Koolstofnanobuisjes (CNTs) zijn cilindrische nanostructuren samengesteld uit opgerolde vellen van enkelvoudige koolstofatomen (grafen), die uitzonderlijke mechanische, elektrische, thermische en chemische eigenschappen vertonen die hun uitgebreide exploratie in vele biomedische velden hebben gestimuleerd. Dankzij hun unieke fysisch-chemische kenmerken worden CNTs steeds vaker gebruikt als multifunctionele platforms voor diagnostische, therapeutische en onderzoeksapplicaties, en bieden ze veelbelovende oplossingen bij het aanpakken van biomedische uitdagingen.
Belangrijkste eigenschappen en functionalisering
- CNTs bezitten opmerkelijke treksterkte, groot oppervlak en uitstekende elektrische geleidbaarheid.
- Oppervlaktefunctionaliserings —via covalente of niet-covalente modificaties— verbeteren de oplosbaarheid, biocompatibiliteit en gerichte bindingscapaciteiten, cruciaal voor integratie in biologische systemen en veiligheid.
- Functionaliserings speelt ook een vitale rol in het verminderen van CNT-toxiciteit, waardoor veiliger biomedisch gebruik mogelijk wordt terwijl de oppervlaktechemie wordt afgestemd op specifieke moleculaire interacties.
Biomedische toepassingen
- Medicijnbezorging en therapie:
- CNTs dienen als nanocariers voor diverse medicijnmoleculen, genen en therapeutische agentia, beschermen de lading tegen degradatie en maken gerichte afgifte mogelijk op cellulair of weefselniveau.
- Ze faciliteren het oversteken van biologische barrières zoals celmembranen en de bloed-hersenbarrière, waardoor de therapeutische reikwijdte wordt vergroot.
- Biosensoren en diagnostiek:
- CNT-gebaseerde biosensoren benutten hun elektrische en optische eigenschappen voor ultrasensitieve detectie van biomoleculen, pathogenen en ziektebiomarkers.
- Hun intrinsieke fotoluminescentie en Raman-scattering maken geavanceerde beeldvormingsmodaliteiten mogelijk die geschikt zijn voor in vitro en in vivo visualisatie.
- Weefseltechniek en regeneratieve geneeskunde:
- CNTs bieden steigeringsmaterialen die celhechting, groei en differentiatie ondersteunen dankzij hun mechanische robuustheid en vermogen om extracellulaire matrices na te bootsen.
- Kankertherapie:
- CNTs worden onderzocht voor medicijnbezorging en fotothermische therapie, waarbij hun sterke absorptie in het nabij-infrarood tumorweefsel verwarmt en selectief ablaat.
