Fungal Nanobionics: Principles and Applications

نانوبیونیک قارچی چشم‌انداز بسیار خوبی برای توسعه محصولات جدید با کاربردهای صنعتی، کشاورزی، پزشکی و مصرف‌کننده در طیف وسیعی از بخش‌ها دارد. رشته‌های مهندسی شیمی، کشاورزی-غذایی، بیوشیمیایی، دارویی، تشخیصی و توسعه تجهیزات پزشکی، همگی از محصولات قارچی استفاده می‌کنند، با نانومواد قارچی که در حال حاضر در طیف گسترده‌ای از کاربردها، از توسعه دارو گرفته تا صنایع غذایی و بخش کشاورزی استفاده می‌شوند. عوامل قارچی به عنوان یک عامل سازگار با محیط زیست، تمیز و غیر سمی برای نانوذرات فلزی بیوژن ظاهر می شوند و از هر دو روش درون سلولی و خارج سلولی استفاده می کنند. سادگی پوسته‌گیری پردازش بالا و پایین دست و وجود میسلیوم‌های قارچی که باعث افزایش سطح سطح می‌شود، مزایای کلیدی را فراهم می‌کند. علاوه بر این، طیف وسیع‌تر مورفولوژی‌های نانوذرات سنتز شده و نرخ بیوسنتز بسیار سریع‌تر در فیلترهای بدون سلول (به دلیل میزان بالاتر پروتئین‌های ترشح شده در قارچ‌ها) این مسیر را به ویژه فریبنده می‌سازد. درک تنوع قارچ‌ها در اکوسیستم‌های مختلف، و همچنین تعامل آنها با سایر میکروارگانیسم‌ها، جانوران و گیاهان، برای حمایت از پیشرفت‌های فناوری واقعی و نوآورانه و کاربردهای نانوذرات فلزی در بسیاری از رشته‌ها از جمله کشاورزی، کاتالیزور، و حسگرهای زیستی پزشکی ضروری است. نکته مهم این است که نانوذرات قارچی زیست‌زا وقتی با آنتی‌بیوتیک‌ها و قارچ‌کش‌ها ترکیب می‌شوند، ویژگی‌های هم افزایی قابل‌توجهی از خود نشان می‌دهند تا مقاومت قابل‌توجهی نسبت به رشد میکروبی و کاربردها در نانوپزشکی، از پمادها و بانداژهای موضعی برای بهبود زخم گرفته تا استنت‌های پوشش داده شده، ارائه دهند.

Fungal nanobionics has great prospects for developing new products with industrial, agriculture, medicine and consumer applications in a wide range of sectors. The fields of chemical engineering, agri-food, biochemical, pharmaceuticals, diagnostics and medical device development all employ fungal products, with fungal nanomaterials currently used in a wide range of applications, ranging from drug development to food industry and agricultural sector. The fungal agents emerge as an environmentally friendly, clean, non‐toxic agent for the biogenic metal nanoparticles and employs both intracellular and extracellular methods. The simplicity of scaling up and downstream processing and the presence of fungal mycelia affording an increased surface area provide key advantages. In addition, the larger spectrum of synthesized nanoparticle morphologies and the substantially faster biosynthesis rate in cell-free filtrate (due to the higher amount of proteins secreted in fungi) make this a particularly enticing route. Understanding the diversity of fungi in assorted ecosystems, as well as their interactions with other microorganisms, animals and plants, is essential to underpin real and innovative technological developments and the applications of metal nanoparticles in many disciplines including agriculture, catalysis, and biomedical biosensors. Importantly, biogenic fungal nanoparticles show significant synergistic characteristics when combined with antibiotics and fungicides to offer substantially greater resistance to microbial growth and applications in nanomedicine ranging from topical ointments and bandages for wound healing to coated stents.