Klassen von Nanopartikeln
- Fullerene: Buckyballs und Carbonrohre
Beide Mitglieder der Fullerenstrukturklasse, Buckyballs und Kohlenstoffröhren, sind auf Kohlenstoff basierende, gitterartige, potentiell poröse Moleküle. - Flüssigkristalle
Flüssigkristall-Pharmazeutika bestehen aus organischen Flüssigkristallmaterialien, die natürlich vorkommende Biomoleküle wie Proteine oder Lipide nachahmen. Sie gelten als eine sehr sichere Methode zur Arzneimittelabgabe und können gezielt auf bestimmte Bereiche des Körpers abzielen, in denen Gewebe entzündet ist oder wo Tumore gefunden werden. - Liposomen
Liposome sind Lipid-basierte Flüssigkristalle, die in der pharmazeutischen und kosmetischen Industrie wegen ihrer Fähigkeit, innerhalb von Zellen abgebaut zu werden, wenn ihre Lieferfunktion erfüllt ist, ausgiebig verwendet werden. Liposomen waren die ersten manipulierten Nanopartikel, die für die Wirkstoffabgabe verwendet wurden, aber Probleme wie ihre Neigung, in wässriger Umgebung miteinander zu verschmelzen und ihre Nutzlast freizusetzen, führten zu Ersatz oder Stabilisierung durch Verwendung neuartiger alternativer Nanopartikel.
- Nanoschalen
Nanoschalen, die auch als Kernschalen bezeichnet werden, sind sphärische Kerne einer bestimmten Verbindung, die von einer Schale oder einer äußeren Beschichtung eines anderen umgeben sind, die einige Nanometer dick ist.
- Quantenpunkte
Auch als Nanokristalle bekannt, sind Quantenpunkte Halbleiter im Nanogrößenbereich, die je nach Größe Licht in allen Farben des Regenbogens emittieren können. Diese Nanostrukturen begrenzen Leitungsbandelektronen, Valenzbandlöcher oder Excitonen in allen drei Raumrichtungen. Beispiele für Quantenpunkte sind Halbleiter-Nanokristalle und Kern-Schale-Nanokristalle, bei denen eine Schnittstelle zwischen verschiedenen Halbleitermaterialien besteht. Sie wurden in der Biotechnologie für die Zellmarkierung und Bildgebung, insbesondere in Krebs-Bildgebungsstudien, verwendet.
- Superparamagnetische Nanopartikel
Superparamagnetische Moleküle sind solche, die von einem Magnetfeld angezogen werden, aber keinen Restmagnetismus behalten, nachdem das Feld entfernt wurde. Nanopartikel aus Eisenoxid mit Durchmessern im Bereich von 5 bis 100 nm wurden für selektive magnetische Bioseparationen verwendet. Typische Techniken umfassen das Beschichten der Partikel mit Antikörpern gegen zellspezifische Antigene zur Trennung von der umgebenden Matrix.
In Membrantransportstudien werden superparamagnetische Eisenoxid-Nanopartikel (SPION) zur Wirkstofffreisetzung und Gentransfektion eingesetzt. Gezielte Abgabe von Medikamenten, bioaktiven Molekülen oder DNA-Vektoren ist abhängig von der Anwendung einer externen magnetischen Kraft, die beschleunigt und ihren Fortschritt in Richtung des Zielgewebes steuert. Sie sind auch nützlich als MRI-Kontrastmittel.
- Dendrimere
Dendrimere sind hochverzweigte Strukturen, die in der Nanomedizin wegen der multiplen molekularen "Haken" auf ihren Oberflächen, die zum Anbringen von Zellidentifikationsmarkierungen, Fluoreszenzfarbstoffen, Enzymen und anderen Molekülen verwendet werden können, breite Verwendung finden. Die ersten dendritischen Moleküle wurden um 1980 hergestellt, aber das Interesse an ihnen hat in jüngerer Zeit zugenommen, als biotechnologische Anwendungen entdeckt wurden.
- Nanostäbe
In der Regel werden Nanostäbchen mit einer Länge von 1-100 nm meist aus halbleitenden Materialien hergestellt und in der Nanomedizin als Bildgebungs- und Kontrastmittel eingesetzt. Nanostäbe können unter anderem durch Erzeugen kleiner Zylinder aus Silizium, Gold oder anorganischem Phosphat hergestellt werden.
Die derzeitigen Bedenken hinsichtlich der Sicherheit von Nanopartikeln haben zur Entwicklung vieler neuer Aspekte der Forschung geführt. Infolgedessen wächst unsere Sammlung von Wissen über Wechselwirkungen zwischen Nanopartikeln in Zellen immer noch schnell. Während die Forschung in diesem aufregenden neuen Bereich der Biotechnologie voranschreitet, werden ständig neue Nanopartikel entdeckt und neue Anwendungen für die Nanomedizin gefunden.