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Comptes Rendus Physique
Volume 12, n° 7
pages 620-636 (septembre 2011)
Doi : 10.1016/j.crhy.2011.06.001
Nanomedicine, nanotechnology in medicine
Nanomédecine et nanotechnologies pour la médecine
 

Patrick Boisseau a, , Bertrand Loubaton b
a Working Group on NanoDiagnostics, ETP Nanomedicine CEA-Leti, Campus Minatec, 17, rue des martyrs, F-38054 Grenoble cedex 9, France 
b ETP Nanomedicine, General Electric Healthcare, Pharmaceutical & Academic Research Collaboration, 24, avenue de lʼEurope, 78457 Vélizy cedex, France 

Corresponding author.
Abstract

Nanomedicine is a relatively new field of science and technology. It looks sometimes ill defined and interpretations of that term may vary, especially between Europe and the United States.

By interacting with biological molecules, therefore at nanoscale, nanotechnology opens up a vast field of research and application. Interactions between artificial molecular assemblies or nanodevices and biomolecules can be understood both in the extracellular medium and inside the human cells. Operating at nanoscale allows to exploit physical properties different from those observed at microscale such as the volume/surface ratio.

The investigated diagnostic applications can be considered for in vitro as well as for in vivo diagnosis. In vitro, the synthesised particles and manipulation or detection devices allow for the recognition, capture, and concentration of biomolecules. In vivo, the synthetic molecular assemblies are mainly designed as a contrast agent for imaging.

A second area exhibiting a strong development is “nanodrugs” where nanoparticles are designed for targeted drug delivery. The use of such carriers improves the drug biodistribution, targeting active molecules to diseased tissues while protecting healthy tissue.

A third area of application is regenerative medicine where nanotechnology allows developing biocompatible materials which support growth of cells used in cell therapy.

The application of nanotechnology to medicine raises new issues because of new uses they allow, for instance: Is the power of these new diagnostics manageable by the medical profession? What means treating a patient without any clinical signs? Nanomedicine can contribute to the development of a personalised medicine both for diagnosis and therapy.

There exists in many countries existing regulatory frameworks addressing the basic rules of safety and effectiveness of nanotechnology based medicine, whether molecular assemblies or medical devices. However, there is a need to clarify or to modify these regulations which mobilise many experts.

France is a country where the medical development of nanotechnology is significant, like Germany, the United Kingdom or Spain, as regards the European Union. There is an active scientific community and industrial partners of all sizes, even if the technology transfer to industry is not as effective as in North America.

The full text of this article is available in PDF format.
Résumé

La nanomédecine est un domaine relativement récent des sciences et techniques. Sa définition semble parfois imprécise et différentes interprétations sont données à ce terme, notamment entre lʼEurope et les Etats-Unis.

En interagissant avec des molécules biologiques donc à lʼéchelle nanométrique, les nanotechnologies ouvrent un vaste champ dʼapplication et de recherche. Les interactions entre assemblages moléculaires synthétiques ou dispositifs nanométriques et biomolécules peuvent se concevoir tant dans le milieu extracellulaire quʼà lʼintérieur des cellules du corps humain. Lʼéchelle nanométrique permet dʼexploiter des propriétés physiques différentes de celles observées à lʼéchelle microscopique telles quʼun rapport surface/volume important par exemple.

Les applications en diagnostique étudiées sont applicables tant pour le diagnostique in vitro que pour le diagnostique in vivo . In vitro , les particules synthétisés et les dispositifs de manipulation ou détection permettent la reconnaissance, la capture, la concentration de biomolécules. In vivo , les assemblages moléculaires synthétiques sont essentiellement conçus comme agent de contraste pour lʼimagerie.

Un second domaine de la nanomédecine présentant un fort développement est celui des « nanomédicaments » où des nanoparticules synthétiques sont conçues pour la vectorisation et la délivrance de principes actifs pharmaceutiques. Le recours à ces vecteurs permet dʼaméliorer la biodistribution des médicaments, concentre leur ciblage vers les tissus pathologiques et protège les tissus sains.

Un troisième domaine dʼapplication est celui de la médecine régénérative où les nanotechnologies permettent de concevoir des matériaux biocompatibles destinés au support de croissance des cellules utilisées en thérapie cellulaire.

Lʼapplication des nanotechnologies à la médecine soulève des problèmes nouveaux de par certains nouveaux usages quʼelles permettent, par exemple : la puissance nouvelle du diagnostique est elle gérable par le corps médical ? Que signifie traiter un patient sans signe clinique ? Que devient même la notion de patient en lʼabsence de signes cliniques ? La nanomédecine peut potentiellement contribuer au développement dʼune médecine personnalisée où un diagnostique personnel permettrait de prescrire une thérapie personnalisée efficace.

Il existe dans de nombreux pays un cadre réglementaire existant qui couvre les règles de base de sécurité et dʼefficacité des nanotechnologies médicales, quʼil sʼagisse dʼassemblages moléculaires ou de dispositifs médicaux. Mais un besoin de préciser voire de faire évoluer certains aspects de ces réglementations mobilisent de nombreux experts.

La France est un pays où le développement des nanotechnologies médicales est significatif, à lʼinstar de lʼAllemagne, du Royaume-Uni ou de lʼEspagne, en ce qui concerne lʼUnion Européenne. La communauté scientifique y est active et des partenaires industriels de toute taille y opèrent, même si le transfert de technologies vers lʼindustrie nʼest pas aussi efficace quʼen Amérique du Nord.

The full text of this article is available in PDF format.

Keywords : Nanomedicine, Nanotechnology, Drug delivery, Diagnostic, Regenerative medicine, Theranostic

Mots-clés : Nanomédecine, Nanotechnologie, Vectorisation de médicaments, Diagnostique, Médecine régénérative, Théranostique




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