نانو و کاربردهای پزشکی

کاربردهای پزشکی فناوری ‌نانو

اگر می‌شد بخشی از یک سلول را که شکسته و آسیب دیده است جدا کرد و آن را با یک ماشین بیولوژیکی مینیاتوری تعویض کرد چه می‌شد؟ یا اینکه چه می‌شد اگر بشر می‌توانست ماشین‌های بسیار کوچکی در حد و اندازه مولکول‌ها بسازد تا به وسیله آنها داروها دقیقا در جایی که باید به بافت‌های بدن تحویل داده شود؟ اینها سناریوی فیلم‌های علمی تخیلی‌ 30یا 40سال پیش نیستند بلکه تحقیقاتی هستند که همین امروز دانشمندان روی آنها کار می‌کنند و درصورتی که به نتیجه برسند انقلابی در علم پزشکی و شیوه زندگی بشر ایجاد خواهند کرد؛ اینها امکاناتی هستند که پزشکی نانو می‌خواهد در اختیار بشر  قرار بدهد.

پزشکی نانو در واقع کاربرد فناوری نانو در پیشگیری و درمان بیماری‌ها در بدن انسان است. این دانش در حالت تکامل این ظرفیت بالقوه را دارد که علم پزشکی را کاملا دگرگون کند.
کاربردهای ثبت شده و آزمایشگاهی پزشکی نانو، آزمایش‌های تشخیصی، شیمی‌درمانی، پمپ‌های انسولین، تزریق‌های بدون سوزن، فعالیت‌های کمکی در بخش شنوایی، سنسورهای مختلف پزشکی و سیستم تحویل دارو در بافت‌های بدن هستند.

یکی از مشکلاتی که در حال حاضر در این بخش پیش روی محققان قرار گرفته است، درک اثرات ذرات نانو بر محیط‌های زیستی در بدن و میزان سمی بودن آنها درون بدن است. دولت‌های مختلف در سراسر جهان کارهای زیادی در این بخش انجام داده‌اند و تا سال 2006 حدود 130 نوع دارو و سیستم تحویل دارو در بدن به ثبت رسیده که در آنها از فناوری نانو استفاده شده است.

انتظار می‌رود در آینده نزدیک فناوری نانو در بخش‌های مختلف پزشکی مانند بخش تحویل دارو به بافت‌های بدن، انواع و اقسام درمان‌ها و تصویربرداری‌های بسیار پر پیشرفته، انقلابی در علم پزشکی ایجاد کند.

سیستم تحویل دارو به بافت‌های بدن: در این بخش محققان به دسترسی بیولوژیکی بافت‌ها به انواع داروها توجه می‌کنند. منظور از دسترسی بیولوژیکی در اینجا میزان حضور مولکول‌های خاصی از دارو است، با توجه به اینکه آیا آنها در بافت‌های خاص بدن مورد نیاز هستند و اینکه دقیقا در کجا بیشترین کارایی را خواهند داشت. این اهداف با استفاده از هدف‌یابی مولکولی به وسیله اجزایی که مهندسی نانو در آنها وجود دارد، قابل تحقق است.

سرطان: قابلیت‌های اجزای نانو در بخش تومورشناسی یکی از رؤیاهایی است که سال‌های سال محققان در آرزوی آن بوده‌اند. استفاده از این اجزا در تصویر‌برداری‌های پیشرفته می‌تواند تصاویری استثنایی از مناطقی که تومور در آنها ایجاد شده است، ارائه دهد. سایز این اجزا همچنین به محققان این امکان را داده است که آنها را تا حد امکان به تومورها نزدیک کنند و اطلاعات کافی از آنها به دست آورند. در تازه‌ترین تحقیقات محققان روی نانوذراتی کار می‌کنند که علاوه بر استفاده در عکسبرداری، از آنها می‌توان برای درمان مستقیم تومورها استفاده کرد.

تصویربرداری: تعقیب جریان‌ها در بافت‌‌ها به پزشکان این امکان را می‌دهد که ببینند جریان دارو به چه صورتی در بافت هدف انجام می‌گیرد. تعقیب بخشی از سلول‌ها در بدن سخت است و به همین خاطر دانشمندان آنها را رنگ می‌کنند. اما مشکل اینجاست که سلول‌هایی که باید تحت تابش طول‌موج‌های مختلف از خود نور بتابانند، همیشه یکنواخت عمل نمی‌کنند و این تصویربرداری‌ها را با مشکل روبه‌رو می‌کند. دانشمندان با استفاده از برخی ذرات نانو که به راحتی به فرکانس‌های مختلف واکنش‌های تعریف شده می‌دهند، می‌توانند این مشکل را حل کنند.

فناوری‌نانوی مولکولی یکی از زیرمجموعه‌های فناوری نانو است که در آن به سازه‌های مولکولی توجه می‌شود؛ ماشین‌هایی که می‌توانند ماده را در بخش‌های اتمی و مولکولی بازتعریف کنند. این بخش از فناوری نانو کاملا نظری است و به‌نظر سال‌ها طول می‌کشد تا به مرحله کاربرد برسد.

نانو روبات‌ها: نانوروبات‌ها وقتی که به مرحله کاربردی برسند دنیای علم پزشکی را دگرگون خواهند کرد. با کاربردی شدن این اجزا، نانوداروها با استفاده از آنها می‌توانند وارد بدن شوند، بخش‌های آسیب دیده را شناسایی یا درمان کنند. در این بخش به تازگی محققان در دانشگاه کارنگی ملون توانسته‌اند نانوموتوری تولید کنند که به راحتی درون رگ‌های انسان حرکت می‌کند. این اتفاق را می‌توان نقطه عطفی در بخش پیشرفت نانوموتورها دانست.نانوروبات‌ها هنگام کار در بدن می‌توانند توسط تصویربرداری ام‌آرآی دیده شوند. این نانوربات‌ها ابتدا به بدن یک فرد تزریق می‌شوند و پس از آن به بافتی که برای آن تعریف شده است، می‌روند.

ماشین‌های تعمیر سلول: دکترها با استفاده از جراحی و داروها تنها بافت‌ها را تحریک می‌کنند که خود را التیام دهند. با استفاده از ماشین‌های سلولی این روند با دستورات مستقیم دیگر همراه خواهند بود. در این حالت با تزریق سوزن‌های خاصی که باعث کشته شدن سلول‌ها نخواهند شد، ماشین‌های سلولی به سلول تزریق می‌شوند. در این صورت نانوماشین‌ها می‌توانند با توجه به این واقعیت که سلول‌ها به مولکول‌های خارجی واکنش نشان می‌دهند باعث ایجاد تغییراتی در کارکرد سلول‌های بیمار شوند و آنها را مستقیما برای بهبود تحریک کنند.