Interazioni di Materiale-Biologia, Una Sfida Enorme per le Applicazioni di Nanotechnological

Il Professor Harald F. Krug, Responsabile Di Laboratorio le Interazioni di Materiale-Biologia, Empa - Scienza dei Materiali & Tecnologia, Svizzera
Autore Corrispondente: Harald.Krug (a) empa.ch

L'interazione dei materiali artificiali con i sistemi biologici - per esempio celle, organi dei tessuti - è un'emissione importante, particolarmente per i prodotti nei campi di medicina, di alimento, dei cosmetici e di altri generi di consumo.

Le nuove possibilità offerte da nanotecnologia, più probabile, piombo ad un aumento in contatto con i sistemi viventi. I Nuovi prodotti e le applicazioni interagiranno con il tessuto circostante in due modi: Determineranno gli effetti desiderati per esempio delle applicazioni mediche quali le sostituzioni dell'osso o le valvole cardiache artificiali; potrebbero, tuttavia, anche esercitare un indesiderato - cioè, quantità negativa - urtano, per esempio con ingestione o inalazione non intenzionale dei nanomaterials.

Le conseguenze di questi “effetti secondari„ devono essere studiate dettagliatamente come dobbiamo sapere trattare i nanomaterials nelle loro applicazioni specifiche. Per fornire le risposte sulle domande quale la stabilità dei nanomaterials all'interno del corpo umano, le probabilità dell'esposizione durante l'uso “dei nano-prodotti„ o i meccanismi biologici che possono essere indotti dalle nanoparticelle o dai nanomaterials al grande pubblico ed ai vari consegnatari interessati è un requisito chiave se la comunità di ricerca deve introdurre la nanotecnologia in un modo responsabile.

Nel nostro laboratorio, proviamo a fornire le risposte a queste emissioni mettendo a fuoco su tre argomenti differenti:

  • I meccanismi di base delle risposte cellulari ai nuovi materiali - CellBio@Interfaces
  • L'uso di nuovi materiali per le applicazioni mediche - MaTisMed
  • I rischi possibili con le interazioni delle nanoparticelle con le cellule umane ed i tessuti - Nanointercell

Il primo argomento comprende lo sviluppo i sistemi cellulari e gli strumenti di video per la caratterizzazione delle interazioni del cella-materiale. Studiamo così il comportamento, lo stato e la salubrità di migliaia o di milioni di celle in sistemi culturali. Una comprensione più precisa delle differenze minuscole fra le diversi celle o tipi delle cellule ha potuto piombo per migliorare i trattamenti per le malattie e una progettazione più prevedibile per ai i sensori basati a cella come pure per le impalcature di assistenza tecnica del tessuto.

Il secondo argomento è di definire e raffinare i materiali e le superfici del materiale in tal modo che la migrazione, la proliferazione e la differenziazione delle cellule possono essere controllate secondo la funzione definitiva un l'innesto deve compiere.

A questo fine, proviamo a modellare in vivo la situazione quanto più rigorosamente possibile facendo uso delle linee cellulari e delle pile di specie differenti, preferenziale cellule umane. Questi modelli stanno usandi per studiare come la composizione chimica, la struttura, la versione delle sostanze bioactive e le forze applicate all'interfaccia del cella-materiale influenzano la prestazione cellulare.

In Terzo Luogo, siamo interessati nell'impatto dei nanomaterials sui sistemi viventi, come parecchi nanomaterials costruiti (ENMs) quali i nanotubes del carbonio (CNT), gli ossidi metallici o le nanoparticelle del metallo già sono prodotti su un disgaggio industriale e sono utilizzati in una varietà enorme di prodotti.

Il Loro impatto potenziale su salubrità e sull'ambiente è ancora discutibile. Tuttavia, è ancora sconosciuto fino a che punto ENMs può pregiudicare avversamente i trattamenti biologici. Con le nostre attività, la maggior parte di cui sono incluse dentro e sono coordinate con una rete degli esperti mondiale, vogliamo attivamente contribuire ad una cassaforte e ad uno sviluppo sostenibile di nanotecnologia.

Le questioni aperte relativamente alle nanoparticelle ed ai loro rischi possibili sono molte. Una delle sfide più importanti è la dipendenza degli effetti biologici sui beni delle nanoparticelle in questione, particolarmente la loro dimensione, sui beni di superficie e sulla composizione chimica.

Inoltre, gli effetti biologici possono variare immensamente secondo gli itinerari differenti di assorbimento (polmone, sventra, interfaccia), o tessuti ed i sistemi dell'organo quali il sistema immunitario, i neuroni, i macrofagi o il fegato possono esibire le reazioni completamente differenti in risposta a nanomaterial X, Y o Z.

La complessità di questo campo lo rende molto difficile mettere a fuoco simultaneamente su tutte queste domande. Il solo modo di affrontare queste emissioni è con “un approccio integrato„, una rete internazionale dei gruppi di ricerca e degli istituti che si complementano, i dati di scambio ed i risultati e, finalmente, monta i pezzi separati del puzzle in una struttura coerente di conoscenza e di competenza.

, Quindi, attivamente siamo impegnati nei seguenti gruppi di esperti e nei consorzi internazionali:

Ulteriori Progetti:

NanoImpactNet: FP7 rete (non un progetto di ricerca) che

  • Faciliti la collaborazione fra i progetti
  • Comunichi i risultati ai consegnatari ed i loro bisogni di nuovo ai ricercatori
  • Contribuisca ad applicare il Piano D'azione Dell'UE per Nanotecnologia

NanoMMUNE: Progetto di ricerca FP7 che

  • la sintesi e la caratterizzazione dettagliata delle classi rappresentative di ENs.
  • il video degli effetti pericolosi potenziali vicino in vitro e in vivo sistemi.
  • transcriptomics e lipidomics ossidativo per determinare le impronte nanotoxic.
  • valutazione del rischio degli effetti contrari potenziali del ENs sulle sanità.

DaNa: un'iniziativa Tedesca insieme alla Svizzera ed all'Austria sul

  • Acquisizione, valutazione ed illustrazione ad ampia base dei dati pertinenti sociali e risultati dei nanomaterials

Copyright AZoNano.com, il Professor Harald F. Krug (Empa)

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

Last Update: 13. June 2013 23:17

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