Nanoteknoloji kelimesinde bulunan “nano” öneki Yunanca “cüce” anlamına gelmekte ve metrenin milyarda (1×10-9 m) birini temsil etmektedir. Nanoteknoloji, nanometre ölçeğindeki (1-100 nm) yapıların pratik uygulamalarda kullanılmasını sağlamaktadır. 100 nm’nin altındaki materyaller nanomalzeme olarak tanımlanırken tıpta bu tanım daha esnek olup en az 200 nm boyutlarında partikül içeren materyaller de nanomalzeme olarak tanımlanmaktadır. Nanomalzemeler; nanopartiküller (NP), nanokristaller,nanoçubuklar, nanoteller, nanotüpler olarak kategorize edilmektedirler. Nanopartiküllerin sentezi için bottom-up (aşağıdan yukarıya) ve top-down (yukarıdan aşağıya) olmak üzere iki yaklaşım bulunmaktadır. Aşağıdan yukarıya yaklaşımda, NP’ler öncelikle atomik düzeyde elde edilip daha sonra istenilen malzemeyeentegre edilirken; yukarıdan aşağıya yaklaşımda ise makroskobik seviyedeki malzeme, öğütme ve optik litografi gibi yöntemler ile istenilen NP’lere indirgenmektedir.
Nanopartiküller; morfoloji, boyut ve şekillerine göre sınıflandırılmaktadır. Ferritin, miseller, dendrimerler ve lipozomları içeren organik nanopartiküller aynı zamanda polimerik nanopartiküller olarak da adlandırılmaktadır. Karbon bazlı nanopartiküllerin yanı sıra, karbon içermeyen, metal ve metal oksit olarak iki alt grubu bulunan inorganik nanopartiküller de bulunmaktadır. Metal nanopartikülleri sınıfında bulunan altın (Au), gümüş (Ag), bakır (Cu) ve platin (Pt) nanopartikülleri sıklıkla araştırmalarda kullanılmaktadır. Son zamanlarda metal nanopartiküller ile çevresel, tarımsal, biyomedikal ve fizikokimyasal araştırmalar yapılmaktadır. Nanopartiküller, karakteristik özellikleri sayesinde kimyasal sensörler, antimikrobiyal aktivite, tıbbi görüntüleme, kanser tanı ve tedavisi, kozmetik uygulamalar, spesifik ilaç salınımı ve yara iyileşmesi gibi çeşitli uygulamalar için kullanılmaktadır.
Kanser Tedavisinde İlaç Salınımı
Geleneksel ilaç salınımında; doz yetersizliği, ilacın etkisinin zamanla azalması ve hedefe özgü olmaması gibi dezavantajlar bulunmaktadır. Nanopartiküller, kapsüllediği bileşenlerin stabilitesini ve çözünürlüğünü yükseltme, membranlar arası taşıma yeteneği ve ilaç dağıtım süresini uzatma gibi avantajları sayesinde ilaç salım sistemleri için önem arz etmektedir. Özellikle altın nanopartiküller (AuNP), hedef bölgeye küçük ilaçlardan DNA gibi büyük moleküllerin taşınmasını sağlamada önemli bir ajan olarak görülmektedir. Kanser tedavisinde ilaç hedefleme stratejileri,
genellikle pasif hedefleme ve aktif hedefleme olarak kategorize edilmektedir. Pasif hedeflemede; nanopartikül, ortamın fizikokimyasal özelliklerinden yararlanılarak hedeflenen bölgede biriktirilmektedir. Belirlihücreleri hedeflemek için tanımlanmış bir aktif molekül nanopartikül yüzeyine bağlanarak aktif hedefleme gerçekleştirilmektedir. Örneğin kemoterapötik ilaçlar nanopartiküllere yüklenerek, aktif veya pasif hedeflemede kullanılmaktadır. Artırılmış geçirgenlik ve tutma etkisinden dolayı tümör dokusu nanopartiküllerin birikmesini sağlayan bir damar yapısına sahiptir ve bu patofizyolojik özellik pasif hedeflemeyi mümkün kılmaktadır. Aktif hedeflemede ise nanopartikül yüzeyine monoklonal antikor, peptid gibi tümöre özgü bir biyobelirteç konjugasyonu yapılmaktadır. Daha sonra ligand ile tümör hücresi üzerindeki reseptörün etkileşimi, devamında endositoz ve kemoterapötik ilaç salınımı gerçekleşmektedir. Bunların yanı sıra tetiklenmiş salınım, harici bir uyarana maruz kalındığında nanopartiküllerin bir araya gelip kanser hücrelerini etkilemesini sağlamaktadır.
Kozmetik Uygulamalar
Kozmetik ürünlerin zararlı etkilerinden dolayı alternatif arayışları, benzersiz özellikleri ve düşük maliyetleri ile nanomalzemelerin bu sektörde yer bulmasına olanak sağlamıştır. Kozmetik uygulamalarda kullanılan çoğu nano- sistem, aktif bileşeni kapsülleyerek cilt bariyeri aracılığıyla bileşenin iletilmesini sağlamaktadır. Bu amaçla kullanılan nanosistemlere; nanopartiküller, dendrimerler, lipozomlar, nanoemülsiyonlar, nanodotlar ve hidrojeller örnek verilebilir. Nanoteknolojinin gelişmesi ile kozmetik ürünlerde ve kozmesötiklerde nanopartikül sistemlerinin kullanılmasının günden güne arttığı görülmektedir. Nanopartiküllerin stabilitesi, antimikrobiyal özelliği, kolay üretilmesi, nem kaybını önlemesi, daha az yüzey aktif madde fonksiyonu göstermesi gibi karakteristik özellikleri kozmetik ürünlerde öne çıkmaktadır. Nanopartiküllerin kullanıldığı kozmetik ürünlere krem, şampuan, duş jeli, diş macunu, ruj, oje, allık örnek verilmektedir.
Yağ asitleri ve gliseritler gibi katı lipitlerden oluşan katı lipit nanopartikülleri (SLN) ve katı ve sıvı lipitlerin karışımlarından oluşan nanoyapılı lipit taşıyıcıları (NLC), ciltte kolloidal dağıtım sistemleri olarak görev alan lipit nanopartikülleridir. KLN’lerin düşük bileşen yükleme kapasitesi ve polimorfik geçiş eğilimi gibi özelliklerinden dolayı, daha sonra NLT’ler geliştirilmiştir. KLN’ler biyouyumlu ve stabil lipitlerden oluşmasından dolayı toksisite göstermemektedir. Tıkayıcı yapıda olması nem korumasını sağlamakta, küçük boyutları cilde iyi işlenmesini sağlamakta olup bu nedenle kremler, losyonlar ve güneş kremlerinde kullanılmaktadır. NLT’ler ise daha uzun süreli stabilite, cilt adezyonu ve daha fazla miktarda aktif bileşen yükleme kapasitesine sahip olup, kozmetik ve dermatolojik olarak önemli olan uçucu yağların yüklenmesi için iyi taşıyıcılar olarak değerlendirilmektedir
