen Darmerkrankungen.
Während das Überspringen der Reise in die Arztpraxis für eine Aufnahme als gute Nachricht erscheint, bietet das Gerät weitere Vorteile. Da das Mikronadel-Design hocheffizient ist, kann es zu einer Verringerung der Pillengröße führen. “Dies kann die Verabreichung von ermöglichenMedikamente, die über den Magen-Darm-Trakt schlecht resorbiert werden und möglicherweise die Größe der Kapseln verringern “, sagte Traverso.
Wenn mehr Medikamente oral eingenommen werden, kann dies auch bedeuten, dass das Personal, das jetzt Schüsse gibt, stattdessen andere Arbeiten ausführen kann. „Dies bedeutet, dass die Notwendigkeit und die Kosten vermieden werden, die mit geschultem Personal verbunden sind, das die Verabreichung von Injektionen verwaltet und lehrt“, sagte Traverso.
Traverso und Carl Schoellhammer, Hauptautor eines Papiers, das letzten Monat im Journal of Pharmaceutical Sciences , entwickelte einen Prototyp einer Kapsel mit einer Länge von 2 Zentimetern und einem Durchmesser von 1 Zentimeter, die mit etwa 5 Millimeter langen Edelstahlnadeln bedeckt ist. Jetzt arbeitet das Team an der Entwicklung von Kapseln mit Nadeln, die sich im Körper auflösen.
Vorschaubild mit freundlicher Genehmigung von William Warby über Flickr CC
