Usage of nanoenzyme is cardiac tissue repair

No Thumbnail Available
Files
Karppinen_Miia_2024.pdf (450.01 KB)
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
Electronic archive copy is available locally at the Harald Herlin Learning Centre. The staff of Aalto University has access to the electronic bachelor's theses by logging into Aaltodoc with their personal Aalto user ID. Read more about the availability of the bachelor's theses.
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Author
Date
2024-09-29
Department
Major/Subject
Bioinformaatioteknologia
Mcode
ELEC3016
Degree programme
Sähkötekniikan kandidaattiohjelma
Language
en
Pages
19
Series
Abstract
This literature review narrates the potential of nanoenzymes in cardiac tissue repair. Nanoenzymes have been discussed in the literature since 2004. These artificial nanomaterials operate at the nanoscale and mimic the function of natural enzymes. Nanoenzymes have proven to be more efficient and stable than natural enzymes, garnering significant interest in biomedical research. Particularly, single atom nanoenzymes (SAzymes) appear promising in the advancement of modern medicine. Nanoenzymes are capable of functioning under various physiological conditions and catalyzing a range of chemical reactions. Their activity is often based on the surface structure or electronic properties of the nanomaterials. Additionally, nanoenzymes seem more cost-effective than natural enzymes. Nanoenzymes have been synthesized from various materials, including metals and organic compounds, each possessing unique properties and potential applications, allowing for their broad use in medical and industrial fields. In cardiac tissue repair, the most critical nanoenzymes are likely SAzymes and metal organic framework (MOF) nanoenzymes. Sazymes differ from the other nanoenzymes with their unique properties, such as higher surface chemical activity. The potential of nanoenzymes in treating cardiovascular diseases is significant. They can, for instance, promote myocardium regeneration after a myocardial infarction or enhance the healing process by modulating ROS levels in cardiac tissue. Nanoenzymes also offer the possibility of developing more precise and effective treatment methods, which could improve patient recovery and quality of life, and in the best cases, prevent the need for lifelong medication, further treatment or even death. Research in the field of nanoenzymes is ongoing, and their possibilities are vast. However, extensive research is required before they can be clinically used.

Tämä kirjallisuuskatsaus kertoo nanoentsyymien potentiaalista sydänkudoksen korjaamisessa. Nanoentsyymit ovat olleet kirjallisuudessa esillä vuodesta 2004. Nanoentsyymit ovat nanomittakaavassa toimivia keinotekoisia nanomateriaaleja, jotka jäljittelevät luonnollisten entsyymien toimintaa. Nanoentsyymit ovat osoittautuneet tehokkaammiksi ja vakaammiksi kuin luonnolliset entsyymit, minkä vuoksi ne ovat herättäneet merkittävää kiinnostusta lääketieteellisessä tutkimuksessa. Erityisesti yksiatomiset nanoentsyymit (engl. single atom nanoenzyme, SAzyme) näyttävät lupaavilta modernin lääketieteen kehityksessä. Nanoentsyymit voivat toimia erilaisissa fysiologisissa olosuhteissa katalysoimalla erilaisia kemiallisia reaktioita. Nanoentsyymien toiminta perustuu esimerkiksi nanomateriaalien pinnan rakenteeseen tai sähköisiin ominaisuuksiin. Nanoentsyymit ovat edullisempia kuin luonnolliset entsyymit. Nanoentsyymejä on luotu useista materiaaleista, kuten metalleista ja orgaanisista yhdisteistä. Näillä materiaaleilla on omat erityiset ominaisuutensa ja käyttömahdollisuutensa, mikä mahdollistaa niiden laajan soveltamisen eri lääketieteellisissä ja teollisissa sovelluksissa. Sydänkudoksen korjauksessa tärkeimpiä nanoentsyymejä ovat todennäköisesti SAzyme:t ja metalli orgaaniset kehykset (engl. metal organic framework, MOF) nanoentsyymit. Yksiatomiset nanoentsyymit omaavat erityisiä ominaisuuksia, sillä niissä on suurempi pintakemiallinen aktiivisuus kuin muissa nanoentsyymeissä. Nanoentsyymien potentiaali sydänsairauksien hoidossa on merkittävä, sillä ne voivat edistää sydänlihaksen uudistumista sydäninfarktin jälkeen tai edistää paranemisprosessia moduloimalla reaktiivisten happilajien (engl. reactive oxygen spesies, ROS) tasoja sydänkudoksessa. Nanoentsyymit tarjoavat myös mahdollisuuden kehittää tarkempia ja tehokkaampia hoitomenetelmiä. Nanoentsyymit vaativat laajaa tutkimusta ennen kliinistä käyttöönottoa.
Description
Supervisor
Turunen, Markus
Thesis advisor
Varjo, Vivi
Keywords
bioinformatics, cardiac tissue repair, nanoenzyme, biomedical engineering, regenerative medicine
Other note
Citation
Permanent link to this item
https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202410016586
Collections
[kand] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC