Etica ed uso delle nanotecnologie 29/03/2014 Le nanotecnologie Il prefisso nano- indica “un miliardesimo” di una determinata quantità fisica 1 nano-metro → 1 miliardesimo di metro (10-9 m) in medicina GF Gensini San Miniato, 29 Marzo 2014 AMCI San Miniato 1 Etica ed uso delle nanotecnologie 29/03/2014 Il mondo delle nanotecnologie 1 nm = 10 diametri atomici entrano in gioco fenomeni fisici nuovi. Spessore di un foglio di carta = 100.000 nm Diametro di un capello = 80.000 nm Velocità di crescita barba = 2-3 nm/sec Dalle leggi di scala si può estrapolare come lavora la fisica quando si diminuiscono le dimensioni. Quali sono le leggi di scala delle grandezze fisiche quando si scende di dimensioni? Fgr diventa trascurabile per L < 1 mm; Il moto di fluidi entro microcanali è sempre laminare (non ci sono turbolenze). Perché nano- è strano ? Dispersione: % di atomi sulla superficie rispetto agli atomi totali Per esempio la pulce salta 500 volte la sua altezza e l’elefante non salta per niente Principalmente è la forza di gravità che diventa trascurabile e anche l’attrito diventa piccolo. Nanotubi di carbonio grandi come un capello possono reggere il peso di un’auto. Per le nanomacchine, se un’ anatra può battere le ali a 1Hz e un colibrì a 10Hz, un braccio nanometrico lo farà a 100MHz. AMCI San Miniato Le proprietà delle nano-particelle differiscono da quelle delle particelle macroscopiche, perché sono profondamente influenzate da quelle degli atomi superficiali 2 Etica ed uso delle nanotecnologie 29/03/2014 NANOMATERIALI: Nanoparticelle metalliche • Fatti ben strani accadono a scala molto piccola – Se si riduce l’oro in parti piccole nel range nanometrico, queste non sembrano più dorate, ma ROSSE ! 12 nm gold particles look red Other sizes are other colors – Infatti, in relazione alle dimensioni queste appaiono rosse o blu se guardate in trasparenza o in riflessione 12 100 National Nanotechnology Initiative AMCI San Miniato 3 Etica ed uso delle nanotecnologie 29/03/2014 LE NANOTECNOLOGIE HANNO GIA’ UN RUOLO SIGNIFICATIVO NELLA NOSTRA VITA LE NANO PARTICELLE E I MATERIALI NANOSTRUTTURATI SONO UTILIZZATI National Nanotechnology Initiative IN MOLTI OGGETTI E PRODOTTI DI USO COMUNE Cura della pelle Cibi Filtri solari,creme antisettiche, shampoo, rossetti, fondotinta, creme antietà Gelati Casalinghi Pitture, detergenti antibatterici, igiene per animali domestici Abiti Generi sportivi, scarpe da tempo libero Automobili Gomme, motori Esercito Corazzature, mimetizzazioni, radioprotezione Elettronica Schermi su macchine fotografiche digitali Nanoparticelle di sostanze organiche sono utilizzate per produrre tessuti traspiranti, ma perfettamente impermeabili ed autopulenti Le palle da tennis “double core” contengono uno strato di nanoparticelle di argilla mescolate con gomma che crea un labirinto che rallenta l’uscita dell’aria tenendole gonfie più a lungo AMCI San Miniato 4 Etica ed uso delle nanotecnologie 29/03/2014 Nanomedicina: applicazioni • “Lab-on-a-chip” - LOC • Nanovettori/nanocapsule AMCI San Miniato Lab-on-a-chip- LOC bioMEMS (Micro Electro Mechanical Systems) µTAS(Total Analysis Systems) 5 Etica ed uso delle nanotecnologie • Bio-MEMS, acronimo 29/03/2014 per sistemi microeletromeccanici biomedici/biologici sono dei dispositivi che si sovrappongono per funzioni ai lab-on-a-chip (LOC), e spesso il termine è usato come sinonimo di quest'ultimo e con sistemi di analisi μTAS. I Bio-MEMS si focalizzano tipicamente su parti meccaniche e tecnologie di microfabbricazione adattati per applicazioni biologiche. D'altra parte i LOC (Lab-on-a-chip) sono singoli chip che danno la possibilità di esperimenti e processi di laboratorio in un ambiente miniaturizzato ed integrato. Con questa definizione, i dispositivi LOC non hanno strettamente applicazioni biologiche, sebbene per lo più sono facilmente adattabili allo scopo. Similmente i μTAS (Total Analysis Systems) sono usati in analisi chimiche piuttosto che biologiche. AMCI San Miniato 6 Etica ed uso delle nanotecnologie Organ-on-a-chip 29/03/2014 Wyss Institute- Boston (lung-on-a-chip) Lung-on-a-chip Tumor-on-chip AMCI San Miniato 7 Etica ed uso delle nanotecnologie • Uso dei lab-on-chip/bioMEMS (diagnostica) • Uso degli organ-on-chip (tumor-on-chip) per test di tossicità/efficacia di farmaci • 29/03/2014 Personalized medicine PERSONALIZED MEDICINE Nanovettori/Nanocapsule • “Drug delivery” per drug delivery • Imaging (diagnostica) • ………..”teranostica” AMCI San Miniato 8 Etica ed uso delle nanotecnologie 29/03/2014 • Nanotechnology can also be used to develop targeted nanoparticles to be exploited for specific, patients’-tailored drug delivery. AMCI San Miniato 9 Etica ed uso delle nanotecnologie 29/03/2014 Nanoparticles:33 years of research Carbon nanotubes An Evolving Scenario Q-dot Gold nanoshell Liposome Silica bead Dendrimers Toward Personalized Medicine Integrated Care supported by ICT ICT as enabler of a new model of care 4P medicine Predictive Personalized Preventive Participatory Efficient patient management Modulation of disease progress K. Riehemann, S.W. Schneider, T.A. Luger, B. Godin, M. Ferrari, H. Fuchs, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 872 –897 AMCI San Miniato 10 Etica ed uso delle nanotecnologie AMCI San Miniato 29/03/2014 11 Etica ed uso delle nanotecnologie AMCI San Miniato 29/03/2014 12 Etica ed uso delle nanotecnologie AMCI San Miniato 29/03/2014 13
© Copyright 2024 Paperzz
