Aplicações de Bionanotechnology

Bionanotechnology é uma ciência que se sente na convergência da nanotecnologia e da biologia. Nanobiology e a nanobiotecnologia são outros nomes que são usados permutavelmente com bionanotechnology. O campo aplica as ferramentas da nanotecnologia aos problemas biológicos, criando aplicações especializadas.

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A nanotecnologia é definida geralmente como a manipulação dos materiais que variam do nanômetro (nm) à escala do micrômetro (um). Para a comparação, as pilhas de organismos vivos são tipicamente ao redor 10 um transversalmente. Isso põe a maquinaria e os componentes de pilhas vivas dentro do tamanho do nanoscale variam, fazendo lhes o ideal para interacções com nanoparticles e os nanomachines funcionais.

Os materiais de Nanoscale têm as propriedades incomuns distintas dos materiais de maioria. Algumas destas propriedades aumentadas incluem a área de superfície, a capacidade de troca do cation, a adsorção do íon, e o complexation. Uma elevada percentagem dos átomos em um nanoparticle esta presente em sua superfície, significando aquela comparada aos materiais da macro-escala, nanoparticles tem composições de superfície diferentes, a reactividade diferente, e tipos diferentes dos locais de superfície da interacção.

Biotecnologia

O campo da biotecnologia é centrado sobre a investigação básica nos mecanismos da doença para a revelação de dispositivos terapêuticos e diagnósticos novos. As aplicações de Bionanotechnology dentro da biotecnologia incluem a revelação de dispositivos microfluidic para ensaios altos da descoberta da droga da produção, de dispositivos nanotecnologia-baseados da entrega da droga, de genoma que arranjam em seqüência, de proteomics, e de imagem lactente.

Um exemplo é o uso dos nanoparticles para a entrega da droga. Um terapêutico é anexado quimicamente ao nanoparticle. Os sinais de rádio ou magnéticos são usados então guiá-lo a seu alvo no corpo. A entrega precisamente visada da droga aumenta a eficácia e os efeitos secundários devido à actividade do fora-alvo.

A entrega do gene é uma outra área da pesquisa activa no bionanotechnology. os vectores não-virais Nanoparticle-baseados de aproximadamente 50 a 500 nanômetro foram estudados para a entrega do ADN plasmídeo-baseado para a terapia genética.

Fármacos

A nanotecnologia está sendo desenvolvida igualmente para o uso na indústria farmacêutica aumentar farmacocinética, propriedades biofarmaceuticos das drogas, e entrega da droga. Os Nanomaterials podem alterar propriedades da droga ou de outros componentes de uma formulação da droga, e superar dificuldades na absorção da droga ou como funciona no corpo.

Medicina

A nanotecnologia tem aplicações na medicina e em diagnósticos clínicos. Como um exemplo, os dispositivos diagnósticos nanotecnologia-baseados podem ser usados para testar exactamente o sangue para marcadores da doença.

Nanorobotics é um campo tornando-se onde as máquinas são projectadas dos componentes do nanoscale. No campo do nanomedicine, os nanorobots foram usados para realizar algumas operações interessantes. Os cientistas de Harvard e de MIT anexaram costas do RNA aos nanoparticles carregados com uma droga da quimioterapia, criando um nanomachine que poderia visar e matar células cancerosas. Em um outro exemplo, os nanorobots foram usados para trabalhar com glóbulos brancos para reparar o tecido.

Agricultura

A nanotecnologia está sendo desenvolvida na agricultura para superar as limitações do cultivo convencional. Por exemplo, as nanotecnologia têm o potencial aumentar o uso de nutrientes do solo por plantas. Os materiais de Nanofabricated que contêm nutrientes de planta na suspensão aquosa e os hydrogels estão sendo estudados para o uso em colheitas crescentes. Os nanoparticles Zerovalent do ferro ou os nanoparticles da oxidação do ferro podiam ser usados aos solos do remediate contaminados com os insecticidas, os metais pesados, e os radionuclides.

A nanotecnologia está sendo usada igualmente para a alteração genética das plantas com a entrega dos genes e das moléculas da droga a nível celular.

Fontes

  1. Perspectivas e aplicações da nanobiotecnologia: uma perspectiva médica, https://jnanobiotechnology.biomedcentral.com/articles/10.1186/1477-3155-10-31
  2. Menor movente na descoberta da droga e na entrega, https://www.nature.com/nrd/journal/v1/n1/full/nrd707.html
  3. Lipossoma Cationic na entrega do gene, http://europepmc.org/abstract/med/9549361
  4. Papel da nanotecnologia no desenvolvimento de produtos farmacêutico, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17688284
  5. Entrega Nano do RNA, https://www.technologyreview.com/s/410047/nano-rna-delivery/
  6. Nanorobots como assistentes celulares em respostas inflamatórios, http://www.nanorobotdesign.com/papers/nanoroboticsBCATS2003.pdf
  7. Nanotecnologia na agricultura: perspectivas e limitações, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4130717/
  8. Aplicações dos nanoparticles na biologia e na medicina, https://jnanobiotechnology.biomedcentral.com/articles/10.1186/1477-3155-2-3

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Last Updated: Feb 26, 2019

Dr. Catherine Shaffer

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Dr. Catherine Shaffer

Catherine Shaffer is a freelance science and health writer from Michigan. She has written for a wide variety of trade and consumer publications on life sciences topics, particularly in the area of drug discovery and development. She holds a Ph.D. in Biological Chemistry and began her career as a laboratory researcher before transitioning to science writing. She also writes and publishes fiction, and in her free time enjoys yoga, biking, and taking care of her pets.

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