Since the pioneering work dealing with the synthesis and physicochemical aspects of dendrimers, a predictable and tunable set of compositions for therapeutic, scaffolding and imaging systems has been ...reported. These are well documented, but many hot issues should be examined and reviewed. Herein, a review is given on dendritic nanopolymers and their applications that show promise in the field of regenerative medicine. This review begins with a brief overview on research merging nanotechnology and regenerative medicine. Fundamentals of the synthesis and macromolecular structure of dendritic polymers are provided. Dendrimers fulfill the requirements as carriers for gene, nucleic acids, bioactive molecules and peptide/protein delivery aimed at modulate the cells functions,
in vitro and
in vivo. However, to make use of this potential, toxicological, drug-loading capacity, surface engineering and host–guest chemistries in dendrimers must be addressed and thus are also discussed. We focus on recent work involving dendrimers with applications in tissue engineering and the central nervous system. Due to their innovative character, applications beyond drug delivery systems became possible, namely as scaffolding and chemoattractants for tissue regeneration, and implantable biodegradable nanomaterial-based medical devices integrated with drug delivery functions (theranostics). Finally, we highlight promising areas for further research and comment on how and why dendrimer and dendron technology should be viewed as the next generation of biomaterials for the 21st century.
Abstract
Cellulosefibrillen und ‐kristalle mit einem Durchmesser im Nanometerbereich sind naturbasierte Materialien mit einzigartigen und potenziell wertvollen Eigenschaften. Vor allem eröffnen diese ...neuartigen Nanocellulosen dem natürlichen Polymer Cellulose die stark expandierenden Einsatzgebiete nachhaltige Materialien, Nanokomposite sowie Produkte für die Medizin und die Lebenswissenschaften. Die Nanodimensionen der Strukturelemente führen zu großen Oberflächen und damit zu starken Wechselwirkungen dieser Cellulosen mit umgebenden Stoffen wie Wasser, anorganischen, organischen und polymeren Verbindungen, Nanopartikeln und lebenden Zellen. Diese Übersicht bietet das aktuelle Wissen über die Isolierung mikrofibrillierter Cellulose aus Holz und ihre Anwendung in Nanokompositen, die Herstellung nanokristalliner Cellulose und ihren Einsatz als Verstärkungsmaterial sowie die biotechnologische Erzeugung bakterieller Nanocellulose einschließlich ihrer Eignung als Biomaterial für medizinische Implantate.
A blood glucose meter is an electronic medical device used for determining the concentration of glucose in blood. These meters have undergone five phases of development: washed blood glucose meters, ...wiped blood glucose meters, colorimetric blood glucose meters, electrochemical blood glucose meters, and micro, multiple site blood glucose meters. Thanks to their speed, portability, low cost, and easy operation, blood glucose meters have been widely available for use in clinical diagnosis. Recently, coupling of target recognition elements (antibody–antigen recognition, nucleic acid hybridization, enzyme recognition, and click chemistry) with signal transduction and amplification strategies (glucose-generating enzymes, nicotinamide adenine dinucleotide (NADH)-generating enzymes, encapsulated glucose, nanomaterials, and cyclic amplification of DNA) has allowed various targets to be determined via the relationship between the signal of the blood glucose meter and the concentration of targets. In this paper, a brief review of the development and mechanism of blood glucose meters is given first. Then, more details on the application of blood glucose meters in analysis are described, including biomedical analysis, food analysis, and environmental analysis. Finally, the prospect of future development of blood glucose meters is also discussed.
Graphical abstract
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Selbstbeherrschung: Fe2O3‐Nanokristalle ordnen sich durch orientierte Anlagerung diszipliniert zu 1D‐, 2D‐ und 3D‐Strukturen an (siehe Bild). Die Bildung organisierter Überstrukturen nach diesem ...Mechanismus erfordert keinerlei Steuerung von außen, z. B. durch Temperatur und Druck, sondern ist eine intrinsische Eigenschaft des Nanokristallsystems.
Zusammenfassung
In der Abwasserreinigung können in Hinblick auf den Einsatz von Nanomaterialien folgende Aspekte unterschieden werden: 1. Die Verwendung von Nanotechnologie in der ...Ab-/Wasseraufbereitung. 2. Der Einfluss von über das Abwasser anfallenden Nanomaterialien aus deren Einsatz in Haushalt, Industrie und Gewerbe auf die Abwasserreinigung selbst. 3. Die Entfernung von über das Abwasser anfallenden Nanomaterialien und Entfrachtung des Kläranlagenablaufs.
Die Anwendung von Nanotechnologie in der Wasser- und Abwasserbehandlung liefert im Labor vielversprechende Ergebnisse, eine breite Umsetzung und Kommerzialisierung ist jedoch noch nicht absehbar. Die meisten dieser Verfahren weisen noch einen erheblichen Forschungsbedarf auf. Die Herausforderungen sind aber nicht nur technischer und wirtschaftlicher Natur, sondern es müssen auch noch Aspekte eines potenziellen Risikos für Mensch und Umwelt geklärt werden.
Nachteilige Wirkungen von synthetischen Nanomaterialien (NM) auf die biologischen Prozesse der Abwasserreinigung konnten bis jetzt nicht festgestellt werden. Die Toxizität des NM liegt unter der Toxizität der entsprechenden ionischen Form. Selbst gegenüber gemessenen bzw. bilanzierten Kläranlagenzuläufen 10-fach erhöhte Konzentrationen zeigen keine chronischen Effekte auf die Reinigungsleistung von Kläranlagen. Im Abwasser sowie auf Kläranlagen dürften sich NM-Dispersionen rasch zu Agglomeraten größeren Durchmessers umformen und damit die für NM spezielle hohe Oberfläche einbüßen. NM werden jedenfalls aber quantitativ an die Matrix des Belebtschlammes (Klärschlamm) angelagert und gelangen somit primär über Schwebstoffabtrieb in die aquatische Umwelt. Das Coating der NM dürfte für das Umweltverhalten ebenfalls eine Rolle spielen. Citrat und andere Coating-Mittel etwa werden auf Kläranlagen sehr gut abgebaut, sodass sich die Stabilität der NM-Dispersionen verringert und die Agglomeration gefördert wird.
Eigene Untersuchungen sowie Literaturangaben zeigen, dass von einer weitestgehgenden Verlagerung des eingetragenen NM in die Schlammphase auszugehen ist. NM zeigen in Hinblick auf die Entfernung aus der Wasserphase ein ähnliches Adsorptionsverhalten wie Schwermetalle.
Zusammenfassung
In den letzten Jahren ist die Problematik der Freisetzung von Nanopartikeln bei der Abfallverbrennung in den (fach-)öffentlichen Fokus gerückt. Um die Risiken einer Exposition ...beurteilen zu können, waren die Mengen und Charakteristika der potenziell emittierten Nanopartikel zu bestimmen und anschließend die Auswirkungen auf Mensch und Umwelt zu untersuchen.
In dieser Arbeit werden zunächst die bestehenden Kenntnisse hinsichtlich grundsätzlicher Mechanismen und Vorgänge bei der thermischen Behandlung von Nanomaterialien zusammengefasst und die Ergebnisse ausgewählter Laboruntersuchungen und Studien im groß- und halbtechnischen Maßstab dargestellt.
Der Hauptteil des Beitrags ist den Untersuchungen zur Bestimmung des Emissionsverhalts von Nanopartikeln bei der Abfallverbrennung gewidmet, die im Rahmen Forschungsprojekts „NanoEmission“, sowohl in einer Technikums-Verbrennungsanlage als auch an einer industriellen Müllverbrennungsanlage, durchgeführt wurden.
Laboruntersuchungen beweisen, dass das Verhalten von Nanomaterialien in thermischen Prozessen durch ihre unterschiedlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften beeinflusst wird und dass sich diese Eigenschaften stark von den Eigenschaften makroskaliger Bulk-Materialien des gleichen Stoffes unterscheiden. Bisher durchgeführte Untersuchungen mit verbreiteten, technisch hergestellten oxidischen Nanomaterialien (Metalloxide wie Cerdioxid und Titandioxid) im (halb-)technischen Maßstab ergaben vergleichbare Verhaltensweisen der unterschiedlichen Stoffe bei der thermischen Behandlung in Verbrennungsanlagen. Es zeigte sich, dass der Großteil von gezielt in Feuerungen dem Brennstoff zugesetzten Nanopartikeln in den festen Verbrennungsrückständen, vorwiegend in der Rostasche, wiedergefunden wird. Diese Ergebnisse konnten im Projekt „NanoEmission“ für nanoskaliges Bariumsulfat bestätigt werden.
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