نانوپزشکی
اجداد ما در قدیم، روزگار سختی را می‌گذراندند. یک سرماخوردگی ساده می‌توانست آنها را از پا در آورد. پیشرفت علم پزشکی و افزایش دانش بشر از ساختمان بدن انسان، بسیاری از این مشکلات را حل کرد. ما اکنون در دنیایی زندگی می‌کنیم که بسیاری از بیماری‌ها را می‌شناسیم و می‌توانیم آنها را درمان کنیم. ما به آسانی می‌توانیم از بروز بیماری‌هایی مانند حصبه، آبله و وبا که در قدیم باعث مرگ بسیاری از انسان‌ها می‌شند جلوگیری کنیم. با این حال هنوز 

بیماری‌هایی وجود دارند که از درمان آنها عاجز هستیم. این مسئله چند دلیل دارد. اول اینکه اطلاعات ما از اتفاقاتی که در سطح سلولی و مولکولی بدن انسان رخ می‌دهد، اندک است و دیگر اینکه ابزارهایی که در حال حاضر در اختیار داریم بسیار بزرگ‌تر از سلول و اجزای درون آن هستند. علاوه بر این ما از موادی استفاده می‌کنیم که سازگاری چندانی با بدن ما ندارند. فناوری‌نانو برای حل این مشکلات پیشنهادهایی دارد.

 "نانو پزشکی" حوزه جدیدی از پزشکی است که در ترکیب با فناوری‌نانو به‌دست آمده است. این شاخه جدیدِ علم پزشکی، به دنبال آن است که با استفاده از نانومواد، ابزارهای نانومتری و دانش مولکولی از بدن انسان، سلامتی انسان را حفظ کرده و آن را ارتقاء دهد. نانومواد به علت اندازه کوچک، سطح زیاد و قابلیت جذب و انحلال بالا گزینه‌های مناسبی برای دارورسانی در سیستم‌های زیستی هستند. بعلاوه بسیاری از نانومواد، مانند نانولوله‌های کربنی و فولرین‌ها مواد زیست سازگاری هستند که می‌توان از آنها در ساخت اندام‌های مصنوعی و یا کپسوله کردن داروها بهره گرفت. معروف‌ترین و شاید جالب‌ترین ابزارهای نانوپزشکی، نانوروبات‌ها هستند. نانوربات‌ها برای شناسایی محل بیماری و درمان سلول‌های بیمار و تخریب عوامل بیماری‌زا بکار می‌روند. این ابزارهای نانومتری می‌توانند در بدن به صورت هوشمند عمل کنند و بدون ایجاد عوارض جانبی و واکنش‌های حساسیت‌زا، به درمان بیماری بپردازند. آنها می‌توانند از محل بروز بیماری عکس‌برداری کرده و میزان بعضی مواد را در خون اندازه‌گیری کنند. در کنار این ابزارها برای نمایش سلول‌ها، باکتری‌ها، ویروس‌ها و تک مولکول‌های موجود در بدن نیز می‌توان از میکروسکوپی الکترونی مانند AFM و STM استفاده کرد. پیشرفت فناوری‌نانو در دستیابی به ابزارها و مواد نانومقیاس می‌تواند به طور غیر مستقیم سبب توسعه نانوپزشکی شود. بنابراین پیش‌بینی می‌شود که با توسعه فناوری‌نانو، به‌ویژه فناوری‌نانو مولکولی، نانوپزشکی نسبت به سایر حوزه‌ها رشد چشمگیرتری داشته باشد، تا جائی‌که محصولات نانوپزشکی حدود 80% بازار جهانی محصولات فناوری‌نانو را به خود اختصاص خواهد داد.

نانوربات‌ها، جراحان کوچک در بدن
جراحی، روش مستقیمی برای تشخیص و درمان بعضی بیماری‌ها است. هم‌اکنون پزشکان متخصص بسیاری وجود دارند که با تکیه بر مهارت خود و استفاده از تجهیزاتی بسیار پیشرفته، جمجمه و سینه بیمار را می‌شکافند و مغز و قلب را جراحی کنند. البته با اینکه روزانه چندین هزار عمل جراحی در سراسر دنیا انجام می‌شود، اما انجام این جراحی‌ها بدون خطر و مشکل نیست و همواره نگرانی‌هایی در مورد هوشیاری بیمار پس از عمل، از بین رفتن سلول‌ها و یا عفونت‌های محل جراحی و ... برای پزشکان و بیماران وجود دارد. وجود این مشکلات سبب شده‌ که پزشکان همواره به دنبال روش‌های جدیدی برای جراحی باشند. روش‌هایی که در آنها، جراحی بدون شکافتن و بریدن بدن بیمار و تنها با استفاده از ابزارهایی بسیار کوچکی انجام ‌شود. در این جراحی‌ها که اصطلاحاً "غیرتهاجمی" نامیده می‌شوند، از شوک، زخم و درد ناشی از وجود جراحت خبری نیست. "نانوجراحی" روش بسیار جدیدی است که توجه بسیاری از محققان را به خود جلب نموده است. در این روش، برای انجام جراحی از قطعات الکترونیکی کوچکی استفاده می‌شود که قابل برنامه‌ریزی هستند و مجهز به دوربین و ابزار جراحی می‌باشند. این قطعات الکترونیکی کوچک که اندازه‌ای نانومتری دارند، "نانوربات" نامیده می‌شوند. نانوربات‌ها 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. علاوه براین شاید بتوان نانوربات‌هایی را طراحی کرد که از میان رگ‌ها و مویرگ‌های کوچک عبور کنند و انسدادهای عروقی را برطرف سازند. باید به خاطر داشته باشید که نانوربات‌ها با سیستم‌های زیستی بدن سازگارند و می‌توانند اعضای بدن، بافت‌ها و رشته‌های عصبی را پیوند بزنند. طراحی و ساخت نانوربات‌ها، علم پزشکی را دچار تحول عظیمی خواهد نمود. با پیشرفت‌های صورت گرفته در زمینه نانوالکترونیک و پزشکی به نظر می‌رسد که ساخت این جراحان کوچک نانومتری امکان‌پذیر باشد. البته مشکلاتی نیز بر سر این راه وجود دارد. به عنوان مثال کنترل حرکت یک قطعه کوچک نانومتری که هزاران بار کوچک‌تر از یک سر سوزن است و شناورسازی آن در میان جریان خون کار ساده‌ای نیست و هم اکنون تحقیقات گسترده‌ای را به خود اختصاص داده است. تامین نیروی حرکتی نانوربات‌ها در بدن نیز از دیگر مسائل مورد توجه محققین می‌باشد.

به درمان سرطان امیدوار باشید
بدن ما روزانه در حال ساخت میلیون‌ها سلول است و سلول‌های مسن و قدیمی دائماً با سلول‌های جدید جایگزین می‌شوند. حال وضعیتی را در نظر بگیرید که بدن، بدون اینکه به تولید سلول‌های جدید نیاز داشته باشد، این سلول‌ها ساخته شوند یا اینکه سلول‌های قدیمی و ناکارآمد بنا به دلایلی منهدم گردند. در این صورت به تجمع این دسته از سلول‌ها (معمولاً به شکل توده یا تومور)، تومور، غده یا بافت سرطانی گفته می‌شود. یکی از مهم‌ترین موانع در درمان سرطان، تشخیص دیرهنگام آن است که باعث می‌شود این غده‌ها دیر شناسایی شده و در نهایت درمان آن غیرممکن گردد. اما اتفاقی که در نتیجه آزمایش بر یک موش سرطانی افتاد، غیر از این بود و به کمک فناوری نانو این موشِ بیمار بهبود یافت. می‌خواهید بدانید چگونه؟ تصور کنید ذرات کوچکی وجود داشته باشند که بتوانند از همان ابتدا سلول‌های سرطانی را شناسایی کنند و پس از رسیدن به این توده‌های بزرگ، آنها را متلاشی سازند. این کار توسط نانوپوسته‌ها انجام می‌گیرد. نانوپوسته‌ها در حقیقت کره‌های توخالی سیلیکونی هستند که با طلا پوشش داده شده‌اند. دانشمندان آنتی‌بادی‌هایی را بر روی سطح این کره‌ها متصل می‌نمایند. وجود این آنتی‌بادی‌ها سبب می‌شود تا نانوپوسته‌ها بتوانند سلول‌های سرطانی را در بدن بیابند. رگ‌های خونی در اطراف تومورهای سرطانی تراواتر از بافت‌های سالم هستند؛ از این‌رو اگر این ذرات وارد جریان خون شوند، به دور تومورها تجمع می‌کنند. لایه طلایی روی نانوپوسته‌ها سبب می‌گردد که تحت تابش اشعه مادون قرمز بسیار داغ شوند و سلول‌های سرطانی را از میان ببرند (در حالیکه سلول‌های سالم بدون آسیب باقی می‌مانند). با کنترل ضخامت لایه طلا و نوع لیزر تابشی می‌توان میزان حرارت تولیدی را کنترل کرد. کره درونی این پوسته‌ها را نیز می‌توان با پلیمرهای حاوی دارو پر کرد. در این حالت با تابش لیزر و در اثر داغ شدن طلا، داروی درون پوسته نیز آزاد می‌شود. در رابطه با درمان موش‌های سرطانی هم از همین فرآیند استفاده شد. متخصصان به بدن این موش‌ها، نانوپوسته‌ها را تزریق کردند. پس از گذشت شش ساعت، با تابش لیزر، نانوپوسته‌ها فعال شده و بعد از ده روز، دیگر اثری از تومور در آنها دیده نشد.

ماسک ضدمیکروبی کلوئید نانو نقره
امروزه فناوری نانو و محصولات منحصر بفرد آن بعنوان تنها راه حل رهایی از مواد شیمیایی مضر و خطرناک شناخته شده است. از جمله مهم‌ترین و پرکاربردترین این محصولات می توان به کلوئید نانونقره اشاره کرد. این ماده اکنون در کشور ما در ابعاد اتمی تولید می‌شود. اندازه مناسب نانوذرات نقره تولیدی باعث تاثیرگذاری بیشتر این ماده بر روی میکروارگانیسم‌ها در غلظت‌های پایین آن می‌گردد. تا جایی که ماده مذکور توانایی نابودی 99.9% باکتری‌ها، ویروس‌ها و قارچ‌ها را دارد و در نتیجه امکان استفاده از این ماده به عنوان یک ماده ضدعفونی‌کننده قوی و امن فراهم است. ماسک‌های بهداشتی عمدتاً به دو منظور مورد استفاده قرار می گیرند: اول جلوگیری از ورود ذرات گرد و غبار به بدن انسان، دوم جلوگیری از ورود میکروارگانیسم‌های مضر به بدن انسان. از طرفی دیگر بهترین محیط برای رشد و تکثیر میکروارگانیسم‌ها، هوای مرطوب و دمای مناسب است. لذا اکثر ماسک‌ها (با لایه های متعدد) حداکثر ده دقیقه در مقابل ورود میکروارگانیسم‌ها از خود مقاومت نشان می‌دهند و به محض جذب رطوبت بواسطه تنفس انسان، خود به مکانی جهت رشد و تکثیر میکروارگانیسم‌ها تبدیل می‌شوند که نه تنها باعث از دست رفتن کارایی ماسک می‌شوند، بلکه خود به تشدید بیماری و انتشار باکتری‌ها و ویروس‌های بیماری‌زا نیز کمک می‌کنند. در واقع پس از گذشت زمان ده دقیقه ماسک فقط به وسیله‌ای جهت جلوگیری از ورود گرد و غبار به بدن تبدیل خواهد شد و اثرات دیگر خود را از دست خواهد داد. با توجه به خواص میکروب‌کشی بسیار قوی نانونقره، بهترین راه حل جهت افزایش کارایی ماسک، استفاده از ماسک‌هایی با فیلترهای نانونقره می‌باشد. در این صورت پس از جذب رطوبت توسط فیلتر نانونقره نه تنها کارایی ماسک از دست نمی‌رود بلکه به محض جذب میکروارگانیسم‌ها توسط این فیلتر، تمامی آنها در حضور این فیلتر از بین خواهند رفت. از دیگر خواص استفاده از این ماسک‌ها می‌توان به تنفس راحت، امن و غیرمضر آن اشاره نمود. همچنین دیگر نیاز به استفاده از ماسک‌هایی با تعداد لایه‌های فراوان نخواهد بود. این نوع از ماسک‌ها هیچگونه حساسیتی برای پوست انسان نخواهد داشت. با استفاده از این ماسک‌ها علاوه بر پیشگیری از ابتلا به بیماری‌های واگیردار نظیر انواع آنفولانزا، می‌توان جلوگیری از انتشار بیماری توسط بیماران و بخصوص بیماران مبتلا به بیماری‌های واگیردار را انتظار داشت. این گونه از ماسک‌ها قابلیت استفاده طولانی‌تری را خواهند داشت و با توجه به قیمت بسیار مناسب این گونه محصولات، می‌توان آنها را به سادگی در اختیار اقشار مختلف جامعه قرار داد. از این ماسک به راحتی می‌توان در مدارس، اداره‌ها، محیط‌های بهداشتی و محیط‌های صنعتی استفاده کرد.

برچسب نانومتری به جای آمپول
برخی از بیماران دیابتی مجبورند سالانه تا حدود 1500 آمپول حاوی انسولین بزنند. فناوری نانو برچسبی را به این افراد معرفی می‌کند که با استفاده از آن بتوانند بدون هیچ دردی، دارو را به بدنشان تزریق ‌کنند! سطح این برچسب جدید با هزاران سوزن نانومتری پوشیده شده است. این سوزن‌ها به قدری کوچکند که مصرف کننده وجود آنها را اصلاً حس نمی‌کند. برچسب نامبرده بر روی پوست مانند یک چسب زخم، می‌چسبد و سوزن‌های موجود در آن به آسانی و بدون هیچ گونه دردی وارد پوست شده و نانوذرات دارو یا واکسن را آزاد ‌می‌کنند. این واکسن، از طریق سلول‌های پذیرنده‌ی آنتی ژن دریافت و تا غدد لنفاوی حمل می‌شود. در آنجا، در اثر تعامل با لنفوسیت‌ها، آنتی بادی مربوطه ساخته می‌شود. در واقع این آمپول‌های نانومتری می‌توانند ذرات نانومقیاس دارو را به راحتی وارد سیستم ایمنی بدن نمایند و امکان رسانش مولکول‌هایی را فراهم آورند که به طور معمول نمی‌توانند در پوست نفوذ کنند. علاوه بر این، سوزن‌های تعبیه شده در این برچسب جدید از موادی ساخته شده‌اند که با بدن انسان سازگارند (زیست سازگار) و خود به خود در بدن از بین می‌روند (زیست تخریب‌پذیر). این آمپول‌ها را حتی می‌توان بر روی زیورآلات نیز قرار داد و برای تزریق انسولین از آنها بهره برد.

دیگر هیچ سربازی دچار بیماری‌های شیمیایی نمی‌شود
متاسفانه سربازان بسیاری در جبهه‌های جنگ در معرض مواد شیمیایی و گازهای سمی قرار می‌گیرند و معمولا اثرات مخرب این مواد در بدن آنها تا مدت‌ها باقی می‌ماند. تحقیقات نشان داده است که در اکثر موارد چنانچه این مواد شیمیایی در بدن سربازان به سرعت ردیابی و خنثی شوند، می‌توان آنها را از خطر ابتلا به بیماری حفظ نمود. برای این منظور استفاده از سیستم‌های هوشمند نانومتری در لباس‌های نظامی پیشنهاد می‌شود. این سیستم هوشمند مجهز به تعداد زیادی حسگر، نانوتراشه و نانوذرات دارو است. این سیستم‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که اگر در محلی نشانه‌ای از حمله شیمیایی دیده شود، سیستم هشداردهنده لباس سرباز خود به خود فعال شده و شروع به زنگ زدن می‌کند. چنانچه شواهدی از افزایش ماده شیمیایی در بدن به وجود آید، این سیستم، اول به کنترل عملکرد سیستم‌های بدن و پس از آن به تجزیه و بررسی عناصر شیمیایی و زیستی می‌پردازد. سپس برای دفع مسمومیت شیمیایی ایجاد شده داروی مناسب به داخل جریان خون او تزریق شده و تهدید ناشی از حمله شیمیایی را خنثی می‌کند. با خنثی شدن اثر ماده شیمیایی سرباز نجات می‌یابد. در این شیوه، نانوذرات دارو به شیوه‌ای طراحی شده‌اند که می‌توانند با سرعت مناسب به محل موردنظر برسند و بر روی سایر قسمت‌های بدن کم‌ترین تاثیر را داشته باشند. هوشمندسازی هر یک از این نانوذرات دارو از طریق اتصال عوامل شناسایی صورت می‌گیرد. وجود همین عوامل، مانع از تاثیرگذاری ذرات دارو بر سایر سلول‌های سالم می‌گردد و دارو تنها در موضعی متوقف می‌شود که مواد شیمیایی حضور دارند. علاوه بر تحقیقات انجام شده در راستای حفظ جان سرباز، فناوری نانو برای افزایش دقت و سرعت تجهیزاتی که سرباز حمل می‌کند و همچنین کاهش وزن این تجهیزات نیز راه حل‌هایی دارد. با این توضیح شاید بهتر باشد، جنگ‌های آینده را جنگ میان علوم و فناوری‌های برتر بدانیم.

منبع:nanoclub.ir