ナノ医療および生物療法発見ジャーナル
オープンアクセス

概要

商業用途におけるナノマテリアルの多様性

カーラ・IP・アギラール

3～5 の特定のサイズの粘土を使用した 2 つのアプリケーションは、食品の脱水とバラスト水処理に実装されました。前者は、ビタミンの濃縮、イヌリン含有量の増加、プロバイオティクス細菌数の改善、および化学薬品を使用せずに 1 年以上にわたって 1,000 を超える製品を保存することを可能にしました。後者は、バラスト水中の細菌を破壊し、石油副産物中の海水を除去して特性を回復し、同じ用途に再利用するか、より低グレードの製品として再利用するのに役立ちました。これは、特に油流出時に重要な成果です。このプロセスは、真空チャンバー内で粘土をフィルターとして使用し、試行錯誤によって温度と圧力の変化を調整し、目的の特性が最大化されるまで行います。結果は、同じ分析量でビタミン含有量が天然製品の少なくとも 5 倍、イヌリン含有量が 3 倍、プロバイオティクス細菌数が最大 5 倍に増加することを示しました。バラスト水の場合、初期カウントが 1:1 希釈で、8 細胞/g が見つかりました。粘土ナノフィルター処理後、1:100 希釈で 100 細胞/g 未満がカウントされました。処理前の 1:100 希釈の海水と堆積物では 1200 細胞/g が見つかりましたが、同じ希釈で処理後は 100 細胞/g しかカウントされませんでした。油ベースの成分については、さまざまな粘度と、50%-50% および 25% 油と 75% 海水の海水混合物を 12 時間および 24 時間サイクルでテストしました。水分除去結果は 65%-80% の間です。研究した 3 つの油ベース成分の粘度と海水除去によって、最終的な用途が決まりました。ナノテクノロジーは、診断画像、治療、予防の形で医療に幅広く応用されています。細胞レベルで組織修復が可能なナノロボットの開発が実現しています。これらはすべて、ガスと栄養素の輸送の強化、細胞炎症と毒性を最小限に抑えた組織再生の促進によって達成されます。ナノテクノロジーは、細胞外沈着や細胞接着などの方法によって、医療用画像とバイオマーカー検出を向上させることができます。バイオセンサー、組織工学、標的薬物送達、ナノロボティクスによって、ナノ医療は最先端のものとなっています。

ナノ粒子は、特に感染部位への薬剤の輸送を非常に正確かつ精密に可能にします。

バイオマーカーや腫瘍マーカーの検出はナノテクノロジーの使用により、より迅速かつ高感度になり、組織生検に比べて医師が早期診断できるようになりました。この論文では、医療分野におけるナノ粒子の潜在的かつ多用途な用途について検討します。

生物マトリックス内でのその場での毒性特性評価に適した人工ナノマテリアルを生成するための新しいシステムが開発されました。この多用途人工ナノマテリアル生成システム (VENGES) は、産業関連の火炎噴霧熱分解 (FSP) エアロゾル反応器に基づいており、一次粒子と凝集粒子のサイズ、結晶度、形態を制御した人工ナノマテリアル (ENM) を大規模に生成できます。ENM はガス相で連続的に生成されるため、凝集状態を変えることなく吸入チャンバーに連続的に移送できます。生成されたばかりの ENM は、その後の物理化学的および形態学的特性評価と in vitro 毒性研究のためにテフロン フィルター上に収集されます。

さまざまな最新技術を使用して、制御された物理化学的特性を持つ酸化鉄、シリカ、ナノ銀の純粋および選択された混合物の ENM ファミリーを生成する VENGES システムの能力が実証されました。比表面積は、ブルナウアー・エメット・テラー (BET) 法を使用した窒素吸着によって測定され、結晶化度は X 線回折 (XRD) によって特性評価されました。粒子の形態とサイズは、走査型および透過型電子顕微鏡 (STEM/TEM) によって評価されました。VENGES システムの毒性研究への適合性は、それぞれ Sprague-Dawley ラットおよびヒト肺胞様単球由来マクロファージを含む in vivo および in vitro 研究の両方で示されました。私たちは、物理化学的 ENM 特性と潜在的な毒性との関連性を実証しました。