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Nanocomposites na biomedicina

A escala de Nanocomposites entre 1 ‑ - 100 nanômetro no diâmetro e está acima de cerâmico, do metal, ou do polímero. É impregnada com fibras ou partículas do nanoscale para aumentar a actividade catalítica, para alterar propriedades físicas do material, para ajustar o R.I. e as propriedades ópticas, ou para criar materiais superparamagnéticos.  

Os nanoparticles coloidais revestidos silicone do óxido de ferro são um exemplo dos nanocomposites onde todos os componentes estão no nanoscale, um pouco do que o componente do nanoscale que está sendo encaixado dentro de um material de maioria.

Um nanocomposite do fosfato de cálcio que enche-se em um dente. O nanocomposite pode “esperta” liberar agentes deterioração-de combate para proteger contra os ácidos produzidos pelas bactérias, e reconstrói os minerais perdidos do dente liberando íons na área mineral-deficiente do dente. Crédito de imagem: NIST/Shutterstock
Um nanocomposite do fosfato de cálcio que enche-se em um dente. O nanocomposite pode “esperta” liberar agentes deterioração-de combate para proteger contra os ácidos produzidos pelas bactérias, e reconstrói os minerais perdidos do dente liberando íons na área mineral-deficiente do dente. Crédito de imagem: NIST

Matrizes do polímero

Polímeros naturais

Os polímeros naturais, tais como polisacáridos ou proteínas, e os polímeros sintéticos podem ser usados para construir o componente do material de maioria dos nanocomposites. As matrizes do polímero são preferidas geralmente a cerâmico ou ao metal em um ajuste clínico devido ao peso e ao custo mais baixos, e a uma flexibilidade maior do material.

Graphene

Os Nanomaterials tais como nanotubes do graphene ou do carbono podem ser usados como o reforço de agentes às construções do polímero, que tem aplicações na substituição do tecido do osso. As baixas concentrações de nanotubes do carbono como um material composto melhoram extremamente a compressão e dobram a resistência de uma polímero-matriz. A estabilidade térmica pode igualmente ser melhorada pelos nanoparticles de incorporação feitos do chumbo, da prata ou do ouro.

Propriedades elétricas e anti-bacterianas

As propriedades elétricas de um polímero podem ser ajustadas pelos nanoparticles de incorporação do metal ou pelo outro material condutor, tal como o graphene. Em adicional às aplicações na eletrônica pura, os biosensors podem detectar a presença de glicose ou da oxidase de glicose da enzima no sangue, que permitiria a monitoração de tempo real constante de níveis do açúcar no sangue para aqueles com diabetes. Os nanoparticles de prata mostraram a evidência de propriedades anti-bacterianas, e a aplicação em uma polímero-matriz permite sua liberação lenta assegurando um ambiente anti-bacteriano mantido capaz de inibir o crescimento dos micro-organismos em cima dela.

Matrizes cerâmicas e do metal

A aplicação dos nanocomposites com matrizes cerâmicas ou do metal na biomedicina é limitada à criação de implantes ortopédicos ou dentais resistentes. A resistência de corrosão melhorada, a resistência do esforço, o biocompatibility, a dureza e a fragilidade incorporando componentes do nanomaterial apresentam uma melhoria prometedora sobre os materiais atualmentes em uso.

Um molho anti-bacteriano com nanocomposites do ouro é apresentado pelo Dr. Katarzyna Wybranska do instituto da química física da academia de ciências polonesa em Varsóvia, Polônia. Crédito de imagem: PAS do IPC, Grzegorz Katarzyna
Um molho anti-bacteriano com nanocomposites do ouro é apresentado pelo Dr. Katarzyna Wybranska do instituto da química física da academia de ciências polonesa em Varsóvia, Polônia. Crédito de imagem: PAS do IPC, Grzegorz Katarzyna

Partículas de Nanocomposite

Nanoparticles encontrou o uso no campo biomedicável para diversas aplicações. Os nanoparticles do metal com grandes núcleos atômicos fazem agentes excelentes do contraste durante a imagem lactente do raio X, os nanoparticles superparamagnéticos tais como aqueles fizeram usando o óxido de ferro podem ser usados como agentes do contraste de MRI, os nanoparticles plasmonic tais como aqueles fizeram das propriedades ópticas actuais do ouro ou da prata que podem ser exploradas no realce ou nos diagnósticos da dose de radiação, e diversas destas partículas fazem agentes de entrega excelentes da droga.

Aplicação biológica

Nanoparticles para o uso em toda a aplicação biológica deve ser bioacumulação mínima não-tóxica e da mostra dentro do corpo. Estas propriedades podem ser melhoradas revestindo estas partículas com um nanoshell feito dos materiais com baixa toxicidade. O silicone é empregado popular com esta finalidade, revestindo nanoparticles para o uso seguro em um ajuste clínico.

Uso da Multi-Plataforma

Interessante, os nanoparticles com propriedades desejáveis diferentes podem ser combinados em uma única plataforma. Nanoparticles que consistem em um núcleo de óxido do ferro e o escudo do ouro foram sintetizados para criar um agente do contraste da multi-plataforma, aquecimento capaz através do superparamagnetism para liberar uma carga útil levada da droga.

Fontes

Further Reading

Last Updated: Oct 24, 2018

Michael Greenwood

Written by

Michael Greenwood

Michael graduated from Manchester Metropolitan University with a B.Sc. in Chemistry in 2014, where he majored in organic, inorganic, physical and analytical chemistry. He is currently completing a Ph.D. on the design and production of gold nanoparticles able to act as multimodal anticancer agents, being both drug delivery platforms and radiation dose enhancers.

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