Еще одно широкое направление в подходе от нано-кбио связано с разработками биофункциональных и биосовместимых конструкционных материалов, в частности для столь популярных сейчас имплантантов. Новые материалы позволяют обеспечивать лучшее механическое закрепление имплантантов, препятствуют накоплению биологического материала в протезах кровеносных сосудов и т. п.
Все большую ценность приобретают так называемые био-цидные материалы. Например, еще 3000 лет назад было известно, что серебро обладает биоцидным и бактерицидным действием, а сегодня уже точно известно, что положительно заряженные ионы серебра разрушают ферменты, доставляют питательные вещества в клетки, дестабилизируют элементы клеток (мембрану, плазму и оболочки), а также нарушают процессы деления клетки. Биоцидный эффект наночастиц серебра зачастую превосходит воздействие антибиотиков, и уже сейчас создаются наноструктурные серебряные покрытия для медицинских инструментов, а также других связанных с медициной и гигиеной изделий (производство продуктов питания, домашнее хозяйство, косметическая промышленность, текстильные волокна, фильтры и т. п.).

Стоматология — еще одна сфера применения инновационных нанотехнологических продуктов. Чистка зубов сводится к сложному процессу шлифовки, в котором важно, чтобы средство шлифовки было мягче зубной эмали, но тверже загрязняющих частиц. Медики возлагают большие надежды на создание новых паст, позволяющих не только очищать поверхность зубной эмали, но и способствовать ее эффективной регенерации. Особое внимание привлекают пасты на основе наноразмерных частиц гидроксил-апатита (Са5НО,3Р3), использование которых дает следующие преимущества:

• лечение поврежденных мест эмали осуществляется материалами, которые идентичны природным;
• выравнивание поверхности эмали зубов после чистки;
• высокий эффект очистки.

Наряду с названными конкретными применениями, существуют и другие, весьма перспективные возможности создания имплантируемых систем из наноструктур для различных медицинских целей, включая управляемое выделение препаратов и непрерывный контроль за медико-биологическими показателями человеческого организма. По мнению экспертов, в ближайшие пять-десять лет в подходе от нано-кбио будут реально осуществлены следующие существенные разработки:

• наноразмерные биодатчики будут использоваться для измерения физических параметров внутри организма с целью диагностики и управления терапевтическими мерами извне;
• имплантируемые, вживляемые или вводимые в кровеносную систему биочипы, управляемые извне, позволят контролировать продолжительность и механизм действия биологически активных веществ и катализаторов;
• микроскопические устройства и датчики сложного типа (включающие в себя наноразмерные клапаны, насосы, манипуляторы и т. п.) можно будет не только вводить внутрь организма, но и управлять ими извне, используя электронику;
• наночастицы с введенными в них препаратами сделают возможной точную доставку и выделение требуемых лекарственных соединений, а также позволят получать подробную информацию о состоянии пораженных органов и тканей. В качестве связующих, носителей и маркеров станут применяться изотопы или магнитные частицы, обнаруживаемые при помощи магнитно-резонансной томографии;
• наноструктурные биокатализаторы станут основой новых покрытий, а также материалов, обеспечивающих биосовместимость тканей организма с протезами или имплантантами.

Снижение остроты реакций отторжения будет иметь огромное значение для развития восстанавливающей хирургии, замены органов и тканевой инженерии. Выше уже упоминалось, что многие проекты в подходе от био-к-нано еще остаются далекими от реализации. Идея подхода состоит в подражании принципам строения биологических систем и создания на этой основе новых материалов или устройств. Иными словами, в этом подходе исследователи пытаются воспроизвести технически те достижения и материалы, которые были выработаны природой за огромные времена биологической эволюции.

Например, давно известно, что нити паутины (синтезируемой пауками из протеинов и воды) обладают невероятной прочностью (примерно в 100 раз превосходящей прочность стали!) и столь же невероятной способностью к растяжению (примерно в 40 раз превосходящей растяжимость нейлона!). Выше уже упоминались и другие примеры научной оптимизации существующих биологических систем (например, структура листа лотоса или строение молекулярных двигателей), лежащие на грани доступной нам миниатюризации биологических структур.

Выводы: В медицине и фармакологии уже возникло много вариантов практического использования наноструктур, так что потенциал роста НТ выглядит весьма внушительно. В настоящее время для промышленности основной интерес представляют разработки на основе подхода от нанокбио, в то время как применения типа от био-к-нано будут реализованы, по всей вероятности, лишь в будущем. НТ может извлечь много примеров для подражания в так называемой бионике. Основные перспективы развития НТ сегодня связаны с созданием новых биологических (точнее, биофункциональных) материалов, а также частиц и устройств на их основе.