Бионанотехнологияға арналған материалдар

Нанотехнологиядағы ғылыми жетістіктер қазіргі заманғы жоғары технологиялық салалардың дамуына зор үлес қосты. Нанометрлі масштабтағы обьектілерді қолдану арқылы техникалық қондырғыларды минитюризациялау мүмкіндігі электроника мен энергетика сиякты ғылыми ауқымды және жоғары технологиялық салаларда ғана емес, сонымен қатар, микробиологияда, фармакологияда және медицинада қолданыс тапты. Мысалы, наноқұрылымдандырылған материалдар мен наножүйелер қазірдің өзінде биорезорбирлеуші имплантанттар, дәрілік препараттар мен биологиялық белсенді заттарды мақсатты бағытталған жерге жеткізу үшін контейнерлер немесе тасымалдағыштар, маталарды анықтау үшін оптикалық бояғыштар, қатерлі ісік ауруларының терапиясы үшін дәрілік препараттар және т.б. ретінде кеңінен қолданылады. Бұл бағыттардың дамуы жаңа білім саласы - бионанотехнологияның пайда болуына әкелді. Мамандардың болжамы бойынша бионанотехнологияның әлемдік даму деңгейі 2015 жылға жуық медициналық нанодиагностика мен адам ағзасының жасушаларына дәрілерді бағытталған, жеткізу, молекулалық нанохирургия мен биологиялық жасушаларды «наножөндеу» сияқты салаларды қолдануға мүмкіндік береді.

Бионанотехнология. дамуының негізгі стимулы халықтың үлкен жастағы бөлігінің денсаулығын сақтау мәселесі болып табылады. Сондықтан бионанотехнологиялардағы ерекше орынға медицинаға арналған материалдар (дәрілік препараттар, түрлі аурулар диагностикасының имплантанттары мен жүйелері) ие. Наноқұрылымдарды биология мен медицинада қолдануға деген қызығушылық бірнеше себеппен түсіндіріледі. Біріншіден, олардың аз мөлшерлері тірі ағзалар ішінде, соның ішінде жұқа капиллярлар ішінде кедергісіз қозғалуына және жасушаларға эндоцитоз жолымен енуге мүмкіндік береді. Екіншіден, дамытылған беті түрлі дәрілік заттар молекулаларын бекітуге («нанобөлшек-биологиялық белсенді қабыршық» нанокомпозиті түзіледі) мүмкіндік береді. Бұл жасуша немесе ағза иммунды жүйенің бөтен денелерді аныктап, оларды жоюы үшін қажет. Сонымен қатар, мұндай композиттер препараттың локальді дозасын мың есе көбейтіп, ағзаның қажет жерінде бағытталған түрде концентрленуге қабілетті немесе жасушаның белгілі бір типіне әсер ету селективтігіне ие болуы мүмкін. Сондықтан дәрілік заттардың жаңа буынын жасау дәрілік заттардың белгілі бір мүшелеріне бағытталған түрде жеткізілуін қамтамасыз ететін спецификалық жеткізу жүйелеріне сүйенеді.

Қазіргі заманғы бионанотехнологиялар жаңа жүйелерді жасауға биологиялық та, нанотехнологиялық та тәсілдерді, яғни биологияны, химияны, физиканы және материалтануды бірге қолданады. Бионанотехнологиялар биологиялық молекулалар, тірі жасуша жүйелері мен адам колымен жасалған наноқұрылымдарды қосарландыруды білдіреді. Табиғи обьектілер бірегейлігі әрқашанда адамды шабыттандырып, құрылымдар мен механизмдер мүлтіксіздігін жасанды түрде жасалған жүйелерде қайталау мақсаты қойылды.

Наноматериалдар табиғатта кеңінен таралған. Наноқұрылымдар биологиялық құрылмалар мен қорғағыш жамылғылар негізін құрайды. Бірегей ұйымдастырылуы есебінен олар ерекше механикалық қасиеттер көрсетеді және химиялық құрамы ұқсас жасанды түрде жасалған құрылма материалдардан (өрмекші өрмегі, ұлулар сауыттары, інжу, сүйек ұлпасы, ағаш) асып түседі. Мұндай материалдарды зертханалық жағдайларда синтездеуді үйренуге ұмтылыс нанотехнологиядағы жаңа бағыттың - биомиметиканың пайда болуына әкелді.