محققان دانشگاه ايلينويز با استفاده از شبيه‌سازيهاي كامپيوتري به روش جديدي جهت تعيين توالي DNA از طريق هدايت ملكلول به جلو و به عقب و در طي نانوحفره حجم‌سنج در يك تراشه نيمه هادي دست يافته‌اند. اين روش منجر به ساخت ابزاري خواهد شد كه توانايي شناسايي ژنهاي انساني را به سرعت دارا مي‌باشد.

محققان دانشگاه پنسيلوانيا روش بهتري براي رسانش دارو به تومور يافته‌اند. آنها توانستند با استفاده از حامل‌هاي استوانه‌اي شکل به صورت پايدار، داروي ضدسرطان پاکليتکسل را به مدت 10 برابر طولاني‌تر از مشابه کروي‌شکل خود در يک مدل حيواني سرطان ريه رها کنند. اين يافته‌ها نه تنها در زمينه دارورساني مفيد مي‌باشد، بلکه به دانشمندان کمک مي‌کند درک بهتري از ويروس‌هاي استوانه‌اي شکل همانند ابولا و آنفلوآنزاي H5N1 داشته باشند. اين مقاله قبل از انتشار آن در شماره مارس 2007 به صورت آنلاين در سايت مجله انتشار يافته است. دکتر دنيس ديشر استاد مهندسي شيمي و زيست‌مولکولي در موسسه پزشکي و مهندسي Penn مي‌گويد: «اينها ذراتي هستند که با جريان حرکت مي‌کنند. جريان خود به طور ثابتي در تمام بدن پمپ مي‌شود و اين نانوذرات استوانه‌اي هماهنگ با جريان خون خود را جهت‌دهي مي‌کنند و طولاني‌تر از هر ذره ديگري مي‌توانند در جريان خون باقي بمانند و با آن حرکت کنند». در اين مطالعه تيم تحقيقاتي از نانوذرات باريک استوانه‌اي ساخته شده از پليمرهاي سنتزي براي رهايش داروي ضدسرطان پاکليتکسل در بافت تومور سرطان ريه انسان که در بدن موش کاشته شده بود، استفاده کردند. قطر اين نانوذرات استوانه‌اي حدود 20 نانومتر و طول آنها معادل طول سلول‌هاي خوني بود. چون اين نانوذرات استوانه‌اي پس از تزريق تا يک هفته در جريان خون باقي مي‌مانند، بنابراين توانستند بيشترين مقدار داروي ضدسرطان را به تومور وارد کرده و در نتيجه سلول‌هاي سرطاني بيشتري را بکشند. بدين ترتيب اندازه تومور سرطاني تا حد بسيار زيادي کاهش يافت. نانوذرات کروي معمولاً تنها تا چند ساعت در جريان خون باقي مي‌مانند.

به نظر مي‌رسد فناوري نانو يک روند بدون توقف بوده و نياز به واحدها و بلوک‌هاي ساختماني نانومقياس مشخصي دارد. الکساندر بيتنر که کار او همراه با همکارانش در موسسه مکس پلانک و تيم وج در دانشگاه اشتوتگارت منجر به پيشرفت بزرگي شده است، مي‌گويد: «يک مشکل عمومي در زمينه سنتز نانوساختارها تغيير اشياي نانومقياس در موقعيت‌هاي خاص است». همانگونه که در مجله Angewndte Chemie گزارش شده است، اين دانشمندان توانسته‌اند انتهاي ميله‌هاي نانومقياس را از طريق اتصال انتخابي نانوذرات طلا به انتهاي ويروس‌هاي لوله‌اي به طور انتخابي تغيير دهند. مي‌توان با استفاده از يک روش رسوب‌دهي بدون جريان برق، انتهاي طلايي را بزرگ کرده و ساختارهاي دمبل مانندي ايجاد کرد. ساختار کاملاً متقارن و توزيع يکنواخت اندازه مولکول‌هاي زيستي همانند DNA و شبه ارگانيزم‌هايي همانند ويروس‌ها، آنها را به قالب‌هاي ايده‌اي براي جايدهي دقيق نانوساختارها و سنتز نانومواد ساختاري مبدل مي‌سازد. دانشمندان اشتوتگارت براي آزمايشات خود از ويروس موزائيک تنباکو که يک ويروس گياهي بي‌‌ضرر به شکل يک لوله به طول 300 نانومتر است، استفاده کردند. اين دانشمندان سوسپانسيوني از اين ويروس را با يک مايع حاوي ذرات بسيار ريز طلا به نام سل طلا مخلوط کردند. ذرات طلا در سل مولکول‌هاي سيترات را روي سطح خود حمل مي‌کنند. بررسي‌هاي انجام شده با ميکروسکوپ الکتروني چيز جالبي را مشخص کرد: تک‌نانوذرات طلا تنها به انتهاي ويروس‌ها متصل مي‌شوند. دليل اين امر در RNA، ماده ژنتيکي ويروس، نهفته است. وج مي‌گويد: «در ويروس موزائيک تنباکو RNA معمولاً در لايه‌هاي عميق پوسته پروتئيني قرار دارد، ولي اين امر در انتهاي لوله ويروس صدق نمي‌کند». در حقيقت ثابت شد که ذرات طلا به روش مشابهي به RNA آزاد متصل مي‌شوند. بيتر و همکارانش فرض را بر اين گذاشتند که بازهاي آروماتيک RNA موجب اتصال سيترات روي سطح طلا به سطح ويروس مي‌شوند.

پروتئين‌ها تنها با پروتئين‌هاي يا مواد شيميايي زيستي خاصي برهمکنش مي‌دهند و اين ويژگي باعث مي‌شود کاربرد گسترده‌اي در کاربردهاي حسگري داشته باشند. مثلاً اگر يک سرطان بدخيم در بدن انسان رشد کند، سلول‌هاي سرطاني نوع خاصي از پروتئين را توليد مي‌کنند. تشخيص اين پروتئين‌ها موجب تشخيص زودهنگام سرطان در بدن مي‌شود. يکي از اهداف نانوبيوتکنولوژي توسعه تراشه‌هايي است که بتوانند انواع خاصي از پروتئين را در مقادير بسيار کم شناسايي نموده و در نتيجه امکان چنين تشخيص‌هاي زودهنگامي را فراهم آورند. مثلاً پروتئيني که مي‌تواند به پروتئين توليدشده توسط سلول‌هاي سرطاني متصل شود، مي‌تواند در اين تراشه‌هاي زيستي به کار گرفته شود. اگر پروتئين مخصوص سلول‌هاي سرطاني در نمونه‌اي که از اين زيست‌تراشه عبور داده مي‌شود، وجود داشته باشد، به تراشه متصل شده و موجب تغيير در جريان الکتريکي مي‌شود که از تراشه عبور مي‌کند. اين تغيير در جريان الکتريکي توسط ابزار مربوط به زيست‌تراشه تشخيص داده شده و مؤيد وجود پروتئين مخصوص سلول‌هاي سرطاني در نمونه مورد بررسي است. با وجودي که اين فناوري به همراه تراشه‌هاي پروتئيني که مي‌توانند يک مولکول منفرد را تشخيص دهند، براي آينده سيستم‌هاي تشخيصي نويدبخش به نظر مي‌رسند، آرايش کنترل‌شده پروتئين‌ها روي نانوساختارهاي فعال زيستي هنوز يک چالش اساسي در نانوبيوتکنولوژي به شمار مي آيد.

بازار ابزارهاي پزشکي کاشتني تنها براي ايالات متحده حدود 23 ميليارد دلار برآورد مي‌شود و انتظار مي‌رود که اين مقدار در چند سال آينده با رشد ده درصدي سالانه مواجه شود. بيشترين فروش مربوط به cardioverter کاشتني براي جلوگيري از انقباض بي‌نظم رشته‌هاي عضلاني، ابزارهاي درماني cardiac resynchronization، دستگاه تنظيم‌کننده ضربان قلب، قطعات کاشتني ارتوپدي مربوط به بافت‌ها و ستون فقرات، جايگزين‌هاي مفصل ران، لنزهاي درون‌چشمي phakic و کاشتني‌هاي زيبايي خواهد بود. قطعات کاشتني فعلي از تيتانيوم و آلياژهاي فولاد ضدزنگ ساخته مي‌شوند. اولين دليل اين امر زيست‌سازگاري اين مواد مي‌باشد. متأسفانه اين آلياژهاي فلزي با طول عمر بين 10 تا 15 سال، ممکن است به تدريج در بدن بيمار فرسوده شوند. همچنين اين آلياژها ممکن است اندازه و پايداري معادل بافت اصلي را نداشته و در بدترين حالت، توسط بدن بيمار دفع شوند. در حالي که قطعات موجود مي‌توانند درد بيمار را کاهش داده و به بيمار اجازه فعاليت بيشتري را بدهند، اغلب اتصال اين قطعات به استخوان با دشواري مواجه است. فاصله ميان استخوان و قطعه کاشته شده مي‌تواند به تدريج افزايش يافته و به جراحي مجدد براي جايگزيني قطعه مورد نظر نياز باشد. در پاسخ به نياز به استخوان، مفصل، و دندان‌هاي مصنوعي که تقريباً مشابه نوع طبيعي و اصلي خود باشند، دانشمندان به فناوري نانو روي آورده‌اند. محققان دريافتند که پاسخ اندام ميزبان به نانومواد (حتي در سطح پروتئيني و سلولي) با پاسخ مشاهده شده به مواد معمول متفاوت است.با وجودي که اين زمينه از نانوپزشکي در مراحل ابتدايي خود به سر مي‌برد، اميدهاي زيادي براي توسعه قطعات کاشتني بهتر ايجاد کرده است.

چند سال پيش دانشمندان دريافتند که مي‌توانند از چاپ جوهرافشان حرارتي در ساخت بافت‌هاي محکم همانند استخوان استفاده کنند. اخيراً آنان دريافته‌اند که مي‌توان با استفاده از مواد زيستي مايع، بافت‌هاي نرم را نيز توليد کنند. تحقيق در مورد استفاده از چاپ جوهرافشان در توليد نيمه‌هادي‌هاي آلي همچنان ادامه دارد. به دليل پايداري کم اين نيمه‌هادي‌ها، از آنها در کاربردهاي يکبار مصرف همچون تست‌کننده‌هاي خلوص آب استفاده خواهد شد. در مقايسه با مواد آلي، تحقيقات انجام شده در زمينه چاپ جوهرافشان مواد معدني براي ايجاد ابزارهاي فعال به ندرت صورت مي‌گيرد. تاکنون تنها چند ماده معدني براي چاپ جوهرافشان به کار رفته‌اند که اين امر به دليل سختي تهيه پيش‌ماده‌هاي قابل استفاده در اين نوع چاپگر مي‌باشد. روش‌هاي فعلي توليد ابزارهاي الکترونيکي معدني بسيار گران هستند، چرا که نياز به رسوب‌دهي ترتيبي، الگودهي، و حکاکي مواد نيمه‌هادي، هادي، و عايق انتخاب شده داشته و همچنين شامل فرايندهاي ليتوگرافي چندگانه و رسوب‌دهي در خلأ مي‌باشند. با اين حال اخيراً محققان روشي براي چاپ نيمه‌هادي‌هاي معدني ابداع کرده‌‌اند که راه را براي توليد ابزارهاي الکترونيکي فوق‌العاده ارزان با عملکرد بالا، همچون قطعات الکترونيکي شفاف و پيل‌هاي خورشيدي فيلم نازک باز کرده است.