наноматериалы, биофункционализированные иначе бионаноматериал; нанобиоматериал (англ. biofunctionalized nanomaterials) — наноразмерный искусственно синтезированный материал, модифицированный для придания ему биосовместимости с живыми средами, либо наномодифицированный материал биологического происхождения.

Описание

В медицинской практике в ряде случаев возможно использование искусственно полученных материалов, например, в целях:

Для придания синтетическим наноматериалам дополнительных функций — например, способности связываться со специфическими белками в организме, защиты от агрегации, более высокой растворимости в воде и др., часто используется прием химической модификации поверхности таких частиц.

Современные методы диагностики, такие, как магнитно-резонансная томография, позволяют визуализировать только размер и форму органа или опухоли. Новые методы визуализации — с использованием биофункционализированных флуоресцирующих полупроводниковых маркеров (см. рис.) — имеют большие перспективы: лиганды на поверхности маркера взаимодействует с белками, специфическими для конкретной структуры — раковой опухоли, холестириновых бляшек и т. п., а интенсивное «свечение» закрепленного маркера позволяет получить четкую картинку расположения и строения патологического образования.

Наночастицы оксида железа имеют потенциал применения для гипертермии — уничтожения раковой опухоли за счет локального разогрева содержащей такие частицы пораженной области в магнитном поле. Функциональные группы на поверхности наночастиц оксида железа призваны предотвратить их агрегацию при введении в организм, ингибировать преждевременное растворение материала и обеспечить целевую доставку частиц в пораженную заболеванием область. Развивается аналогичная методика с использованием биофункционализированных наночастиц золота (разогрев области, где концентрируются такие частицы, проводят с применением лазера).

Другой пример биофункционализации — использование кальций-фосфатных покрытий. При «вторжении» в организм любого искусственного имплантата практически всегда наблюдается воспалительный процесс — реакция тканей на контакт с инородным телом. Например, в ортопедии находят широкое применение титановые имплантаты — благодаря своей высокой прочности, легкости, коррозионной стойкости. Для придания титановым изделиям более высокой совместимости с организмом на их поверхность наносят керамическое покрытие из фосфатов кальция, которое воспроизводит состав кости: такое покрытие еще больше снижает коррозию материала и обеспечивает дружественный отклик костной ткани.

Иллюстрации

Схема биофункцонизированной

Схема биофункцонизированной квантовой точки — внутрениий слой защищает частицу от окисления, внешний — обеспечивает стабильность суспенции и биосовместимость. Иммобилизованные лиганды управляют специфическим связыванием с биомолекулами [1].


Автор

  • Вересов Александр Генрихович

Источники

  1. Biofunctionalization of Nanomaterials / Ed. by Kumar, Challa S. S. R. — Weinheim: Wiley–VCH Verlag, 2005. — 386 p.
  2. Британский терминологический стандарт BSI PAS 136:2007 / Terminology for nanomaterials.
  3. Британский терминологический стандарт BSI PAS 132:2007 / Terminology for the bio-nano interface.

Напишите нам