فناوری نانو و پزشکی (2)

نانوپزشکی حوزه کاربردرویکردها،نظریه ها،دستگاه ها وادوات مقیاس نانوونانوساختارهای ویژه به منظورشناخت ،پیشگیری ویا درمان بیماری ها ازطریق آشکارسازی،ترمیم وبازسازی بافت های زیستی آسیب دیده درسطوح مولکولی است.هدف فناوری نانودرپزشکی،ارائه امکانات آسیب شناسی ودرمان آن ها درمقیاس های بنیادی یعنی مولکولی ویاحتی ریزمولکولی است.

قسمت اول

نانوحسگرها

عمده فعالیت نانو حسگرها درپزشکی ،حسگرهای تشخیص پزشکی می باشد. نانو حسگرهای بسیار حساس بر روی تراشه قرارمی گیرد تا بتواند کوچک‌ترین علائم نشان‌دهنده سرطان وسایربیماری هارا شناسایی کند.

پیشرفت های اخیر در نانوحسگرها ریشه در حرفه دندان پزشکی دارد. بزاق، دهان را تمیز و ضدعفونی می کند، با پوسیدگی دندان مقابله می کند و نحوه کار آن دریچه ای به سمت شناسایی کار بدون نقص و سلامت بدن است. بزاق حاوی پروتئین ها، هورمون ها، آنتی بادی ها و دیگر مواد است. گرفتن بزاق کار ساده ای است و نیازی به خطرپذیری، تنش و دخالت آزمایش خون ندارد.

نانو حسگرهای زیستی را برای اندازه گیری چهار سرطان مربوط به مولکول های RNA (ریبونوکلئیک اسید) در بزاق استفاده کرده اند و افراد سالم و افرادی که سرطان دهانی (سرطان از راه دهان) آن ها تشخیص داده شده با دقت 91%  مشخص شده اند. با چنین روش های دقیقی، ممکن است روزی مراکز دندان پزشکی به آشکارسازهای بدون تأخیر برای تشخیص بیماری ها از نمونه های بزاقی مجهز شوند. با تحقیقات در زمینه نانوحسگرهای زیستی ممکن است در آینده ای نزدیک، بیماری های دیگر از جمله انواع سرطان، آلزایمر، آیدز، دیابت و پوکی استخوان از طریق نمونه های بزاقی تشخیص داده شوند.

توانایی به دست آوردن آنالیزهایی با دقت بالا از غشاهای زنده، ابزار بزرگ دیگری از نانوحسگرهای زیستی را در جعبه ابزار پزشکان به وجود می آورد. تراشه های زیستی کمی بزرگ تر از یک تمبر هستند، هر تراشه می تواند آزمایش را برای هزاران نوع ژن مختلف انجام دهد. سطح تراشه ردیف هایی از نقاط میکرومتری دارد که هر کدام ژن خاصی را در بردارند. بیشتر تراشه های حیاتی ژن انسان را دارند. همه ژن ها به کمک روبات های فوق سریع روی تراشه قرار گرفته اند.دراین جا نانو حسگرهای زیستی برای تشخیص حضور بیماری استفاده می شوند. این بیماری ها، هم می تواند بیماری های واگیردار (مثل بیماری های ویروسی و باکتریایی) و بیماری های ژنتیکی (مثل سرطان) باشد. انتخاب مولکول های زیستی (یا بیومولکول یعنی مولکولی که منشاء آن ارگان های زنده هستند) به طبیعت بیماری ها بستگی دارد، اما می تواند یک پروتئین،  DNAیا RNA باشد. همه حسگرها با اتصال دلخواه یک مولکول زیستی به بیومولکول دیگر کار می کنند (مشابه قفل و کلید یا دندانه های زیپ). با اتصال مولکول های زیستی به نانوذات، حسگرها تغییر وضعیت خواهند داد و وضعیت شان توسط دستگاه گزارش می شود.

نانو حسگرهای زیستی دارای این خصوصیات می باشد

 حساسیت بیشتر: نانوحسگرهای زیستی می توانند حضور میزان خیلی کمی از مولکول های بیماری زا را گزارش دهند. بنابراین بیماری را خیلی زودتر، در مرحله رشد آن آشکار سازند.

عملکرد آسان تر: می توانند سریع و بدون نیاز به خالص سازی نمونه های گرفته شده از بیمار، انجام شوند.

محدوده شناسایی وسیع تر: نانوحسگرهای زیستی با اتصال بیومولکول های مختلف به نانوذرات به طور همزمان، قادر به آشکارسازی بیومولکول های هدف بیشتر و در نتیجه بیماری های بیشتری هستند.

موادی از جمله نقاط کوانتومی که از مواد نیمه رسانا ساخته شده اند، برای تشخیص قابل استفاده هستند. نقاط کوانتومی بسته به ابعادشان می توانند رنگ های مختلفی را منعکس کنند. ذرات طلا معمولاً در آزمایش های الکتریکی یا تغییر رنگ استفاده می شوند. نانوذراتی که از لایه های مواد مختلف تشکیل شده اند، یک اثر رمزی مثل بار کد ایجاد می کنند که این اثر با میکروسکوپ به راحتی خوانده می شود.

نانو روبات‌ها

نانوروبات ها، روبات‌هایی در اندازه‌های مولکولی‌اند که می‌توانند برایِ کار کردن با ماده‌هایی در ابعادِ کوچک (مثلاً مولکول‌ها، سلول‌ها و اتم‌ها) به کار آیند. نانوروبات‌ها وقتی كه به مرحله كاربردی برسند دنیای علم پزشكی را دگرگون خواهند كرد. با كاربردی شدن این اجزا، نانوداروها با استفاده از آنها می‌توانند وارد بدن شوند، بخش‌های آسیب دیده را شناسایی یا درمان كنند. در این بخش به تازگی محققان در دانشگاه كارنگی ملون توانسته‌اند نانوموتوری تولید كنند كه به راحتی درون رگ‌های انسان حركت می‌كند. این اتفاق را می‌توان نقطه عطفی در بخش پیشرفت نانوموتورها دانست.نانوروبات‌ها هنگام كار در بدن می‌توانند توسط تصویربرداری ام‌آرآی دیده شوند. این نانوربات‌ها ابتدا به بدن یك فرد تزریق می‌شوند و پس از آن به بافتی كه برای آن تعریف شده است، می‌روند. تلاش محققان بر ساخت نانوروبات هایی است که در داخل بدن بتوانند وارد شوند. خود را به موضع مناسبی برسانند و سلول زبانبار را نابود کنند. آن ها باید کاری کنند که این روبات ها با سامانه ایمنی بدن، امواج گرمایی اداره کننده گردش خون و تعادل بدن هماهنگ و سازگار باشند.

نانوروبا ت ها در جراحی های فوق ریز نیز استفاده می شوند. نانوروبات‌ها می‌توانند از طریق رگ‌ها وارد بدن شوند، به جستجوی محل آسیب‌دیده بپردازند و به کمک رایانه و جراح ناظر، بیماری را تشخیص دهند. پس از تشخیص دقیق محل بروز مشکل، با هدایت جراح و با استفاده از بازوهای مجهز نانوربا‌ت‌ عمل جراحی انجام می‌شود. این ربات‌های کوچک نانومتری می‌توانند جراحی‌های دقیقی را نیز در درون سلول (مثل تعویض کروموزوم‌های داخل هسته سلول با کروموزوم‌های جدید) انجام دهند؛ جراحی‌هایی که تا به‌حال هیچ جراح انسانی موفق به انجام آنها نشده‌است.

تصویربرداری

آشکارسازی پزشکی به پزشکان کمک می کند که آثار تأثیر بیماری و آسیب به بدن را مشاهده کنند. در گذشته این تصویربرداری برای بافت های خاص مثل استخوان ها مطرح بود، اما برای بافت های نرم انجام این فرایند آن چنان آسان نیست. توسعه فناوری نانو کمک می کند که عوامل آشکارسازی جدیدی ایجاد شوند که به طور موثری، بافت های دلخواه را نشان دهند. این عوامل تصویربرداری شامل مولکول هدفی هستند که می تواند به روش خاصی به بافت آسیب دیده یا بیمار متصل شود و یک مولکول آشکار کننده، که می تواند با روش MRI یا XRD ،ماورای صوتی یا روش های دیگر آشکار سازی در بیمارستان ها، شناسایی شود، مشکل آن ها را حل کند. در این راه فولرین ها یا باکی بال ها که قفس هایی از اتم های کربن هستند و می توانند مولکول های آشکار کننده مثل نقاط کوانتومی را در بر بگیرند و به مولکول های هدف نزدیک شوند، پیشگام هستند. در همه موارد عامل آشکارسازی پس از تزریق به بدن بیمار می تواند با دقت بالا جذب بافت آسیب دیده شده و به راحتی موقعیت و وخامت بیماری یا آسیب را به پزشک نشان دهند.

ادامه دارد...

منبع:

nanomedicine- nanohealth –aftabir- hupaa -nano-nanoclub

کتاب آشنایی با فناوری نانو(کاربردها)2-سلیمی،طاهری،احمدوند

فناوری نانو وکاربردهای آن در پزشکی وداروسازی-دکتر هاشم رفیعی تبار

بررسی تاثیر نانو تکنولوژی برعلوم پزشکی وزیست محیطی-اکبرچراغی