سه شنبه 1 مرداد ماه سال 1387 ساعت 6:21 PM

fforts to replace oil-based chemicals with renewable alternatives are taking off

Illustration by David Simonds

FORTY years ago Dustin Hoffman’s character in “The Graduate” was given a famous piece of career advice: “Just one word…plastics.” It was appropriate at the time, given that the 1960s were a golden age of petrochemical innovation. Oil was cheap and seemed limitless. Since then, scientists have kept on coming up with wondrous new products made from petroleum that helped to ensure, in the words of one corporate slogan, better living through chemistry. Even so, someone offering advice to today’s promising graduates might invoke a different, uglier word: chemurgy.

This term, coined in the 1930s, refers to a branch of applied chemistry that turns agricultural feedstocks into industrial and consumer products. It had several successes early in the 20th century. Cellulose was used to make everything from paint brushes to the film on which motion pictures were captured. George Washington Carver, an American scientist, developed hundreds of ways to convert peanuts, sweet potatoes and other crops into glue, soaps, paints, dyes and other industrial products. In the 1930s Henry Ford started using parts made from agricultural materials, and even built an all-soy car. But the outbreak of the second world war and the shift to wartime production halted his experiment. After the war, low oil prices and breakthroughs in petrochemical technologies ensured the dominance of petroleum-based plastics and chemicals.

But now chemurgy is back with a vengeance, in the shape of modern industrial biotechnology. Advances in bioengineering, environmental worries, high oil prices and new ways to improve the performance of oil-based products using biotechnology have led to a revival of interest in using agricultural feedstocks to make plastics, paints, textile fibres and other industrial products that now come from oil.

This form of biotechnology has not attracted as much attention as biotech drugs, genetically modified organisms or biofuels, but it has been quietly growing for years. BASF, a German chemical giant, estimates that bio-based products account for some €300m ($470m) of sales in such things as “chiral intermediates” (which give the kick to its pesticides). The sale of industrial enzymes by Novozymes, a Danish firm, brings in over €950m a year, about a third of it from enzymes for improving laundry detergents. Jens Riese of McKinsey, a consultancy, reckons industrial biotech’s global sales will soar to $100 billion by 2011—by which time sales of biofuels will have reached only $72 billion.

Will this boom really prove to be more sustainable than the first, ill-fated blossoming of chemurgy? One potential problem is that oil-based polymers are very good at what they do. Early bioplastics melted too easily, or proved unable to keep soft drinks fizzy when they were made into bottles. Pat Gruber, a green-chemistry guru who helped start NatureWorks (a pioneering biopolymers firm) says customers are sometimes too risk-averse to retrain staff or modify equipment to accept a new biopolymer—even if it is cheaper or better.

It seems likely that oil-based products will be around for a long time in some applications. But the big advances in oil-based polymers happened decades ago, whereas the number of patents granted for industrial biotechnology now exceeds 20,000 per year. Such is the pace of innovation, says Tjerk de Ruiter, chief executive of Genencor, a industrial-biotech firm that is now a division of Denmark’s Danisco, that processes that once took five years now take just one. And Steen Riisgaard, the boss of Novozymes, insists that new technologies can indeed push old ones out of the way, provided they are clearly superior (and not just greener). Brewers raced to adopt Novozymes’ novel enzymes, for example, in order to cash in on the Atkins Diet craze with “low carb” beers.

A second potential obstacle is that incumbent companies will quash the fledgling new technologies. But concern about oil’s reliability as a feedstock means that even oil-dependent incumbents are interested in alternatives. Oil companies such as Royal Dutch Shell and BP see novel bioproducts not as threats but as useful tools for blending into, and possibly extending, remaining oil reserves. And chemicals giants such as Dow and DuPont are also big fans of novel industrial biotechnologies. Chad Holliday, DuPont’s boss, is sure that Sorona, his firm’s new biofibre, will be a multi-billion dollar product and “the next nylon”. DuPont expects its sales of industrial biotechnology products to grow by 16-18% a year, to reach $1 billion by 2012.

Perhaps the biggest worry is that today’s industrial-biotech boom is an artefact of the soaring price of oil. If the oil price plunged and stayed low, the boom would surely turn to bust. Short of outright collapse, however, even a sharp price drop need not burst the biotech bubble. Mr Riese has scrutinised the economics of sugar and oil—the chief rival feedstocks—and concludes that the “bio-route” will be cheaper even at an oil price of $50-60 a barrel. Brent Erickson of BIO, an industry lobby, argues that “this was happening long before the oil-price spike—$100 oil is just gravy.” Industry bosses agree, noting that the flurry of projects now approaching commercial use were deemed viable and initiated a few years ago, when the oil price was closer to $40 a barrel.

For proof that industrial biotech is ready for the big time, look to Brazil. The country already has a large and efficient industry producing ethanol fuel from sugar cane. Now rival consortia are rushing to build plants to turn sugar cane into bioethylene. This is striking. Unlike many other industrial biotech efforts which target niche markets, this is an assault on the $114 billion market for ethylene, the most widely produced organic compound of all.

Erin O’Driscoll of Dow, a chemical giant now investing in Brazilian bioethylene, says the firm is confident the technology is ready for commercialisation. The chief reason for such optimism is that industrial biotechnology is better and cheaper than it was back in the heyday of chemurgy. Dow has even come up with a material made from soyabean oil that it plans to sell to carmakers to replace oil-based foam. Ford and his friend Carver would be proud.

Economist.com

del.icio.us  digg  newsvine  furl  Y!  smarking  segnalo
پنجشنبه 13 تیر ماه سال 1387 ساعت 1:24 PM
نانو نقره چیست؟

 

تصمیم گرفتم در خصوص نانو نقره  بیشتر بنویسم.

نانوسیلور یک دستاورد شگرف علمی از نانوتکنولوژی است

که در عرصه های مختلف پرشکی، صنایع مختلف مثل کشاورزی، دامپروری، بسته بندی، لوازم خانگی، آرایشی و بهداشتی و نظامی کاربرد دارد. این فناوری از طریق کنترل فعالیت عوامل بیماری زا در خدمت بشر می باشد. از این رو به لحاظ بازدهی بالا علمی بودن، افزایش ظرفیت ها و مقرون به صرفه بودن از لحاظ اقتصادی و سازگاری با محیط زیست و ماندگاری بسیار زیاد در مقابله با دیگر روشهای بهبود فراوری و تولید، ارجحیت دارد.
با توجه به آسیب ها، تلفات و خسارات و .. که میکروارگانیسم ها و ویروس ها به صنایع مختلف و محیط زیست وارد می سازند و همچنین هزینه های هنگفتی که جهت پیشگیری و بهبود شرایط ایجاد شده صرف میگردد. از نانوسیلور به عنوان یک پیشگیرانه خسارت، تلفات و یک جایگزین مناسب برای بسیاری از مواد ضدعفونی کننده، مکمل صنعتی موثر و همچنین یک منبع درآمد بزرگ از طریق صرفه جویی استفاده نمود.
نقره در ابعاد بزرگتر فلزی با خاصیت واکنش دهی کم میباشد ولی زمانیکه به ابعاد کوچکتر در حد نانومتر تبدیل می شود خاصیت میکروب کشی آن بیش از 99% افزایش می یابد زیرا به دلیل اینکه اندازه کمی دارند سطح تماس بیشتری با فضای بیرون داشته و تاثیر بیشتری بر محیط می گذارند. تا حدی که می توان از آن جهت بهبود جراحات و عفونتها استفاده کرد. نقره در ابعاد نانو بر متابولیسم، تنفس و تولید مثل میکروارگانیسم ها اثر میگذارد. تاکنون بیش از 650 نوع باکتری شناخته شده را از بین برده است.
نانوسیلور به دو صورت پودر (کامپوزیت) و مایع (کلوئید) تولید می شود. در فناوری نانوسیلوریونهای نقره به صورت کلوئیدی در محلولی به حالت سوسپانسیون قرار دارند که خاصیت آنتی باکتریال، آنتی فونگاس(ضدقارچ)، آنتی ویروس دارند.
در تحقیقات بدست آمده کمبود نقره از حد مشخصی در بدن بر روی بافت ها تاثیر منفی گذاشته و باعث ایجاد سلولهای سرطانی میشود. در طی آزمایشات انجام شده جهت درمان بسیاری از بیماریها با نانوسیلور نتایج مثبت و خوبی بدست آمده است. از نانوسیلور حتی به عنوان داروی خوراکی جهت درمان هپاتیت، ایدز نوع 1، و جلوگیری از سارس و آنفولانزای مرغی و … استفاده میگردد. محلول خوراکی دارویی نانو ذرات نقره باید از 80% نقره عادی (فلز) و 20%  یون نقره تشکیل شود زیرا یونها در معده با اسید هیدروکلریک واکنش داده و کلرید نقره دست می شود که خاصیت خود را از دست می دهد. برای مصرف این دارو به صورت خوراکی بهتر است از محلولی با غلطت 20ppm استفاده شود تا تاثیر بیشتری در بدن داشته باشد. از نانوسیلور به عنوان دارو می توان در درمان بیماریهای پوستی، جوش و انواع جراحات و سوختگی ها، بیماریهای باکتریایی و قارچی، گوارشی و جنسی استفاده کرد.

 تصاویرTEM از نانوسیلور

(c)3511
(a)3510

        

(b)3513

(d)3514
     

  پودرنانوسید p-105      (دانشگاه صنعتی شریف تست ( TEM
 نقره ذرات نانو نقره برروی دی اکسید تیتانc ، d  و ذرات کامپوزیت دی اکسیدتیتان و نقره a,b

del.icio.us  digg  newsvine  furl  Y!  smarking  segnalo
پنجشنبه 13 تیر ماه سال 1387 ساعت 1:19 PM

Nano Silver kills microbes - EPA up in Arms

 

More than a year ago, a little noticed article reported a study that found silver nano particles as found in silver colloids were able to kill HIV, in addition to a broad spectrum of viral bugs. Now, the US health authorities seem to have found a way to prevent this breakthrough from making it into broad public use. According to an article on NewsTarget.com, the Environmental Protection Agency is now selectively targeting nano silver - while practically ignoring pharmaceuticals and toxic chemical pesticides - as an environmental pollutant.


SIlvercoinsMaple.jpg


Tuesday, October 18, 2005 - FreeMarketNews.com
The Journal of Nanotechnology has published a groundbreaking study that found silver nanoparticles kills HIV-1 and is likely to kill virtually any other virus. The study, which was conducted by the University of Texas and Mexico University, is the first medical study to ever explore the benefits of silver nanoparticles, according to Physorg.

During the study, researchers used three different methods of limiting the size of the silver nanoparticles by using capping agents. The capping agents were foamy carbon, poly (PVP), and bovine serum albumin (BSA). The particles ranged in size from 1 to 10 nanometers depending on the method of capping. After incubating the HIV-1 virus at 37 C, the silver particles killed 100% of the virus within 3 hours for all three methods. The scientists believe that the silver particles bonded through glycoprotein knobs on the virus with spacing of about 22 nanometers in length.

While further research is needed, researchers are optimistic that nanological silver may be the silver bullet to kill viruses. The researchers in the study said that they had already begin experiments using silver nanoparticles to kill what is known as the super bug (Methicillin resistant staphylococcus aureus). Already used as a topical antibiotic in the medical industry, silver may now come under consideration as an alternative to drugs when it comes to fighting previously untreatable viruses such as the Tamiflu resistant avian flu.

According to NewsTarget, the EPA is using emerging regulations on the health effects of nano particles to selectively target colloidal silver products as "pesticides".

A friend who forwarded the article, commented that in the case of a bio weapons attack, silver would probably the most effective antidote. He says it is a real weapon of mass destruction, as far as pathogens are concerned, adding that at last count it will kill over 600 infectious agents on contact while being harmless to the human organism. The question he posits is: "Could this property of silver have something to do with the recent moves to keep this out of the hands of the public?

Here is the recent NewsTarget article:

- - -

EPA uses nanotech regulation ploy to target colloidal silver while ignoring all other nanotech particles

Nanomaterials -- products and materials changed or created at the atomic and molecular level -- are quickly gaining popularity for their multitude of uses, and while the Environmental Protection Agency is preparing to regulate popular nanosilver antibacterial products, ostensibly to protect consumers, critics say the move is a thinly veiled attempt to solely regulate nanosilver as a health supplement.
Nanosilver is used to kill harmful bacteria in food storage containers, shoe liners, washing machines and even bandages. Particles of nanosilver and other nanomaterials can be as small as one-millionth the size of a pinhead. However, the EPA, citing pressure from silver industry workers and environmental groups such as Natural Resources Defense Council, is investigating whether silver ions could pose an environmental threat by killing beneficial bacteria in the environment, or even harming humans. The agency also received a letter from Chuck Weir, chairman of a California wastewater treatment plant advisory group known as Tri-TAC, which claimed "silver is highly toxic to aquatic life at low concentrations and also bioaccumulates in some aquatic organisms, such as clams."

Silver was brought under close EPA scrutiny when washing machine manufacturers began making models that were lined with silver ions or sprayed them onto the clothes as an antibacterial agent. Last year, the EPA decided that the machines should not be regulated under the Federal Insecticide, Fungicide and Rodenticide Act, since they were considered devices rather than pesticides. Recently, however, the agency re-examined its decision and reversed it.

"We took a second look at the release of silver ions, and it was very clear that this is a pesticide and not a device," Jim Jones, director of the EPA's Office of Pesticide Programs, told the Washington Post. "Our original determination proved not to be a correct one."

Under the regulations, any silver product that claims it has antibacterial properties must prove the product is safe to be released into the environment. Mike Adams, a consumer health advocate and proponent of colloidal silver, suggested the regulations might work better were they aimed at antibiotics and pharmaceuticals.

del.icio.us  digg  newsvine  furl  Y!  smarking  segnalo
دوشنبه 10 تیر ماه سال 1387 ساعت 9:20 PM

European Forum for Industrial Biotechnology, Brussels, Belgium

 

The European Forum for Industrial Biotechnology 2008 (EFIB2008) will take place from 15 to 17 September in Brussels, Belgium.

Organised by EuropaBio, the European Association for Bioindustries, the event will feature two workshops, networking sessions and a two-day forum with approximately 30 leading speakers from biotech research, academia and the industry as well as environmental organisations and the European Commission. The experts will assess the prospects for industrial biotechnology in Europe through presentations, question and answer sessions and panel discussions.

Broadly, the workshops and sessions will address the following issues:
- fundamentals of biotechnology;
- industrial enzymes and their applications;
- market developments;
- is industrial biotechnology leading to sustainable biobased products?
- biorefineries: innovation and new technology;
- the future of a biobased economy: end-user perspective;
- from knowledge to products: overcoming barriers to commercialisation;
- future outlook: new developments, novel products and research advances.

For further information, please visit:
http://www.efib2008.com/

del.icio.us  digg  newsvine  furl  Y!  smarking  segnalo
شنبه 8 تیر ماه سال 1387 ساعت 6:57 PM

Better living through chemurgy


Efforts to replace oil-based chemicals with renewable alternatives are taking off

Illustration by David Simonds

FORTY years ago Dustin Hoffman’s character in “The Graduate” was given a famous piece of career advice: “Just one word…plastics.” It was appropriate at the time, given that the 1960s were a golden age of petrochemical innovation. Oil was cheap and seemed limitless. Since then, scientists have kept on coming up with wondrous new products made from petroleum that helped to ensure, in the words of one corporate slogan, better living through chemistry. Even so, someone offering advice to today’s promising graduates might invoke a different, uglier word: chemurgy.

This term, coined in the 1930s, refers to a branch of applied chemistry that turns agricultural feedstocks into industrial and consumer products. It had several successes early in the 20th century. Cellulose was used to make everything from paint brushes to the film on which motion pictures were captured. George Washington Carver, an American scientist, developed hundreds of ways to convert peanuts, sweet potatoes and other crops into glue, soaps, paints, dyes and other industrial products. In the 1930s Henry Ford started using parts made from agricultural materials, and even built an all-soy car. But the outbreak of the second world war and the shift to wartime production halted his experiment. After the war, low oil prices and breakthroughs in petrochemical technologies ensured the dominance of petroleum-based plastics and chemicals.

But now chemurgy is back with a vengeance, in the shape of modern industrial biotechnology. Advances in bioengineering, environmental worries, high oil prices and new ways to improve the performance of oil-based products using biotechnology have led to a revival of interest in using agricultural feedstocks to make plastics, paints, textile fibres and other industrial products that now come from oil.

This form of biotechnology has not attracted as much attention as biotech drugs, genetically modified organisms or biofuels, but it has been quietly growing for years. BASF, a German chemical giant, estimates that bio-based products account for some €300m ($470m) of sales in such things as “chiral intermediates” (which give the kick to its pesticides). The sale of industrial enzymes by Novozymes, a Danish firm, brings in over €950m a year, about a third of it from enzymes for improving laundry detergents. Jens Riese of McKinsey, a consultancy, reckons industrial biotech’s global sales will soar to $100 billion by 2011—by which time sales of biofuels will have reached only $72 billion.

Will this boom really prove to be more sustainable than the first, ill-fated blossoming of chemurgy? One potential problem is that oil-based polymers are very good at what they do. Early bioplastics melted too easily, or proved unable to keep soft drinks fizzy when they were made into bottles. Pat Gruber, a green-chemistry guru who helped start NatureWorks (a pioneering biopolymers firm) says customers are sometimes too risk-averse to retrain staff or modify equipment to accept a new biopolymer—even if it is cheaper or better.

It seems likely that oil-based products will be around for a long time in some applications. But the big advances in oil-based polymers happened decades ago, whereas the number of patents granted for industrial biotechnology now exceeds 20,000 per year. Such is the pace of innovation, says Tjerk de Ruiter, chief executive of Genencor, a industrial-biotech firm that is now a division of Denmark’s Danisco, that processes that once took five years now take just one. And Steen Riisgaard, the boss of Novozymes, insists that new technologies can indeed push old ones out of the way, provided they are clearly superior (and not just greener). Brewers raced to adopt Novozymes’ novel enzymes, for example, in order to cash in on the Atkins Diet craze with “low carb” beers.

A second potential obstacle is that incumbent companies will quash the fledgling new technologies. But concern about oil’s reliability as a feedstock means that even oil-dependent incumbents are interested in alternatives. Oil companies such as Royal Dutch Shell and BP see novel bioproducts not as threats but as useful tools for blending into, and possibly extending, remaining oil reserves. And chemicals giants such as Dow and DuPont are also big fans of novel industrial biotechnologies. Chad Holliday, DuPont’s boss, is sure that Sorona, his firm’s new biofibre, will be a multi-billion dollar product and “the next nylon”. DuPont expects its sales of industrial biotechnology products to grow by 16-18% a year, to reach $1 billion by 2012.

Perhaps the biggest worry is that today’s industrial-biotech boom is an artefact of the soaring price of oil. If the oil price plunged and stayed low, the boom would surely turn to bust. Short of outright collapse, however, even a sharp price drop need not burst the biotech bubble. Mr Riese has scrutinised the economics of sugar and oil—the chief rival feedstocks—and concludes that the “bio-route” will be cheaper even at an oil price of $50-60 a barrel. Brent Erickson of BIO, an industry lobby, argues that “this was happening long before the oil-price spike—$100 oil is just gravy.” Industry bosses agree, noting that the flurry of projects now approaching commercial use were deemed viable and initiated a few years ago, when the oil price was closer to $40 a barrel.

For proof that industrial biotech is ready for the big time, look to Brazil. The country already has a large and efficient industry producing ethanol fuel from sugar cane. Now rival consortia are rushing to build plants to turn sugar cane into bioethylene. This is striking. Unlike many other industrial biotech efforts which target niche markets, this is an assault on the $114 billion market for ethylene, the most widely produced organic compound of all.

Erin O’Driscoll of Dow, a chemical giant now investing in Brazilian bioethylene, says the firm is confident the technology is ready for commercialisation. The chief reason for such optimism is that industrial biotechnology is better and cheaper than it was back in the heyday of chemurgy. Dow has even come up with a material made from soyabean oil that it plans to sell to carmakers to replace oil-based foam. Ford and his friend Carver would be proud.

del.icio.us  digg  newsvine  furl  Y!  smarking  segnalo
چهارشنبه 5 تیر ماه سال 1387 ساعت 5:51 PM

دید کلی

فناوری نانو ، چنانکه از نام آن برمی‌آید با اجسامی به ابعاد نانومتر سروکار دارد. فناوری نانو در سه سطح قابل بررسی است: مواد ، ابزارها و سیستمها. در حال حاضر در سطح مواد ، پیشرفتهای بیشتری نسبت به دو سطح دیگر حاصل شده است. موادی را که در فناوری نانو بکار می‌روند، نانو ذره نیز می‌نامند. برای آنکه تصوری از ریزی نانو ذره‌ها داشته باشیم بهتر است آن را با ابعاد سلول مقایسه کنیم. اندازه متوسط سلول یوکاریوتی 10 میکرومتر است. اندازه متوسط یک پروتئین 5 نانومتر است که با ابعاد ریزترین جسم ساخت بشر قابل مقایسه است. بنابراین می‌توان با بکارگیری نانو ذره‌ها نوعی مامور مخفی به درون سلول فرستاد و به کمک آن از بعضی رازهای نهفته در سلول پرده برداری کرد.

این ذرات آنقدر ریزند که تداخل عمده‌ای در کار سلول بوجود نمی‌آورند. پیشرفت در زمینه نانو فناوری نیازمند درک وقایع زیستی در سطح نانوهاست. از میان خواص فیزیکی وابسته به اندازه ذرات نانو ، خواص نوری (Optical) و مغناطیسی این ذرات ، بیشترین کاربردهای زیستی را دارند. استفاده از فناوری نانو در علوم زیستی به تولد گرایش جدیدی از این فناوری منجر شده است یعنی نانوبیوتکنولوژی. کاربردهای نانو ذره‌ها در زیست شناسی و پزشکی عبارتند از: نشانگرهای زیستی فلورسنت ، ترابری دارو و ژن ، تشخیص زیستی پاتوژنها ، تشخیص پروتئینها ، جستجو در ساختار DNA ، مهندسی بافت ، تخریب تومور از طریق گرمادهی به آن و بهبود تباین (کنتراست).



تصویر


 

رابطه نانوتکنولوژی و بیوتکنولوژی

نانوتکنولوژی مجموعه‌ای است از فناوریهایی که به صورت انفرادی یا باهم در جهت بکارگیری و یا درک بهتر علوم مورد استفاده قرار می‌گیرند. بیوتکنولوژی جزء فناورهای در حال توسعه می‌باشد که با بکارگیری مفهوم نانو به پیشرفتهای بیشتری دست خواهد یافت. نانوبیوتکنولوژی به عنوان یکی از حوزه‌های کلیدی قرن 21 شناخته شده است که امکان تعامل با سیستمهای زنده را در مقیاس مولکولی فراهم می‌آورد. بیوتکنولوژی به نانوتکنولوژی مدل ارائه می‌دهد، در حالی که نانوتکنولوژی با در اختیار گذاشتن ابزار برای بیوتکنولوژی آن را برای رسیدن به اهدافش یاری می‌رساند.

نشانگرهای زیستی

از آنجا که انداه نانو ذرات ، در محدوده اندازه پروتئینهاست، می‌توان از آنها برای نشاندار کردن نمونه‌های زیستی استفاده کرد. برای این کار ، باید نانو ذره بتواند به نمونه زیستی هدف متصل شود و نیز راهی برای دنبال کردن و شناسایی نانو ذره وجود داشته باشد. به منظور ایجاد میان کنش بین نانو و نمونه زیستی ، نانو ذره را با پوشش بیولوژیکی مانند آنتی بادیها ، بیوپلیمرهایی مانند کلاژنها که نانو ذره ها را از نظر زیستی سازگار می‌کند، می‌پوشانند. می‌توان نانو ذره‌ها را فلورسنت کرده یا خواص نوری آنها تغییر داد.

نانو ذره‌ها در مرکز نشانگر زیستی قرار می‌گیرند و بقیه اجزا روی آنها قرار داده می‌شوند و این ساختار غالبا کروی است. کنترل دقیق بر اندازه متوسط ذرات امکان ایجاد کاوشگرهای فلورسنت را که باریکه‌های نوری را در طیف وسیعی از طول موج گسیل می‌دارند، فراهم می‌آورند. این امکان به تهیه نشانگرهای زیستی با رنگهای فراوان و قابل تشخیص ، کمک شایانی می‌کند. ذره مرکزی معمولا توسط چندین تک لایه از موادی که تمایل به واکنش ندارند مثل سیلیکا محافظت می‌شود.



تصویر


 

مهندسی بافت Tssue engeering

سطح استخوان از ترکیباتی تشکیل شده است که حدودا 100 نانومتر عرض دارند. اگر سطح یک عضو مصنوعی به استخوان طبیعی پیوند بخورد بدن آن را پس می‌زند. دلیل امر تولید بافت مصنوعی در محل استخوان طبیعی و سطح مصنوعی می‌باشد. استئوبلاستها در بافت پیوندی استخوان وجود دارند و بخصوص در استخوانهای در حال رشد دارای فعالیت چشمگیری هستند. با ایجاد ذراتی در اندازه نانو در سطح مفاصل و استخوانهای مصنوعی احتمال دفع عضو جایگزین به دلیل تحریک سلولهای استئوبلاست کمتر می‌شود. ایجاد این ذرات با ترکیب مواد پلیمری ، سرامیکی و فلزی چندی پیش توسط دانشمندان به اثبات رسید.

مواد مورد استفاده در ترمیم استخوان

تیتانیوم ماده شناخته شده‌ای برای ترمیم استخوان است و به دلیل ترکیبات خاص و وزن زیادش جهت بالا بردن میزان استحکام بطور وسیع در دندانپزشکی و ارتوپدی استفاده می‌شود. ولی متاسفانه به دلیل آنکه بخش چسبنده‌ای که با Apatite (بخش فعال استخوان) پوشیده شده با تیتانیوم سازگار نیست فاقد فعالیت زیستی می‌باشد. استخوان واقعی نانوکامپوزیتی از موادی است که از ترکیب بلورهای هیدروکسید Apatite در ماتریکس آلی بوجود آمده و به حالت منفرد یافت می‌شود. استخوان طبیعی از نظر مکانیکی ، ضخیم و در عین حال دارای الاستیسیته می‌باشد و در نتیجه قابل ترمیم است.

ساخت یک دندان

مکانیسم نانویی دقیقی که منجر به تولید ترکیباتی با خواص مفید شود، همچنان مورد مطالعه و بررسی قرار دارد. اخیرا با استفاده از روش tribology یک دندان مصنوعی به صورت viscoelastic ساخته شده و دارای روکش نانویی می‌باشد. از خواص منحصر به فرد این دندان مصنوعی می‌توان به عایق بودن آن در مقابل خراش و افزایش التیام دندان اشاره کرد.

معالجه سرطان به روش فتودینامیک

معالجه سرطان با استفاده از روش فتودینامیک بر اساس نابودی سلولهای سرطانی بوسیله لیزری است که تولید اکسیژن اتمی می‌کند. به این طریق که اکسیژن اتمی رنگ خاصی را تولید می‌کند و سلولهای سرطانی بیش از سلولهاهای دیگر آن را جذب می‌کنند. در نتیجه فقط سلولهای سرطانی توسط اشعه لیزر نابود می‌شوند. البته یکی از معایب این روش آن است که به دلیل آب گریز بودن مواد رنگی ، این مواد به سمت پوست و چشمها حرکت می‌کند و در صورتی که شخص در معرض نور خورشید قرار گیرد باعث حساسیت در پوست و چشمها می‌شود.

برای این حل مشکل صورتهای آب گریز مولکول رنگها را داخل ذرات نانویی متخلخل مثل ormosil nano partical که دارای منافذی در حدود یک نانومتر می‌باشند قرار می‌دهند که این دارای دو مزیت است اولا از انتقال مواد رنگی به سایر نقاط بدن جلوگیری می‌کنند و ثانیا امکان ورود و خروج آزادانه اکسیژن را مهیا می‌سازد.



تصویر


 

کاربردهای اکسید تیتانیوم

اکسید تیتانیوم (Tio2) می تواند به عنوان کاتالیزور نوری عمل نماید. هنگام تابش نور جذب فوتونها با انرژی بالا ، باعث برانگیختگی الکترونها و ایجاد رسانایی در مولکول می‌گردد. شکاف ایجاد شده بین دو جفت الکترون به مشابه یک جریان الکتروپوزیتیو در طول مولکول DNA باعث باز شدن دو رشته DNA از یکدیگر می‌گردد. در واقع تغییرات ایجاد شده بوسیله فوتونهای نور در مولکول Tio2 باعث می‌شود که این مولکول به شکل یک آنزیم آندونوکلئاز عمل نماید. این تواناییها در آینده می‌تواند تغییرات زیادی را در استفاده از داروها و ژن درمانی ایجاد نماید و توانایی پیوند Tio2 با بیومولکولهای مختلف راه را در ژن درمانی هموار خواهد نمود.

یکی از بزرگترین اشکالات دستکاری داخل سلول بوسیله این ریز ابزار این است که این ذرات به اندازه کافی توانایی کنترل ماده ژنتیکی داخل هسته را ندارند. ترکیب مولکول DNA با Tio2 در محیط خارج سلول نشاندهنده این مشکل است. به ازای اتصال Tio2 به هر 60 - 50 جفت باز فقط یک ناحیه ژنی در سلول پستانداران تحت پوشش قرار می‌گیرد که دانشمندان امیدوارند این مشکل نیز در آینده نزدیک حل شود. همچنین تحقیقاتی در زمینه استفاده از این ذرات به عنوان جایگزینی در توقف سنتز RNA به عنوان بازدارنده‌های سنتز RNA با مکانیزم ایجاد شکاف در RNA صورت گرفته که می‌تواند در صورت تکمیل شدن، امکان استفاده از این ذرات را در توقف سنتز RNA در سلولهای سرطانی فراهم نماید.

چشم انداز بحث

با توجه به پیشرفت سریع و دامنه گسترده بیوتکنولوژی زمینه‌های بروز انقالاب بیوتکنولوژی عصر جدیدی در علوم مختلف مانند بیولوژی ، پزشکی ، فارماکولوژی و مهندسی ژنتیک فراهم گردیده است. به علاوه حوزه‌های دیگری مانند اقتصاد و سیاست نیز از آن تاثیر بسزایی پذیرفته است. هم اکنون از دیدگاه اخلاق زیستی در این رابطه سوالات مهم و اساسی مطرح شده است که علاوه بر اثرات بسزایی که بر پیشرفتهای علمی و سایر زمینه‌های علوم زیستی دارد، نسلهای آینده بشر را نیز به صورت گسترده‌ای تحت‌الشعاع قرار می‌دهد. در این باره مشارکت مداوم دانشمندان کنجکاو و خردمندی می‌تواند راه گشا بوده و بایستی با در نظر گرفتن این منابع و پیشرفتهای جدید و با امید به حل چنین مشکلات و مسائلی با فائق آمدن بر همه محدودیتها در جهت گسترش این دانش فعالیت نمود.

del.icio.us  digg  newsvine  furl  Y!  smarking  segnalo
یکشنبه 2 تیر ماه سال 1387 ساعت 7:55 PM

 Researchers used five billion copies of a single immune cell from a man to wipe out signs of his advanced melanoma for more than two years, according to a report in the New England Journal of Medicine.

Copies of an infection-fighting CD4 T cell were grown in a laboratory, and then used to attack the 52-year-old patient's tumour, the report said. Previously, scientists had difficulty isolating and copying immune system cells, the researchers wrote in the report.

The man had recurrent melanoma that failed to respond to therapy or surgery when he enrolled in a clinical trial at the Fred Hutchinson Cancer Research Center in Seattle. The disease had spread to his lungs and a lymph node before he received the two-hour infusion of the lab-grown immune system cells. Sixty days later, all signs of the disease were gone. He remained in remission for the following two years, researchers said.

Biotechnology in agriculture will be key to feeding a growing world population and overcoming climate challenges like crop-killing droughts, according to a group of leading industry players.

"It is critical we keep moving forward," said Thomas West, a director of biotechnology affairs at DuPont DD.N, interviewed on the sidelines of a biotechnology conference in San Diego this week. "We have to yield and produce our way out of this."

DuPont believes it can increase corn and soybean yields by 40 per cent over the next decade. Corn seeds that now average about 150 bushels per acre could be at well over 200 bushels an acre, for example, DuPont officials said.

Crop shortages this year have sparked riots in some countries and steep price hikes in markets around the globe, and questions about how to address those issues were the subject of several meetings at the BIO International Convention.

Despite persistent reluctance, genetically modified crops have been on the rise. Growing food and biofuel demands have been helping push growth.

By using genetic modification, crops can be made to yield more, can be made healthier, and can be developed in ways that create more energy for use in ethanol production, according to the biotech proponents.


del.icio.us  digg  newsvine  furl  Y!  smarking  segnalo
   1      2      3      4      5      6      7      8      9      10    >>