Seltenerdoxide

Ein Überblick über biomedizinische Anwendungen, Aussichten und Herausforderungen von Seltenerdoxiden

Autoren:

M. Khalid Hossain, M. Ishak Khan, A. El-Denglawey

Highlights:

• Anwendungen, Aussichten und Herausforderungen von 6 REOs werden berichtet
• Vielseitige und multidisziplinäre Anwendungen finden sich in der Biobildgebung
• REOs werden bestehende Kontrastmittel in der MRT ersetzen
• Vorsicht ist hinsichtlich der Zytotoxizität von REOs in einigen Anwendungen geboten

Abstrakt:

Seltenerdoxide (REOs) haben in den letzten Jahren aufgrund ihrer vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten in der Biomedizin an Interesse gewonnen. In der Literatur fehlt jedoch eine fokussierte Übersicht, die ihre Anwendbarkeit sowie ihre Aussichten und die damit verbundenen Herausforderungen in diesem speziellen Bereich beschreibt. Diese Übersicht versucht, speziell über die Anwendungsmöglichkeiten von sechs (6) REOs in der Biomedizin zu berichten, um den Fortschritt und den neuesten Stand der Technik in diesem Sektor angemessen darzustellen. Während die Anwendungen in antimikrobielle Anwendungen, Tissue Engineering, Arzneimittelverabreichung, Biobildgebung, Krebsbehandlung, Zellverfolgung und -markierung, Biosensorik, Verringerung von oxidativem Stress, Theranostik und sonstige Anwendungen unterteilt werden können, zeigt sich, dass der Aspekt der Biobildgebung am weitesten verbreitet ist und aus biomedizinischer Sicht die vielversprechendsten Ansätze bietet. REOs haben sich insbesondere in realen Wasser- und Abwasserproben als antimikrobielle Wirkstoffe, als biologisch aktives und heilendes Material in der Knochenregeneration, in der Krebstherapie durch die Bereitstellung substanzieller Bindungsstellen für vielfältige funktionelle Gruppen, in der dual- und multimodalen MRT-Bildgebung durch exzellente oder verbesserte Kontrastierung sowie in der Biosensorik durch schnelle und parameterabhängige Sensorik bewährt. Aufgrund ihrer überlegenen Dotierungsflexibilität, ihrer Heilungsmechanismen in biologischen Systemen und ihrer wirtschaftlichen Eigenschaften in Bezug auf Biobildgebung und Sensorik werden voraussichtlich mehrere REOs derzeit verfügbare kommerzielle Biobildgebungsmittel konkurrieren und/oder ersetzen. Diese Studie erweitert die Erkenntnisse hinsichtlich der Anwendungsaussichten und der gebotenen Vorsicht und legt nahe, dass sie zwar in vielerlei Hinsicht vielversprechend sind, ihre Zytotoxizität in bestimmten Zelllinien jedoch nicht vernachlässigt werden sollte. Diese Studie wird im Wesentlichen mehrere Studien einbeziehen, um die Nutzung von REOs im biomedizinischen Bereich zu untersuchen und zu verbessern.