Bionik Aktuelle Trends und zukünftige Potenziale - Institut für ...

3 Technologische Perspektiven des »Lernens von der Natur«
Brücke zwischen belebter und
unbelebter Natur
»Nano2Bio«
»Bio2Nano«
stellen fest „Immer detailliertere Einblicke in die molekulare Funktion
biologischer Makromoleküle ließen einen neuen Zweig der Bionik entstehen,
die Nanobionik.“ Hampp (2005) setzt in der Folge Nanobiotechnologien
im Wesentlichen mit Bionik gleich.
Herausforderungen
Die Nanobiotechnologie schlägt eine Brücke zwischen der unbelebten
und belebten Natur und zielt darauf ab, biologische Funktionseinheiten
auf molekularer Ebene zu verstehen sowie funktionale Bausteine
im nanoskaligen Maßstab unter Einbeziehung technischer Materialien,
Schnittstellen und Grenzflächen kontrolliert zu erzeugen. 52
Der Brückenschlag kann von zwei Richtungen aus erfolgen, von der
Nanotechnologie zur Biotechnologie („Nano2Bio“) und umgekehrt
(„Bio2Nano“).
Unter „Nano2Bio“ wird die Nutzung nanotechnologischer Ansätze
für die Untersuchung biologischer Fragestellungen verstanden
(VDI 2002). Damit könnte sich die Nanobiotechnologie für viele (potenzielle)
technische Anwendungen als notwendige Schlüsseltechnologie
erweisen, bspw. für die Bereitstellung von „Bottom-up“-Produktionsverfahren
(etwa um molekularelektronische Strukturen aufzubauen),
von nanoskaligen neuroelektronischen Schnittstellen oder funktionalen
hybriden Systemen bzw. biologischen Schichten.
Anwendungsgebiete (VDI 2002):
� Analytik und Wirkstoffforschung (in vitro): bspw. Genomik, Proteomik
� Diagnostik: Antikörper-Nachweis, Bionsensoren, Toxizitätsuntersuchungen
� Wirkstofftransport und -deposition
� biokompatible Materialien und Oberflächen
„Bio2Nano“ steht für bio(techno)logische Materialien und Baupläne
zur Herstellung funktionaler, technischer Nanosysteme, die in den unterschiedlichsten
Bereichen zum Einsatz kommen können (VDI 2002).
Im pharmazeutischen Bereich, der Medizintechnik und Biotechnologie
ist die Miniaturisierung ein gefragter Parameter, der möglicherweise
erst durch Einbeziehung der Erfahrungen und Entwicklungen
im physikalisch und chemisch dominierten Bereich der Nanotechnologie
zur Entfaltung kommen kann. Als Beispiele können in diesem Zu-
52 Vgl. die Homepage des BMBF zu Nanobiotechnologien: www.nanobio.de. Ausführliche Darstellungen
finden sich bspw. in VDI (2002), VDI (2004), den Publikationen von Seeman/Belcher (2002), Ball (2001),
Goodsell (2004) und Jones (2004).
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