۱۰‬ كاربرد فناوري نانو براي حفاظت از انسان و ساخت زندگي بهتر، ايرنا

‬ تهران، خبرگزاري جمهوري اسلامي ‪۸۴/۱۲/۱۴‬

‪ ۱۰‬روش فناوري نانو براي حفاظت از زندگي انسان عنوان شده كه هر يك از آنها مي‌تواند براي زندگي بهتر انسان مفيد باشد كه در ذيل و به گزارش خبرنامه فناوري نانو به نقل از سايت ‪ WWW.MEDGADGET.COM‬بيان مي شود:
‪ MRI (۱‬سالم تر و دقيق تر
/////////////////////////
پزشكان بر انجام اسكن‌هاي مغناطيسي، ‪ MRI‬براي دست آوردن تصاويري با كيفيت بالا از درون بدن افراد بسيار تاكيد دارند.

روش‌هاي اسكن ام آر آي متداول در عين صرف زمان، تصاويري غيرواضح توليد مي كند به ويژه در ام آر آي قلبي و ديگر اسكن‌ها كه بيماران بايد در حين آن نفسشان را حبس نمايند.

سالانه بيش از ‪ ۲۵‬ميليون بيمار در آمريكا تحت عكس برداري به وسيله روش‌هاي ام آر آي قرار مي‌گيرند، در مورد حدودا يك چهارم آنها پزشكان استفاده از عوامل كنتراست را در دستورالعمل هايشان اعمال مي‌كنند.

عوامل كنتراست موجب افزايش حساسيت عسكبرداري و راحت تر شدن تشخيص براي پزشكان مي‌شود اما از سوي ديگر اين عوامل داراي اثرات سوء بر بدن هستند و بيشترين تاثير سوء كاربرد عوامل كنتراست مربوط به فلز سمي گادولينيم است.

محققان دانشگاه رايس موفق به ساخت تركيب جديدي از عوامل كنتراست بوسيله محصور كردن فلز گادولينيم در درون مولكول‌هاي كربن شدند.

فرآيند محصور كردن گادولينيم موجب كاهش اثرات سمي اين فلز تا حد صفر مي شود بدون اينكه تاثير منفي در عملكرد عوامل كنتراست داشته باشد.

در يك بررسي كه در مركز تحقيقاتي روبرت صورت گرفت محققان نانوذرات اكسيد آهن را كه داراي خواص مغناطيسي هستند به صورت يك دارو به بدن تزريق كردند.

اين نانوذرات كه به وسيله ام آر آي قابل تشخيص است كمك موثري براي اسكن‌كننده هاي ام آر آي بيمارستاني در زمينه تشخيص وضعيت غيرعادي سلول مغزي بوده و يكي از علائم بيماري ام اس به شمار مي‌روند.

مركز فعاليت‌هاي نانو در ويرجينيا، تري متاسفرهايي مولكول‌هايي شبيه به توپ فوتبال متشكل از يك پوسته كربني كه سه اتم فلزي را احاطه كرده توليد كرد كه قادرند كيفيت تصاوير ام آر آي را حداقل ‪ ۲۵‬برابر كيفيت تصاوير به دست آمده به وسيله عوامل كنتراست معمولي افزايش دهند.

علاوه بر افزايش كيفيت تصويربرداري كوچك تر شدن اندازه تجهيزات و ارزان‌تر شدن قيمت ماشين‌هاي ام آر آي مي‌توان با اصلاح شيميايي تري متاسفرها و ارايه آنها به صورت محلول به مولكول‌هاي معيني حمله كرده و سلول‌هاي سرطاني را از ميان ساير سلول‌ها تشخيص داد.

‪ (۲‬روش‌هاي درماني بدون اثر جانبي بر بدن
///////////////////////////////////////////////
تعداد بسيار زيادي از درمان‌هاي رايج و در دسترس امروزي نه تنها بر بيماري مربوطه بلكه بر كل بدن فر بيمار اثر مي‌گذارند.

به طور مثال تعداد كوچك اما عمده‌اي از بيماران سرطاني جان خود را نه به خاطر سرطان بلكه به دليل سمي و مرگ آور شيمي درماني و راديوداروها از دست مي‌دهند.

رهاسازي كنترل شده و هدف دار داروها در بدن مي‌تواند يكي از عوامل كليدي در پيشرفت و تسريع درمان بيماري باشد، از جمله زمينه‌هاي مورد علاقه محققان در مورد داروها، كپسوله كردن انها در حامل‌هاي نانومقياسي است.

حامل‌هايي همچون نانولوله‌هاي كربني، نانولوله‌هاي غير كربني، ساختارهاي شبيه يك ويفرسيليكوني همراه با پادتن‌ها يا مولكول‌هاي ديگري كه قادر باشند به دارو متصل شوند.

چندين شركت داروهاي بدون روكش را عرضه كرده‌اند كه مي‌توان انها را به عنوان ‪ STENT‬دستگاه تنظيم‌كننده ضربان قلب يا ديگر وسايل پزشكي به كار برد.

اين ابزارها به واسطه نانومغناطيس‌ها روشن شده و اجازه مي‌دهند كه مولكول‌هاي دارويي مورد نظر از ميان پليمر عبور كرده و در درون بدن منتشر شوند و پس از آزاد كردن ميزان داروي مناسب و مورد نظر از كار بيفتد.

مورد ديگر توسعه نانوذراتي است كه مي‌توانند وارد سلول‌هاي آسيب رسان شوند و با آزاد كردن آنزيم اين سلول‌ها را از بين ببرند.

اين نانوذرات كه به عنوان آپوپتوسيس معروفند به وسيله آزاد كردن متناوب آنزيم‌هاي موردنظر قادر به ترميم سلول‌هاي آسيب ديده بدن و برگرداندن انها به وضعيت عادي شان مي‌شوند.

زمان آزاد شدن دارو نيز مي‌تواند به وسيله غشاء‌هاي نانو حفره‌اي با حفراتي صرفا كمي بزرگ تر از مولكول‌هاي داروي مربوط به خودشان مي‌باشند كنترل شوند.

حفرات اين غشاها به گونه‌اي است كه مي‌توانند سرعت پخش مولكول‌هاي دارو را صرف نظر از مقدار داروي باقي مانده ثابت نگه داشته و ان را كنترل كنند.

اين عقيده وجود دارد كه تاثير و عملكرد داروها هنگامي كه به شكل نانوذرات درآيند بيشتر و اثرات جانبي انها كمتر خواهد بود.

همچنين امكان هدفمند كردن دارو از طريق اضافه كردن نانوگيرنده‌ها به سطح آن نيز وجود دارد.

اين پذيرنده‌ها به طور منحصر به فردي قادرند بافت‌هاي آسيب رسان را شناسايي و پس از حمله به آن داروي لازم را دقيقا در موضع مورد نياز آزاد كنند.

‪" (۳‬سريع تر و صحيح تر شدن تشخيص بيماري ها"
////////////////////////////////////////////////
تشخيص نادرست بيماري يكي از شايع‌ترين اشتباهات پزشكي است و ميزان آن حدود ‪ ۱/۴‬درصد در بافت برداري‌هاي سرطاني و حدود ‪ ۲۰‬تا ‪ ۴۰‬درصد در مراقبت هاي ويژه و ‪ ICU‬مي‌باشد.

بر اساس بررسي‌هاي صورت گرفته براي هر بيمار، احتمال قرار گرفتن در معرض تشخيص اشتباه حدود هشت تا ‪ ۴۰‬درصد مي‌باشد.

شركت ‪ CAMBRIOS‬با به كارگيري فناوري نانو توانسته روشي سريع و ارزان را براي محك ايمني ارايه دهد كه اين روش تشخيص ميتني بر نانوپوسته‌هايي است كه با پادتن‌ها جفت شده و نورمادون قرمز نزديك را جذب مي‌كنند.

از آنجايي كه طيف مادون قرمز نزديك به درون بدن نفوذ مي‌كند در اين روش نيازي به فراوري نمونه‌هاي خوني نيست.

حساسيت اين روش با روش استاندارد محك ايمني قابل مقايسه است در حاليكه زمان مورد نياز براي انجام آن بسيار پايين تر از روش مذكور است حدود ‪ ۱۰‬دقيقه در مقايسه با چندين ساعت.

اين روش به پزشكان كمك خواهد كرد تا خدمات حملات قلبي و بسياري از امراض ديگر را به سرعت تشخيص دهند.

‪ (۴‬حفاظت بهتر در برابر عفونت
/////////////////////////////////////////////
وقتي بدن ما از يك عفونت باكتريايي يا يك جراحت رنج مي‌برد گلبول‌هاي سفيد خون خودشان را به محل عفونت يا زخم مي‌چسبانند و موجب بهبود ان مي شوند اما در بيماري‌هاي بسيار خطرناك مانند آرتريت ها، بيماري‌هاي قلبي يا امراض مربوط به روده و شكم، گلبول‌هاي سفيد در جايي غير از مكاني كه مورد نيازند تجمع مي‌كنند و موجب وخيم تر شدن بيماري مي‌شوند.

دانشمندان دانشگاه اوهايو پليمرهاي زيست تجريب پذيري ساختند كه عملكردي همانند عملكرد گلبول‌هاي سفيد خون در شناسايي و تشخيص التهاب در ديواره رگ‌هاي خوني دارند.

محققان دريافتند كه مهره‌هاي قابل تجزيه بيولوژيكي با پوششي از مولكول‌هاي هدف قادرند از ميان جريان خون گذشته و به طريق بسيار موثري به محل التهاب رسيده و به آن بچسبند.

محققان سنگاپوري نيز موفق به ساخت نوعي پانسمان شفاف براي زخم، با استفاده از مواد نانوساختار شدند اين غشا پليمري خاص قادرند هوا و رطوبت را از خود عبور دهد در صورتيكه از سرايت و نفوذ باكتري‌ها و عفونت به محل جراحت كاملا جلوگيري كرده دوره درمان را كوتاه تر مي‌نمايد.

از ديگر امتيازات اين غشا اين است كه در دماي بدن به پوست مي‌چسبد و با سرد كردن آن به وسيله يك پارچه مرطوب به آساني و بدون كوچك‌ترين دردي از پوست جدا مي‌شود.

براي تسريع روند بازسازي بافت آسيب ديده سلول‌هاي مي‌توانند به اين پانسمان بچسبند و نيز با تعبيه سيستم‌هاي رهاسازي دارو در اين گونه پانسمان‌ها مي‌توان به وسيله رساندن داروهاي تقويت‌كننده به زخم موجب ترسيع بهبودي شد.

شركت دارويي ‪ NUCRYST‬انواع مختلفي از محصولات ساخته شده بر اساس نانوبولورهاي نقره را عرضه كرده كه اين نانوبلورها كه اندازه‌اي در حد يك تا صد نانومتر دارند به علت دارا بودن دو خصوصيت ريز بودن و داشتن ساختارهاي نامنظم موجب افزايش انحلال پذيري و نيز تقويت خصوصيت آزادسازي نانوبلورهاي نقره مي‌شوند.

‪ (۵‬آنتي بيوتيك‌هاي قوي تر
/////////////////////////////
عفونت‌هاي باكتريايي مانند استروپتوكوكوس پنمونيا، استروپتوكوكوس‌هاي ‪ B‬و ‪ A‬نايسرياهاي مننژيتي، هيموفيلوس آنفولانزا، سالانه موجب كشته شدن هزار نفر در آمريكا مي‌شوند.

رضا قديري شيمي داني از مركز تحقيقاتي اسكريپس در كاليفرنيا و يكي از اعضاي كمپاني نانوتك، نوع كاملا جديدي از داروهاي نانولوله‌اي ضد باكتري را ساخته كه داراي مقاومت بسيار بالايي نسبت به آنتي بيوتيك‌هاي متداول هستند.

دكتر قديري موفق به كشف اين نكته شد كه در صورت قرارگيري هشت تايي آمينواسيدها در مجاورت غشا سلول اين حلقه‌ها به شكل لوله‌هايي با قطر حدود سه نانومتر و طول شش نانومتر مطابق با ضخامت غشا سلول آرايش مي يابند و بزرگي آنها به حدي خواهد بود كه بتوانند غشا سلول را به راحتي سوراخ كنند.

شيمي دان‌هاي دانشگاه فلوريداي جنوبي موفق شدند دسته‌اي از انتي بيوتيك‌هاي ساختگي اعضاي خانواده آنتي بيوتيك‌ها كه اصطلاحا به نتالاكتام ناميده مي‌شوند را توليد كنند كه قادر به توقف فعاليت باكتري ‪ MRSA‬است.

اين باكتري مهم‌ترين علت مقاوم شدن عفونت‌هاي بيمارستاني در مقابل آنتي بيوتيك‌هاي قوي است كه به طور انتخابي به باكتري حمله مي‌كنند و با تاثير زيادتري نسبت به وانكومايسين دارويي كه هم اكنون به عنوان آخرين راه حل در درمان عفونت به كار مي‌رود در درمان عفونت‌هاي ام آر اس‌اي عمل مي كند.

محققان از نانو كره‌هاي پلاستيكي كه عوامل شيميايي دارويي به سطح آنها متصل شده براي افزايش عملكرد داروها استفاده كردند وجود اين نانوتوپ ها به طور چشمگيري موجب حل شدن دارو در آب مي‌شود.

جنس اين نانوتوپ‌ها از پلاستيك بوده و داراي اندازه‌اي چندين برابر كوچك تر از سلول‌هاي باكتري هستند به همين علت باكتري به طور ناخواسته آنها را به عنوان غذا مي‌بلعد.

‪ (۶‬افزايش دقت و كاهش تخريب در عمل‌هاي جراحي
////////////////////////////////////////////////
بنابر آماري سازمان جهاني بهداشت ارايه كرده در سال ‪ ۲۰۰۰‬از تعداد ‪۴۰‬ ميليون بيمار بستري در بيمارستان‌هاي ايالات متحده كه تحت عمل جراحي قرار گرفتند بر روي ‪ ۳۵/۵‬ميليون نفر آنها عمل جراحي به صورت سرپايي انجام گرفت.

تا امروز عمل جراحي سرپايي عموما در مواري مانند آسيب‌هاي وارده به پوست، عضله و غيره انجام مي‌گيرد و زمان بهبودي از چند روز تا چند ماه متغير است.

محققان روش جديد و پيشرفته‌اي را ارايه كردند كه براي انجام بافت برداري غدد لنفاوي يعني نخستين و مشكل‌ترين مرحله در تعيين موقعيت يك سرطان در حال سرايت به ساير قسمت‌هاي بدن بيمار به كار مي‌رود.

در روش جديد كه بر اساس به كارگيري نقاط كوانتومي ايجاد شده است بلورهايي با اندازه نانومتري كه از خود نور مادون قرمز ساطع مي‌نمايند را به منظور مشخص كردن غدد لنفاوي قبل و در طول بافت برداري سرطاني به كار مي برند.

اين عمل به پزشكان اين امكان را مي‌دهد كه به شيوه صحيح تري سلول هاي بيماري زا را تشخيص داده و تعداد برش‌ها را نيز به حداقل برسانند.

محققان ديگري نيز روش‌هاي بافت برداري ليزري نانومقياسي را ارايه كردند كه در آن از پالس‌هاي ليزر فمتو ثانيه‌اي براي افزايش دقت و مهارت در عمل بافت برداري، بدون ايجاد آسيب در بافت سلولي در مقياس ميكرو يا نانومتري استفاده مي‌كنند.

عملكرد ليزر سبيه يك جفت نانوقيچي بسيار ريز است كه قادر به ايجاد برش در واحدهاي نانواندازه‌اي مانند آكسون‌هاي عصبي قسمتي از سلول‌هاي عصبي كه وظيفه نقل و انتقال پيام‌هاي عصبي را به طور پيوسته از سلول ها به عضلات يا از سلولي به سلول ديگر دارند مي‌باشد.

همچنين به وسيله اين فناوري مي‌توان قسمتي از پوست بدن را براي انجام بافت برداري جدا كرد و پس از اتمام كار آن را دوباره و بدون برجاي گذاشتن هرگونه اثر زخم يا جراحتي در محل اوليه خود قرار داد.

‪ (۷‬مكمل‌هاي غذايي بهتر
/////////////////////////////
در حال حاضر بيش از سه ميليارد نفر از جمعيت جهان دچار سوء تغذيه هستند و طبق پيش بيني دانشمندان در خلال ‪ ۵۰‬سال آينده كه جمعيت جهان به حدود ‪ ۱۲‬ميليارد نفر خواهد رسيد سرانه ميزان آب و زمين لازم براي تامين غذا به حداقل خود خواهد رسيد.

شركت ‪ NUTRALEASE‬فناوري جديدي با نام ساختارهاي مايع خود آراي نانومقياس با نام اختصاري ‪ NSSL‬را ارايه كرده است.

مي‌توان گفت كه اين نام تعريفي براي ماشين‌هاي نقليه نانومقياس مي باشد كه در مواردي مانند آزادسازي دارو در بدن به كار مي‌روند.

اين وسايل انتقال ريز سلول‌هاي توسعه يافته‌اي در اندازه‌هاي حدودا ‪ ۳۰‬نانومتر است و قابليت استفاده بيولوژيكي از مواد مقوي درون يك ماده غذايي را افزايش مي‌دهند.

اين قابليت با استفاده از توانايي مايسل‌هاي حاوي مواد غذايي براي آزاد كردن اين مواد در درون غشا ميان دستگاه هاضمه و خون بدست آمده است.

شركت ‪ HEALTH PLUS‬نيز با روش اختراعي خود، خط توليد يك محصول استثنايي غيرآيروژلي را ايجاد كرده است.

اين محصول ويتامين‌ها را به طور مستقيم به درون ناي پخش مي‌كند اين امر موجب بالا رفتن ميزان ويتامين بافت‌ها مي‌شود.

اين نانون قطرات موجب جذب سذيع تر و يكنواخت تر ويتامين‌ها نسبت به قرص و كپسول‌ها مي‌شوند.

‪ (۸‬محافظهاي بهتر در برابر اشعه فرابنفش
/////////////////////////////////////////////////////
شركت‌هايي مانند نانوفاز در زمينه توليد ضد آفتاب‌ها موفق به توليد اكسيد روي و اكسيد تيتانيوم در مقياس نانو شده‌اند كه اين ذرات قابليت جذب بسيار زيادي در وعرض نور فرابنفش هم در مورد نور ‪ UVB‬و هم در مورد نور ‪ UVA‬دارند.

با توليد ‪ ZNO‬در مقياس نانو، خواص حفاظتي اين ماده بهبود پيدا مي‌كند از آنجا كه اين ذرات به دليل كوچكي فوق‌العاده قدرت پراكنده نور را ندارند شفاف مي‌باشند.

به همين دليل نور مرئي به راحتي از آنها عبور كرده و به پوست مي‌رسد اما به دليل نوع ساختار شيميايي خود اشعه فرابنفش را جذب كرده و اجازه نمي دهند كه اين نور به پوست برسد برخي از توليدكنندگان لوازم آرايشي اين ماده را به لوسيون‌هاي مرطوب‌كننده و محافظ پوست اضافه كرده اند.

مركز فناوري‌هاي سل ژل رژيم اشغالگر قدس براي نخستين مواد ضد آفتاب را به صورت نانوكپسول‌هايي توليد كرده است، قادر به جذب اشعه فرابنفش بدون داشتن هر گونه تماس بين فيلترهاي فرابنفش با پوست بدن مي‌باشد.

تبليغات خبرنامه گويا	[email protected]

‪۹)‬سطوح تميزتر
/////////////////////////////
روكش‌هاي پيش خوان ها، ميزها و سطوحي مانند اينها، از عمده‌ترين مكانهاي تجميع عوامل بيماري زا مي‌باشند كه پاتوژن‌هاي كشنده، ويروس هاي آنفولانزاي مرغي و ويروس ايبولا تنها تعداد كمي از آنها مي‌باشند.

تعدادي از شركت‌ها در حال حاضر پوشش‌هاي ضد باكتري و ضدميكروب بسياري را به كمك فناوري نانو توليد كرده اند.

اين پوشش‌ها به وسيله تعبيه كردن نانوذرات نقره و آلومينيوم در لايه هاي پلاستيكي بسيار نازك ساخته مي‌شوند.

استفاده از نانومواد براي اين منظور به علت وجود خاصيتي در آنها به نام اثر نيلوفر آبي است.

دليل اين نام‌گذاري به تقليد خاصيت دفع آب از گياه نيلوفر آبي مربوط مي شود كه بر اثر آن، ميكروب ها، باكتري ها، آلودگي‌ها چسب و حتي آب به ندرت مي‌توانند به اين سطوح بچسبند.

به طور مشابه ابزارهاي پزشكي و جراحي چاقوهاي جراحي وسايل بندآوردن خون سرنگ‌ها كه با پوشش‌هاي مشابه‌اي ساخته مي‌شوند براي مدت‌هاي بسيار طولاني استريل باقي مي‌مانند و بهداشتي تر نيز هستند.

‪ (۱۰‬آب آشاميدني سالم تر
////////////////////////////////////
يكي از خطرناك‌ترين و سمي‌ترين آلاينده‌هاي منابه زيرزميني آب، تري كلرواتيلن است از جمله راه حل‌هايي كه فناوري نانو براي حذف اين تركيب و ساير مواد شيميايي سمي از آب‌هاي زيرزميني ارايه كرده استفاده از نانو ذرات طلاي روكش شده با پلاتين مي‌باشد.

اين ذرات بلورهاي بسيار موثري براي حذف ‪TCE‬از آب آشاميدني هستند كه عملكرد آنها ‪ ۲۲۰۰‬برابر بهتر از عملكرد پالاديم به تنهايي مي‌باشد.

اين روش تنها يكي از راه حل‌هايي است كه فناوري نانو به جهت سالم سازي آب ارايه كرده روش ديگر به كارگيري غشاهاي نانومقياس است كه قادرند آب را به طور كامل تصفيه و ناخالصي‌هاي آن را كاملا حذف كنند.

اين غشاها به صورت برس‌هاي پليمري نانومقياسي هستند كه به وسيله مولكول‌هاي خاصي پوشيده شده‌اند و قادرند آلاينده‌هايي مانند فلزات سمي را از آب حذف كنند.

دستاورد ديگر فناوري نانو در اين زمينه، نانو مواد فوتوكاتاليزوري است كه مي‌توانند بوسيله اشعه فرابنفش تركيباتي مانند آفت كش‌ها و ميكروب‌هاي موجود در آب را از آن جدا كنند.