Nanopartículas usadas em biotecnologia

Grandes bibliotecas de nanopartículas, compostas por uma variedade de diferentes tamanhos, formas e materiais, e com várias propriedades químicas e superficiais, já foram construídas. O campo da nanotecnologia está sob constante e rápido crescimento e novas adições continuam a complementar essas bibliotecas. As classes de nanopartículas listadas abaixo são todas muito gerais e multifuncionais, no entanto, algumas das suas propriedades básicas e usos atuais conhecidos em biotecnologia, e particularmente nanomedicina, são descritos aqui.

Classes of Nanoparticles

• Fullerenes: Buckyballs e tubos de carbono
  Ambos os membros da classe estrutural de fullerene, buckyballs e tubos de carbono são moléculas potencialmente porosas, baseadas em carbono, em rede.
• Cristais líquidos
  Os produtos farmacêuticos de cristais líquidos são compostos de materiais orgânicos de cristais líquidos que imitam biomoléculas de ocorrência natural, como proteínas ou lipídios. Eles são considerados um método muito seguro para a administração de drogas e podem atingir áreas específicas do corpo onde os tecidos estão inflamados ou onde os tumores são encontrados.
• Lipossomas
  Os lipossomas são cristais líquidos à base de lipídeos, utilizados extensivamente nas indústrias farmacêutica e cosmética devido à sua capacidade de quebrar dentro das células uma vez que a sua função de entrega foi atendida. Os lipossomas foram as primeiras nanopartículas de engenharia utilizadas para a entrega de fármacos, mas problemas como a propensão a se fundirem em ambientes aquosos e liberar sua carga útil, levaram à substituição ou a estabilização usando novas nanopartículas alternativas.

• Nanoshells
  Também designados por núcleo-conchas, nanoshells são núcleos esféricos de um composto particular cercado por um invólucro ou revestimento externo de outro, que é de alguns nanômetros de espessura.
• Pontos quânticos
  Também conhecidos como nanocristais, os pontos quânticos são semicondutores nanosificados que, dependendo do tamanho, podem emitir luz em todas as cores do arco-íris. Essas nanoestruturas confinam elétrons de banda de condução, furos de banda de valência ou excitons em todas as três direções espaciais. Exemplos de pontos quânticos são nanocristais semicondutores e nanocristais de núcleo-concha, onde existe uma interface entre diferentes materiais semicondutores. Eles foram aplicados em biotecnologia para rotulagem e imagem de células, particularmente em estudos de imagem de câncer.

• nanopartículas superparamagnéticas
  As moléculas superparamagnéticas são aquelas atraídas por um campo magnético, mas não retem o magnetismo residual após o campo ser removido. As nanopartículas de óxido de ferro com diâmetros na faixa de 5-100 nm foram utilizadas para biosseparações magnéticas seletivas. Técnicas típicas envolvem revestir as partículas com anticorpos contra antígenos específicos de células, para separação da matriz circundante.

Usado em estudos de transporte de membranas, nanopartículas de óxido de ferro superparamagnéticas (SPION) são aplicadas para administração de medicamentos e transfecção de genes. A entrega direcionada de drogas, moléculas bioativas ou vetores de DNA depende da aplicação de uma força magnética externa que acelere e oriente seu progresso em direção ao tecido alvo. Eles também são úteis como agentes de contraste de MRI.

• Dendrimers
  Os dendrímeros são estruturas altamente ramificadas que ganham grande uso na nanomedicina devido aos múltiplos "ganchos" moleculares em suas superfícies que podem ser usados ​​para anexar etiquetas de identificação de células, corantes fluorescentes, enzimas e outras moléculas. As primeiras moléculas dendríticas foram produzidas em torno de 1980, mas o interesse delas floresceu mais recentemente à medida que os usos biotecnológicos são descobertos.
• Nanorods
  Geralmente 1 a 900 nm de comprimento, os nanorods são mais frequentemente feitos de materiais semicondutores e utilizados na nanomedicina como agentes de imagem e contraste. Nanorods podem ser feitos gerando pequenos cilindros de silício, ouro ou fosfato inorgânico, entre outros materiais.

As preocupações atuais sobre a segurança das nanopartículas levaram ao desenvolvimento de muitas novas facetas da pesquisa. Como resultado, nossa coleção de conhecimento sobre interações nanopartículas dentro das células ainda está crescendo rapidamente. À medida que a pesquisa avança nesta nova e emocionante área de biotecnologia, novas nanopartículas são continuamente descobertas e novas aplicações para a nanomedicina serão encontradas.