Interactions de Matériau-Biologie, Un Défi Énorme pour des Applications de Nanotechnological

Professeur Harald F. Krug, Chef des Interactions de Matériau-Biologie de Laboratoire, Empa - Science Des Matériaux Et Technologie, Suisse
Auteur Correspondant : Harald.Krug (à) empa.ch

L'interaction des matériaux fabriqués par l'homme avec des systèmes biologiques - par exemple cellules, organes de tissus - est un enjeu important, particulièrement pour des produits dans les domaines de la médecine, la nourriture, les cosmétiques et d'autres produits de consommation.

Les possibilités neuves offertes par nanotechnologie, le plus susceptible, mener à une augmentation en contact avec les systèmes vivants. Les Produits nouveaux et les applications agiront l'un sur l'autre avec le tissu environnant de deux voies : Ils provoqueront l'effet souhaité par exemple des applications médicales telles que des remontages d'os ou des soupapes de coeur artificiel ; ils pourraient, cependant, également exercer un non désiré - c.-à-d., négatif - influencent, par exemple par la consommation ou l'inhalation fortuite des nanomaterials.

Les conséquences de ces « effets secondaires » doivent être étudiées en détail comme nous devons savoir traiter des nanomaterials dans leurs applications particulières. Pour apporter des réponses sur des questions telles que la stabilité des nanomaterials au sein du corps humain, les possibilités de l'exposition pendant l'utilisation des « nano-produits » ou les mécanismes biologiques qui peuvent être induits par des nanoparticles ou des nanomaterials au grand public et aux parties prenantes variées concernées est une condition principale si la communauté de la recherche doit introduire la nanotechnologie d'une façon responsable.

Dans notre laboratoire, nous essayons d'apporter des réponses à ces délivrances en se concentrant sur trois sujets différents :

  • Les mécanismes de base des réponses cellulaires aux matériaux neufs - CellBio@Interfaces
  • L'utilisation des matériaux neufs pour des applications médicales - MaTisMed
  • Les risques possibles par des interactions des nanoparticles avec des cellules humaines et des tissus - Nanointercell

Le premier sujet comporte le développement des systèmes cellulaires et des outils de surveillance pour la caractérisation des interactions de cellule-matériau. Nous étudions ainsi le comportement, le statut et la santé des milliers ou des millions de cellules dans des systèmes de culture. Une compréhension plus précise des différences minutieuses entre différents cellules ou types de cellules a pu aboutir à améliorer des demandes de règlement pour les maladies et un design plus prévisible pour les senseurs cellulaires ainsi que pour des échafaudages de bureau d'études de tissu.

Le deuxième sujet est de définir et polir des matériaux et des surfaces du matériau de telle manière que la migration des cellules, la prolifération et la différenciation puissent être réglées selon le fonctionnement final par implant doit accomplir.

À cet effet, nous essayons de modéliser in vivo la situation aussi près que possible utilisant des lignées cellulaires et des cellules primaires des espèces différentes, préférentiellement cellules humaines. Ces modèles sont employés pour vérifier comment la composition chimique, la structure, la release des substances bioactives et les forces appliquées à la surface adjacente de cellule-matériau influencent la performance cellulaire.

Troisièmement, nous sommes intéressés par l'incidence des nanomaterials sur les systèmes vivants, comme plusieurs nanomaterials conçus (ENMs) tels que des nanotubes de carbone (CNT), des oxydes métalliques ou des nanoparticles en métal sont déjà produits sur une échelle industrielle et utilisés dans une grande variété de produits.

Leur incidence potentielle sur la santé et l'environnement est encore controversée. Cependant, elle est encore inconnue dans quelle mesure ENMs peuvent compromettre des procédés biologiques. Avec nos activités, les la plupart dont sont encastrés dedans et coordonné avec un réseau des experts mondial, nous voulons contribuer activement à un coffre-fort et à un développement durable de nanotechnologie.

Les questions ouvertes par rapport aux nanoparticles et à leurs risques possibles sont on. Un des défis les plus importants est la dépendance des effets biologiques sur les propriétés des nanoparticles en question, propriétés particulièrement leurs de taille, extérieures et composition chimique.

D'ailleurs, les effets biologiques peuvent varier énormément selon les différentes artères de prise (poumon, intestin, peau), ou des tissus et les systèmes d'organe tels que le système immunitaire, des neurones, des macrophages ou le foie peuvent montrer des réactions complet différentes en réponse au nanomaterial X, Y ou Z.

La complexité de cette zone le rend très difficile à se concentrer sur toutes ces questions simultanément. La seule voie d'aborder ces délivrances est par « un élan intégré », un réseau international des organismes de recherche et des instituts qui se complètent, des données d'échange et des résultats et, éventuellement, assemble les pièces du puzzle indépendantes dans un cadre logique de la connaissance et des compétences.

Nous, pour cette raison, sommes activement engagés dans les groupes d'experts suivants et les consortiums internationaux :

D'autres Projets :

NanoImpactNet : Réseau FP7 (pas un projet de recherche) qui va le faire

  • Facilitez la collaboration entre les projets
  • Communiquez les résultats aux parties prenantes et leurs besoins de nouveau aux chercheurs
  • Aidez à mettre en application le Plan d'Action de l'UE pour la Nanotechnologie

NanoMMUNE : Projet de recherche FP7 qui va le faire

  • la synthèse et la caractérisation détaillée des classes représentatives d'Ens.
  • la surveillance des effets dangereux potentiels par in vitro et in vivo systèmes.
  • transcriptomics et lipidomics oxydant pour déterminer les signatures nanotoxic.
  • évaluation des risques des effets inverses potentiels d'Ens sur la santé des personnes.

Dana : une initiative Allemande avec la Suisse et l'Autriche sur

  • Saisie, bilan et illustration variée des données appropriées sociales et découvertes des nanomaterials

Droit d'auteur AZoNano.com, Professeur Harald F. Krug (Empa)

Date Added: Oct 25, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:10

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