به گزارش مفدا بم، نانو تکنولوژی، توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستم های جدید با در دست گرفتن کنترل در سطوح ملکولی و اتمی و استفاده از خواص است که در آن سطوح ظاهر می شود. از همین تعریف ساده بر می آید که نانوتکنولوژی یک رشته جدید نیست، بلکه رویکردی جدید در تمام رشته هاست. برای نانوتکنولوژی کاربردهایی را در حوزه های مختلف از غذا، دارو، تشخیص پزشکی و بیوتکنولوژی تا الکترونیک، انرژی، محیط زیست، مواد و غیره برشمرده اند. هر چند آزمایش ها و تحقیقات پیرامون نانوتکتولوژی از ابتدای دهه ۸۰ قرن بیستم بطور جدی پیگیری شد، اما اثرات تحول آفرین، معجزه آسا و باورنکردنی نانوتکنولوژی در روند تحقیق و توسعه باعث گردید که نظر تمامی کشورهای بزرگ به این موضوع جلب گردد و فناوری نانو را به عنوان یکی از مهمترین اولویت های تحقیقاتی خویش طی دهه اول قرن بیست و یکم محسوب نمایند. استفاده از این فناوری در کلیه علوم پزشکی، پتروشیمی، علوم مواد و غیره باعث شده که تحقیقات در زمینه نانو به عنوان یک چالش اصلی علمی و صنعتی پیش روی جهانیان باشد. پیشرفت‌های علم و فناوری در چند دهه‌ی اخیر در علومی مثل پزشکی و ژنتیک آن‌چنان خارق‌العاده بوده که به عنوان انقلابی در علم به شمار می‌آید.
تاریخچه نانو تکنولوژی
اولین جرقه فناوری نانو (البته در آن زمان هنوز به این نام شناخته نشده بود) در سال 1959 زده شد. در این سال ریچارد فاینمن متخصص کوانتوم نظری و دارنده جایزه نوبل طی یک سخنرانی با عنوان «فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد» ایده ی فناوری نانو را مطرح ساخت. وی این نظریه را ارائه داد که در آینده‌ای نزدیک مییتوانیم مولکول‌ها و اتم‌ها را به صورت مستقیم دستکاری کنیم.
تأثیر نانو تکنولوژی در پزشکی، مراقبت های بهداشتی
فناوری نانو، فناوری کاربرد ذرات در ابعاد نانو (یک میلیاردم متر) است که به ما امکان طراحی و ساخت مواد جدیدی را می‌دهد که دارای خواص و کاربردهای جدیدی است. یکی از شاخه‌های علمی که از این فناوری بهره فراوان برده، علم پزشکی است که در ساخت ابزار پزشکی، تشخیص و درمان بیماری‌ها، ساخت دارو و حتی پیشگیری از آنها کاربرد دارد. نانوتکنولوژی علاوه بر تسهیل مصرف بهینه دارو و فرمول ها، راه های جدیدی را برای رساندن دارو به بدن ابداع می کند که این به نوبه خود پتانسیل درمانی داروها را به شدت گسترش می دهد.
برخی کاربردهای مهم نانو در حوزه پزشکی
- · ساخت دستگاه های فوق حساس جهت تقویت حس شنوایی و بینایی
- · زنجیره بندی سریع و کارآمدتر تشخیص ژن که علم پزشکی و درمان شناسی را به شدت متحول می سازد
- · سیستم های حسگر که بیماری را تشخیص داده و شناسایی و پیشگیری از بیماری را به جای معالجه مطرح می سازد
- · بافت ها و اندام های مصنوعی با دوام تر با کاهش نرخ 50%
- · فرمول ها و راه های بدیع رسانش دارو به عضو بیمار بد.
- · ساخت دندرایمرها (ملکول های درخت ماننـد) که بتوانند حامل دارو باشند و در نتیجه اثرات جانبی را تقلیـل داده، چند نوع دارو را جهت بهینه کـردن اثرات درمان d آن ها همزمان تحویل دهند و موثر بودن یک دارو را نیـز تحـت نظر قرار دهند
- · مراقبت های بهداشتی اثر بخش تر و کم هزینه تر، به کمک وسایل کنترل از راه دور و درون اعضایی
- · تشخیص زودتر سرطان از طریق عامل های سنجش نانو مهندسی، تصویربرداری تشدید مغناطیسی
- · استفاده از وسایل ریز پزشکی هوشمند با کمترین آسیب به بافت های جانبی
- · ساخت حسگرها و آشکارسازهای الکترومکانیکی حساس شده و قابل جایگزین جهت تشخیص ویروس ها
- · تشـخیص و تخفیف خطرات ناشی از سلاح های بیوشیمیایی کارآمدتر
- · تشخیص و مهار مناسب ویروس ایدز و بیماری سل
- · ترمیم آسیب های سلولی و بافتی
- · استفاده از نانو لوله های کربنی در شبکه های عصبی آسیب دیده، به عنوان مثال در سکته مغزی
- · استفاده از زیرپایه های سیلیکونی جهت ترمیم نورون هـای مغزی در بیماری پارکینسون
- · طراحی و ساخت بیوغشاهای مصنوعی
- · طراحی و ساخت پروتئین های جدید
- · بهینه سازی امکانات تشخیص و علامت گذاری ژن ها
- · استفاده از توالی های DNA برای انباشت اطلاعات
برخی تجهیزات تشخیصی ساخته شده در زمینه پزشکی با فناوری نانو
الف - تست های ژنتیکی: فناوری نانو راه حل های جدیدی جهت افزایش سرعت و صحت شناسایی ژن ها و مـواد ژنتیکی جهت کشف داروها و بهبود آن هـا و تهیه فـرآورده هـای تشخیصی بیماری ها ارائه نموده اند.
روش های بسیار حساس برچسب گذاری و فناوری های تشخیصی:
چندین فناوری جدید برای افزایش توانـایی در نشان دار کردن و شناسایی ژن های نامشخص در حال توسعه هستند در شرکت Genicon پروب های ساخته شده از ذرات دارای مواد شیمیایی می شوند که قادر به اتصال به مواد ژنتیکی می باشند این پروب ها موقعی که در مجاورت نور قرار گرفتند شروع به تابش می کنند.
شرکت Quantumdot از نقاط کوانتومی جهت شناسایی مواد زیستی استفاده می‌کند. این فناوری امکان استفاده از وسایل کوچکتر و ارزان تر جهت شناسایی نیز فراهم می کند و بدون نیاز به تکثیر ژن ها، نتایج بهتری را در زمان کمتری می توان بدست آورد.
ب-عکس برداری فناوری نانو: فناوری های جدید عکس برداری هایی را پیشنهاد می‌دهند که در آن ها عکس هایی با کیفیت بالا که امکان تهیه آن ها امروزه وجود ندارد، تهیه می شوند و این کار همراه با روش های جدید درمانی خواهد بود.
۱ –پروب های ساخته شده از نانو ذرات : متخصصین دانشـگاه میشیگان در حال ساخت نانو پروب هایی هستند که میتوان در عکس برداری تشدید مغناطیسی (MRI) از آن ها استفاده کرد. در این نانو فناوری نانو ذراتی که دارای هسته مغناطیسی هستند به آنتی بادی هایی که به سلول های سرطانی متصل می شوند متصل می‌گردند موقعی که این نانو پروب ها به سلول های سرطانی متصل شدند در دستگاه MRI به خوبی تشخیص داده می شوند. در این هنگام میتوان سلول های سرطانی را با لیزر از بین برد.
۲ -وسایل عکس برداری کوچک شـده: ساخت وسایل کوچک بی سیم جهت عکس برداری با کیفیت بسیار بالاتر نسبت به سابق با فناوری های نانو امکان پذیر خواهد شد. شـرکت Giren یک قرص دارای یک دوربین ویدئویی کوچک ساخته است. موقعی که این قرص بلعیده می شود در طول دستگاه گوارش به حرکت درآمـده و هر چند ثانیه عکس برداری می کند. لذا تمام طول دستگاه گوارش را از جهت خونریزی تومور ها و بیماری هایی که با کولونوسکوپی و آندوسکوپی امکان دسترسی وجود ندارد می توان بررسی کرد.
کاربرد های نانو در جراحی
وسایل پزشکی که اندازه های نانو و میکرو دارند جراحان را قادر می سازند که کار هایی با دقت و ایمنی بهتر انجام دهند و پارامتر های فیزیولوژیک و بیو مکانیکی را با جهت بیشتری کنترل کنند. جراحی ها در این حالت می توانند بر اساس نیاز های هم مریض و هم جراح صورت گیرند.
ربوت های جراح: امروزه استفاده از ربوت های ساخته شده بر مبنای فناوری نانو بجای استفاده از وسایل جراحی حجیم و دست انسان در حال بررسی می باشند. این روبوت ها دارای بازو هایی خواهند بود که بر روی یک بازو دوربین بسیار کوچکی و دیگر بازوها نقش جراح را خواهند داشت در این حالت جراح بـر خـلاف جراحی های رایج که به شدت دچار استرس کار و محل جراحی است به راحتی در یک مکان آرام نشسته و کار خـود را انجام می دهد.
پیوند بهبود یافته ی اندام با فناوری نانو
اندام های مصنوعی یا وسایل کمک اندامی نیازمند مواد پیوندپذیری هستند که هم با محیط سازگاری داشته و هم در برابر خواص شیمیایی آن محیط قابل انعطاف باشند. توسعه مواد بهتر و فهم تعاملات با بدن، میتواند پیوندهایی را به دنبال داشته باشد که هم بدن آنها را میپذیرد و هم واقعا به عضوی از بدن تبدیل گردد. بهبود سطح بیرونی مواد در مقیاس نانومتری، امکان ابداع ساختارهای نوینی را ایجاد می کند که دانشمندان بر اساس آن ها می توانند تعامل های بین مواد و سیستم های بیولـوژیکی در سطح نانومتر، کارکرد و طول عمر مواد پیوندی را به طرز شگفت انگیزی بهبود بخشند. اعضای پیوندی از جنس تیتانیوم که امروزه برای ارتوپدی و دندان پزشکی استفاده می شود، پوششی از بافت های رشته ای متراکم دارند. این بافت ها یک توزیع تنش نابرابر در میان عضـو پیوندی و استخوان ایجاد می کند که نتیجه آن می تواند خرابی یا زوال عضـو پیوندی و حتی شکستگی استخوان مجاور باشـد. اگر اعضای پیوندی با لایه های نازک نانو ذرات پوشش داده شوند، امکان اتصال هر چـه طبیعی تر عضو پیوندی با استخوان مجاور و افزایش طول عمر آن فراهم خواهد شد.
درمان سرطان ها با فناوری نانو
تشخیص سرطان در مراحل اولیه در بهبود روش های درمانی آن بسیار حائز اهمیت است. در حال حاضر تشـخیص و شناسایی سرطان معمولا بر اساس تغییرات سلول ها و بافت ها صورت میگیرد که این کار با آزمایشات بالینی پزشک و یا روش های مرسوم عکس برداری قابل انجام است. دانشمندان درصددند که سرطان را با بروز اولین تغییرات مولکولی شناسایی کنند. برای شناسایی تغییرات مولکولی فناوری نانو بسیار مناسب می باشد. ابزارهای فناوری نانو این امکان را برای پزشکان فراهم خواهد آورد که بدون تغییر بافت ها و یا سلول ها آزمایشات خود را انجام دهند.
کاهش اندازه ابزار های بررسی کننده باعث انجام سریعتر و ارزانتر شدن آزمایشات می‌گردد یکی از این ابزار ها کانتیلور ها می باشند که در تشخیص سرطان موثر خواهند بود این ابزار، میله های کوچکی هستند که با روش های مهندسی انـت های آن ها به گونه ای ساخته می شوند که به مولکول های مرتبط با سرطان متصل می شوند آن ها حتی می توانند به توالی تغییر یافته DNA و یا پروتئین هایی که یکسری از سرطان ها بروز می کنند، متصل شوند. با اتصال این مولکول ها با کانتیلور ها تغییر کشش سطحی باعث خم شدن آن ها می گردد با کنترل اینکه کانتیلور ها خم شده اند یا نه امکان پیش بینی سرطان فراهم می گردد. این روش در شناسایی سریع حوادث مولکولی در حین شروع سرطان مفید خواهد بود.
یکی از چالش ها در تشخیص سرطان، ردیابی سلول های سرطانی در گردش خون است، در این رابطه نانوذرات مغناطیسی برای غربالگری، تشخیص و تعیین درجه وخامت و ردیابی سلول های سرطانی در گردش خون استفاده می شوند.
امروزه فناوری نانو توانسته رویکردی جدید در عرصه های مختلف پزشکی ایجاد کند شاید بتوان گفت مهم ترین اثر فناوری نانو بر علوم پزشکی بالابردن کارایی روش های مختلف و ایجاد روش های نوین و کاهش هزینه های اقتصادی در این حوزه می باشد. این امر باعث شده کشور های مختلف با سرعتی هر چه تمام تر در این حوزه قدم گذاشته و به پیش بروند. ایجاد ساختارهایی بر مبنای DNA درعلوم پزشکی، داروسازی، مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی، یک تحول و انقلاب جدید در این حوزه خواهد بود.
نویسنده: شیما خسروی
انجمن علمی دانشکده پرستاری مامایی، دانشگاه علوم پزشکی بم
منابع
کمیته مطالعات سیاست نانوتکنولوژی، انقـلاب جهانی تکنولوژی، روندهای جهانی در بیوتکنولوژی، تهران، انتشارات پژوهه،1380 .
کمیته مطالعات سیاست نانوتکنولوژی، برنامه پیشگامی ملی نانوتکنولوژی (پیش به سـوی انقلاب صنعتی بعدی)، تهران، نشر آتنا، 1380.
ستاد ویژه ریاست جمهوری. کاربرد های نانو فناوری در کاربردهای تشخیص. گزارش. 20.1380-24
نوری محمدرضا، غفرانی محمد، فناوری نانو در تشخیص آزمایشگاهی و پزشکی مولکولی. ماهنامه فناوری نانو، ستاد ویژه فناوری نانو ریاست جمهوری ، ۱۳۸۶
Merkle R. A new Family of six degree of freedom positional devices. Nanotechnology.1997;8:47-52
Kimia gran. A brief history of nanotechnology
Isti. Nanotechnology in medicine
Bio1.What is nanotechnology?
ارسال نظر