Man brukar säga att när ett material blir mycket litet kan det få helt nya egenskaper och att nanoteknik handlar om att dra nytta av dessa nya egenskaper. Men vad betyder det egentligen? Vi har bett Jonas Tegenfeldt, professor i nanofysik vid Lunds universitet att reda ut begreppen kring nanoskalans speciella egenskaper genom att ge några exempel.
Rätt verktyg i rätt storleksskala
Om man vill studera riktigt små strukturer som till exempel organeller, cellens beståndsdelar, eller nervcellssynapser så behöver verktygen vara i samma storleksskala, annars går de inte att använda. Jämför med om man vill skruva i en skruv, då behöver man en skruvmejsel som matchar skruvens storlek. Om däremot skruvmejseln är för stor eller för liten så går den inte att använda.
Förhållandet mellan yta och volym
Nanopartiklar har en mycket stor yta i förhållande till sin volym vilket kan påverka hur de samverkar med sin omgivning. Jämför till exempel hur snabbt strösocker löser sig i en kopp te jämfört med en hel sockerbit, trots att mängden socker är den samma.
”Tissue engineering”, vävnadsodling som alternativ till transplantationer
Det finns många problem förknippade med transplantationer. Det råder dels brist på organ, dels är transplantationer förknippade med avstötningsrisk. Ett alternativ skulle därför vara om man kunde odla upp vävnad eller t.o.m. organ från samma individ. Klassisk odling på plana ytor, som t.ex. i odlingsskålar har inte varit så framgångsrik. Försök görs nu att odla i tre dimensioner (3D) för att efterlikna det naturliga tillväxtsättet. Bland annat försöker man skapa en sorts ramverk eller byggnadsställningar med håligheter i nanostorlek där cellerna verkar trivas och vill växa. Hålens storlek och ytans utformning verkar avgörande om celler ska gilla att växa på en yta.
Ytan spelar roll
Det verkar som att molekyler binder till små ytor i nanostorlek på ett annorlunda sätt än till större ytor. Ytans krökningsgrad kan spela roll. Ju mindre partikel desto större krökning i förhållande till molekylen som binder till partikeln.
Stamceller utvecklas olika beroende på vilken typ av underlag de växer på. Det verkar som att ytan signalerar till stamcellen vad den ska bli.
Ett annat exempel på hur ytan spelar roll beskrivs i artikeln ”Kan nanoimplantat rädda synen?” (kommer att länkas)
Nanopartiklar som budbärare
Nanopartiklar är tillräckligt små för att kunna passera ut och in i celler. Detta kan utnyttjas om man vill skicka in substanser in i cellen, som exempelvis olika läkemedel. Ett annat exempel är hur nanopartiklar kan användas vid målstyrd behandling av cancertumörer. Man kan exempelvis utnyttja egenskaper som att blodkärl runt tumörer är mer genomsläppliga. Genom att injicera nanopartiklar i blodet på cancerpatienter kan man få dem att läcka ut specifikt runt tumören och ta sig in i tumörcellerna. Om partiklarna är magnetiska så kan de göras varma genom att utsätta dem för ett magnetfält som annars är ofarligt för kroppen. De varma magnetpartiklarna bränner specifikt ihjäl cancercellerna utan att friska celler skadas.
Text: EVA BARTONEK ROXÅ
