Materiaal-biologie Interactie, een Reusachtige Uitdaging voor Toepassingen Nanotechnological

Professor Harald F. Krug, de materiaal-Biologie van het Hoofd van Laboratorium Interactie, Empa - de Wetenschap van Materialen & Technologie, Zwitserland
Overeenkomstige auteur: Harald.Krug (bij) empa.ch

De interactie van kunstmatige materialen met biologische systemen - b.v. cellen, weefselsorganen - is een belangrijke kwestie, vooral voor producten op het gebied van geneeskunde, voedsel, schoonheidsmiddelen en andere verbruiksgoederen.

De nieuwe die mogelijkheden door nanotechnologie worden geboden, most likely, zullen leiden tot een verhoging in contact met het leven systemen. De Nieuwe producten en de toepassingen zullen met het omringende weefsel op twee manieren in wisselwerking staan: Zij zullen het gewenste effect van b.v. medische toepassingen zoals beenvervangingen of kunstmatige hartkleppen bewerkstelligen; zij zouden, echter, ook ongewenst kunnen uitoefenen - d.w.z., negatief - beïnvloeden, b.v. door onbedoelde opname of inhalatie van nanomaterials.

De gevolgen van deze „bijwerkingen“ moeten in detail worden bestudeerd aangezien wij moeten het weten hoe te om nanomaterials in hun specifieke toepassingen te behandelen. Om antwoorden op vragen zoals de stabiliteit van nanomaterials binnen het menselijke lichaam te geven, zijn de kansen van blootstelling tijdens het gebruik van „nano-producten“ of de biologische mechanismen die door nanoparticles of nanomaterials aan het grote publiek en aan de diverse bewaarders kunnen worden veroorzaakt in kwestie een zeer belangrijk vereiste als de onderzoekgemeenschap nanotechnologie in een verantwoordelijke manier moet introduceren.

In ons laboratorium, proberen wij om antwoorden aan deze kwesties door zich op drie verschillende onderwerpen te geven te concentreren:

  • De basismechanismen van cellulaire reacties op nieuwe materialen - CellBio@Interfaces
  • Het gebruik van nieuwe materialen voor medische toepassingen - MaTisMed
  • De mogelijke risico's door interactie van nanoparticles met menselijke cellen en weefsels - Nanointercell

Het eerste onderwerp bestaat uit de ontwikkeling van cellulaire systemen en controlehulpmiddelen voor de karakterisering van cel-materiële interactie. Wij bestuderen zo het gedrag, het statuut en de gezondheid van duizenden of miljoenen cellen in cultuursystemen. Een nauwkeuriger inzicht in minieme verschillen tussen individuele cellen of celtypes kon tot betere behandelingen voor ziekten en een voorspelbaarder ontwerp voor op cel-gebaseerde sensoren evenals voor de steigers van de weefseltechniek leiden.

Het tweede onderwerp moet materialen en materiële oppervlakten bepalen en raffineren zodanig dat de de de celmigratie, proliferatie en differentiatie volgens de definitieve functie kunnen worden gecontroleerd implant moet vervullen.

Met deze bedoeling, proberen wij om de situatie in vivo zo dicht mogelijk te modelleren gebruikende cellenvariëteiten en primaire cellen van verschillende species, bij voorkeur menselijke cellen. Deze modellen worden gebruikt om te onderzoeken hoe de chemische samenstelling, de structuur, de versie van bioactivee substanties en de aangebrachte krachten bij de cel-materiële interface cellulaire prestaties beïnvloeden.

Ten Derde, zijn wij geinteresseerd in het effect van nanomaterials op het leven systemen, zoals verscheidene gebouwde nanomaterials (ENMs) zoals koolstof nanotubes (CNT), worden de metaaloxides of het metaal nanoparticles reeds geproduceerd op industriële schaal en in een reusachtige verscheidenheid van producten gebruikt.

Hun potentieel effect op gezondheid en milieu is nog controversieel. Maar Toch is het nog onbekend in welke mate ENMs biologische processen kunnen ongunstig beïnvloeden. Met onze activiteiten, de meesten waarvan binnen worden ingebed en met een netwerk wereldwijd van deskundigen gecoördineerd, willen wij actief tot een veilige en duurzame ontwikkeling van nanotechnologie bijdragen.

De open vragen met betrekking tot nanoparticles en hun mogelijke risico's zijn velen. Één van de belangrijkste uitdagingen is het gebiedsdeel van biologische gevolgen voor de eigenschappen van nanoparticles in kwestie, vooral hun grootte, oppervlakteeigenschappen en chemische samenstelling.

Voorts kunnen de biologische gevolgen enorm afhankelijk van de verschillende begrijpenroutes (long, darm, huid), of weefsels en orgaansystemen zoals het immuunsysteem variëren, neuronen, kunnen macrophages of de lever volledig verschillende reacties in antwoord op nanomaterial X, Y of Z. tentoonstellen.

De ingewikkeldheid van dit gebied maakt het zeer moeilijk om zich op al deze vragen gelijktijdig te concentreren. De enige manier om deze onderwerpen te behandelen is door een „geïntegreerde benadering“, een internationaal netwerk van onderzoeksteams en instituten die elkaar aanvullen, gegevens en resultaten en, uiteindelijk ruilen, de afzonderlijke stukken van het raadsel in een coherent kader van kennis en deskundigheid assembleren.

Wij zijn, daarom, actief bezig geweest met de volgende deskundige groepen en de internationale consortiums:

Verdere Projecten:

NanoImpactNet: FP7 netwerk (niet een onderzoekproject) dat zal

  • Vergemakkelijk samenwerking tussen projecten
  • Deel resultaten aan bewaarders en hun behoeften terug naar onderzoekers mee
  • De Hulp legt het Plan van EU-maatregelen voor Nanotechnologie ten uitvoer

NanoMMUNE: FP7 onderzoekproject dat zal

  • de synthese en de gedetailleerde karakterisering van representatieve klassen van ENs.
  • het toezicht op potentiële gevaarlijke gevolgen langs in vitro en systemen in vivo.
  • transcriptomics en oxydatieve lipidomics om nanotoxic handtekeningen te bepalen.
  • risicoberekening van potentiële ongunstige gevolgen van ENs voor volksgezondheid.

DaNa: een Duits initiatief samen met Zwitserland en Oostenrijk op

  • Aanwinst, evaluatie en gevarieerde illustratie van sociale relevante gegevens en bevindingen van nanomaterials

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

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

Last Update: 13. June 2013 23:06

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit