نقش حیاتی فناوری “نانو” در پزشکی و نجات جان انسان‌ها

به گزارش ایسنا، فناوری نانو علمی است که ماده را در سطح مولکولی کنترل می‌کند. ما طی این مطالعه به بررسی این موضوع می‌پردازیم که فناوری نانو چرا مهم است و چگونه در حوزه پزشکی تاثیر به سزایی داشته است.

دکتر جیمی ” گالاگر “(Jamie Gallagher) درباره فناوری نانو می‌گوید: کاربردهای فناوری نانو به حدی مهم است که می‌توان آن را مانند پستچی شرکت آمازون توصیف کرد. در حال حاضر اگر عضوی از بدن شما عملکرد صحیحی نداشته باشد ما برای کل بدن دارو تجویز می‌کنیم. با استفاده از فناوری نانو می‌توانیم قفسه‌هایی بسازیم که بتوانند فقط به منطقه آسیب دیده رفته و داروها را مستقیماً به محل مذکور برسانند. پیش از این گفتم می‌توانیم آن را به عنوان پستچی شرکت آمازون در نظر بگیریم زیرا علت آن این است هنگامی که فرد پستچی آمازون به درب منزل شما می‌رسد، شما از آنها نمی‌خواهید که چمن‌ها را هرس کند و یا برای شما شام درست کند. فناوری نانو نیز همین گونه است ما می‌توانیم  از آن برای اهداف از پیش تعیین شده استفاده کنیم. فناوری نانو یک حوزه علمی جذاب است. هر روز اکتشافات جدیدی در سراسر جهان انجام می‌شود و پتانسیل‌های آن بی حد و مرز است. فناوری نانو انسان‌ها را در توسعه رایانه‌های هوشمندتر، انرژی تجدید پذیر با کارآیی بهتر ، باتری‌های بهتر ، درمان‌های هوشمند پزشکی یاری می‌کند.

دکتر گالاگر گفت: کار فناوری نانو در ساده‌ترین حالت ممکن، درک و کنترل ماده‌هایی با سایزی بین یک تا ۱۰۰ نانومتر برای اهداف مختلف است. گاهی اوقات فناوری نانو به آسانی گرفتن یک ماده و خرد و پودر کردن است که سطح آن و به طور کلی نحوه واکنش آن را نیز تغییر می‌دهد.

برخی از فناوری‌های نانو بسیار عجیب هستند همانند رنگ. مواد نانو تقریباً برابر با طول موج نور هستند و به عنوان مثال اگر نانوذرات طلا را در آب دارای مایع قرمز حل کنید، اثرات غیرمعمول ایجاد می‌کند. برای مثال اگر تا به حال یک پرنده آبی یا پروانه‌ای را دیده باشید این رنگ ترفند نوری است که ناشی از فناوری نانو طبیعت در بال است.

دکتر گالاگر در ادامه افزود: کلمه فناوری نانو تاقبل از سال ۱۹۷۴ وجود نداشت چرا که هیچ میکروسکوپ قدرتمندی برای دیدن جهان در چنین مقیاس کوچک تا دهه ۱۹۸۰ وجود نداشت.

دستاورد جهانی فناوری نانو در بازار دستگاه‌های پزشکی در سال ۲۰۱۶، ۵.۸ میلیارد دلار تخمین زده می‌شود و انتظار می‌رود تا سال ۲۰۲۱ به ۱۰.۴۵ میلیارد دلار برسد.

انتظار می‌رود رشد این بازار در آینده نیز با توجه به پیشرفت فناوری، شیوع بیماری‌های جدید و بالا رفتن تعداد افراد سالمند، پایدار بماند.

دانشمندان خوش‌بین هستند که پیشرفت فناوری نانو در بخش پزشکی موجب پیشرفت قابل توجهی در روند پیشگیری، تشخیص و درمان بیماری‌ها خواهد شد.

فناوری نانو در دستگاه‌های پزشکی شامل استفاده از نانو ربات‌ها برای انجام فرایند درمان در سطح سلولی است و اغلب دارای ابعادی به اندازه موی انسان هستند. دانشمندان معتقدند این نانو ربات‌ها باعث ایجاد انقلابی در زمینه روند درمان و تشخیص بیماری‌ها و آسیب‌های بدنی شده‌اند.

بسیاری از برنامه‌های کاربردی فناوری نانو در پزشکی هم اکنون در مراحل مختلف آزمایشی قرار دارند. به ثمر رسیدن این برنامه‌ها نوید فرصت‌هایی هیجان‌انگیز را در آینده عرصه پزشکی می‌دهد.

پتانسیل نجات جان انسان‌ها

فناوری نانو در بخش پزشکی و سلامت توانایی بالقوه نجات جان تعداد زیادی از مردم دنیا را در سال‌های آتی دارد.

فناوری نانو در دستگاه‌های پزشکی شاهد رشد چشمگیری در سرمایه‌گذاری دولت‌ها به منظور افزایش همکاری بین‌المللی در تحقیقات و کنترل جمعیت سالمند جهان بوده است.

این بازار به وسیله افزایش آگاهی میان افراد، افزایش هزینه‌های مراقبت‌های بهداشتی و سهل‌الوصول بودن دسترسی به پوشش بیمه و شرایط بازپرداخت هزینه‌های درمانی به پیش می‌رود.

با این حال، هزینه بالای دستگاه‌های پزشکی مبتنی بر فناوری نانو و قوانین سختگیرانه که مدت روند تایید محصولات را طولانی می‌کند، رشد این بازار را با مشکل مواجه کرده است.

فناوری جهانی نانو در دستگاه‌های پزشکی بر پایه نوع محصول، به بخش‌های مواد قابل کاشت(ایمپلنت)، تراشه‌های زیستی، پارچه‌های پزشکی و پوشش زخم‌ها، مواد فعال قابل کاشت(ایمپلنت) و غیره تقسیم می‌شود.

مواد قابل کاشت، خود به مواد بازسازی استخوانی و مواد پرکننده دندان تقسیم می‌شود.

مواد ایمپلنت فعال نیز خود به دستگاه‌های کمک شنوایی، دستگاه‌های مدیریت ریتم قلب و ایمپلنت‌های اجاره‌ای تقسیم می‌شود.

براساس برنامه تعیین شده، بازار فناوری نانو مبتنی بر دستگاه‌های پزشکی به بخش‌های تشخیص، درمان و برنامه‌های تحقیقاتی طبقه‌بندی می‌شود.

فناوری نانو مبتنی بر دستگاه‌های پزشکی طبق منطقه جغرافیایی به مناطق آمریکای شمالی، اروپا و آسیا و اقیانوسیه، آمریکای جنوبی، آفریقا و خاورمیانه تقسیم می‌شود.

استفاده از نانوفناوری برای هوشمند ساختن داروها

دانشمندان طی سال‌های اخیر با استفاده از فناوری نانو، روش جدیدی برای هوشمند ساختن داروها ابداع کرده‌اند تا میزان تاثیر آنها را در رسیدن به هدف مورد نظر افزایش دهند.

دانشمندان “دانشگاه لینکلن”(University of Lincoln) انگلستان، روش جدیدی را برای “آرایش” نانوذرات طلا با یک پروتئین ابداع کردند. با این روش، نانوذرات می‌توانند ناحیه‌ای از بدن مانند یک تومور سرطانی را به شکل دقیق‌تری هدف قرار دهند.

نانوذرات طلا، شکل‌های ساخته شده از اتم‌های طلا هستند که قطر آنها، به تنها چند میلیاردم متر می‌رسد و می‌توان آنها را با یک پروتئین زیستی پوشش داد تا در نتیجه این کار، درمان در سراسر بدن حرکت کند و به ناحیه مورد نظر برسد.

این نانوذرات می‌توانند داروهایی که با روش‌های دیگر، قابل حل شدن نیستند یا در جریان خون، کاهش می‌یابند، جذب کنند و به خاطر اندازه کوچکشان، بر موانع زیستی مانند غشاها، پوست و روده کوچک که معمولا از رسیدن دارو به مقصد جلوگیری می‌کند، غالب شوند.

در حال حاضر، این فناوری، در دنیای واقعی کاربردهایی دارد؛ برای مثال، در آزمایش‌های بارداری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تاکنون، معنای فرآیند پوشاندن نانوذرات، این بود که پروتئین‌های مورد استفاده، باید با ذراتی که توانایی کنترل نحوه اتصال خود را ندارند و احتمالا، تاثیر دارو را کاهش می‌دهند، ترکیب شوند.

با این روش جدید، داروشناسان می‌توانند پروتئین‌ها را با استفاده از یک لایه، در جهت خاصی روی نانوذرات طلا قرار دهند. بدین صورت، یکپارچگی پروتئین حفظ می‌شود، تاثیر دارو افزایش می‌یابد و امکان گسترش نانودارو فراهم می‌شود.

دکتر “انریکه فراری”(Enrico Ferrari)، متخصص نانوفناوری دانشگاه لینکلن و سرپرست این پژوهش گفت: نانوذرات طلا، در گسترش داروی جدید و سیستم‌های رساندن دارو، ابزاری ضروری هستند. ما راهی برای اتصال پروتئین‌ها و مولکول‌ها فراهم کرده‌ایم تا تاثیر این داروها را افزایش دهیم.

شاید این روش بتواند به طراحی نانوداروهایی که به اصلاح شیمیایی داروی پروتئین یا نانوحامل نیازی ندارند، کمک کند و گسترش ساده‌تر و سریع‌تری داشته باشد.

پژوهشگران، بخش‌هایی از پروتئین‌های باکتری‌ها و کرم‌های پهن را بررسی کردند. این پروتئین‌ها هنگام ترکیب، در اتصال به سطح نانوذرات طلا موثر بودند و توانستند اتصالات پایداری را با هر پروتئین دیگری شکل دهند.

این پروتئین در ادغام با نانوذرات، به طور موقت، به سطح طلا و همچنین به پروتئین مورد نظر متصل می‌شود و همچنین می‌تواند اتصال پایداری را با پروتئین داشته باشد.

دانشمندان باور دارند این پژوهش، روشی جهانی برای اتصال پروتئین‌ها به نانوذراتی ارائه می‌دهد که برای بیشتر پروتئین‌ها کاربرد دارند و این فرآیند، برای شرکت‌های داروسازی جالب خواهد بود. این روش، احتمالا برای حسگرهای زیستی و کیت‌های شناختی که از طلا استفاده می‌کنند، کاربرد خواهند داشت.

بیماری‌های قلبی عروقی(CVDs) نخستین علت مرگ و میر در سطح جهان است. طبق آمار سازمان بهداشت جهانی(WHO) ۱۷.۹ میلیون نفر در سال ۲۰۱۶ بر اثر بیماری‌های قلبی عروقی درگذشته اند که ۳۱ درصد از کل مرگ و میر جهانی را تشکیل می‌دهد. از این میزان مرگ و میر ۸۵ درصد به علت سکته قلبی و سکته مغزی بوده است.

“مرتضی محمودی”(Morteza Mahmoudi) استادیار بخش “برنامه بهداشتی دقیق” در دانشگاه ایالتی “میشیگان” اخیرا در گفتگو با “نانورک” گفت: علاوه بر نقش فناوری نانو در بخش‌های مختلف درمانی و پزشکی ترمیمی، فناوری نانو سهم قابل توجهی در بازسازی بافت آسیب دیده قلب در مدل‌های حیوانات داشته است. ویژگی‌های برتر نانومواد می‌تواند در ایجاد سازه‌های قلبی عروقی مهندسی شده برای انواع کاربردهای مهندسی بافت نقش به سزایی داشته باشد.