تست عنوان
close
باشگاه نانو | آموزش | 3530
EN ورود به کارتابل افراد ثبت نام افراد ورود نهادهای ترویجی
3530
filereader.php?p1=main_ebfa478ae173cbff7

موضوع: نانوزیست فناوری و نانوپزشکی

فصل: دارو رسانی هدفمند


بخش اول: آشنایی با نانوزیست فناوری
بخش دوم: دارورسانی با استفاده از فناوری نانو 1
بخش سوم: دارورسانی با استفاده از فناوری نانو 2 (نانو ساختار های پیشرفته)
بخش چهارم: دندریمر به عنوان نانو حامل در دارو رسانی هدفمند
بخش پنجم: ویروس ها به عنوان نانو حامل در دارو رسانی هدفمند
بخش ششم: امنیت زیستی نانو ذرات


بخش‌ اول: آشنایی با نانو زیست فناوری


نویسندگان:زهرا علیدوست، محسن افسری ولایتی




مقدمه

طبیعت تاکنون منشاء بسیاری از الهامات در رشته های مختلف بوده است. انسان همواره با نگاه عمیق و پرسشگر در اطراف خود به کشفیات و دستاورد های مهمی در جهت بهبود شرایط زندگی خود رسیده است. فناوری مربوط به تولید این دستاوردها را اصطلاحا فناوری زیست تقلید می نامند. اولین نانوروبات ها در طبیعت با پیدایش و تکامل باکتری ها و ویروس ها به وجود آمدند. همچنین داخل سلول ها اندامک های بسیاری وجود دارند که هر کدام مانند یک نانوماشین برای پیشبرد فعالیت های مهم زیستی و متابولیکی روزانه سلول ها تمایز یافته اند. مثال های دیگری از دنیای زیست شناسی که در محدوده ساختارهای نانومقیاس قرار دارند، عبارتند از: نانوحفره‌های نوری موجود بر روی بال های پروانه، نانومواد مرکب مانند تار عنکبوت، نانوساختارهای مو مانند پای مارمولک (شکل 1).




filereader.php?p1=main_c4ca4238a0b923820

شکل1- فناوری نانو در طبیعت


مهندسان با توجه به ساختار مستحکم و در عین حال منعطف تار عنکبوت موادی را تولید کردند که در ساخت چتر نجات، ربات های مصنوعی برای کاربرد پزشکی و کاربردهای دیگر به کار می رود.
در زمینه زیست تقلید موارد بسیار دیگری نیز می توان یافت. محققان با تهیه و بررسی تصویر سه بعدی ساختار تپه ی موریانه ساختمانی طراحی کردند که می تواند بدون استفاده از تهویه هوا و با 10% انرژی مصرفی خانه های رایج هم اندازه، دمای داخلی خود را حفظ کند. سلول های خورشیدی شبه برگ، الیاف تقلید شده از پوست کوسه و سطوح آب‌گریز تقلید شده از برگ نیلوفر آبی نشان می دهد که تا این لحظه طبیعت برترین و بزرگ‌ترین فناور نانو بوده  است.


1- نانوزیست فناوری و زیست نانوفناوری

همانطور که دیدید زیست فناوری به طور طبیعی با ارائه مدل ها و مواد زیستی منجر به توسعه فناوری نانو می‌شود. در حالیکه فناوری نانو با در اختیار گذاشتن ابزار برای زیست فناوری آن را در رسیدن به اهدافش یاری می رساند. اما نانوزیست فناوری یا زیست نانوفناوری چیست؟ چه ارتباطی بین این دو شاخه وجود دارد؟
از نظر برخی محققان این دو شاخه زیرمجموعه ای از فناوری نانو است و هدف هر دو تولید محصولاتی برای مطالعه سیستم های زنده است. کاربرد هر کدام از این دو واژه به زمینه تخصصی محققان مختلف بستگی دارد. تفاوت این دو شاخه در عملکرد تولیدی محصولات آشکار می شود. هرگاه از الگوها و مواد زیستی (مانند DNA، پروتئین، لیپید و .. ) برای تولید ابزار و سامانه هایی در ابعاد نانو استفاده شود، زیست نانوفناوری معرفی می شود. اما استفاده از ابزار های نانویی در کاربرد های زیستی در حوزه نانوزیست فناوری خواهد بود.
اصطلاح نانوزیست فناوری اولین بار در سال 2000 و اصطلاح زیست نانوفناوری در سال 2004 مطرح گردید. امروزه عموما از اصطلاح نانوزیست فناوری استفاده می شود. شکل 2 به طور خلاصه کاربرد علم نانو در زیست‌فناوری و همچنین کاربرد زیست فناوری را در فناوری نانو نشان می دهد.




filereader.php?p1=main_c81e728d9d4c2f636

شکل2- نمای کلی از کاربرد فناوری نانو در زیست فناوری و کاربرد زیست فناوری در فناوری نانو


به کارگیری محصولات زیست نانوفناوری و یا نانوزیست فناوری در کاربرد های تشخیصی و درمانی به حوزه نانوپزشکی تعلق دارد. سامانه های تولید شده مانند نانوروبات ها (روبات هایی در ابعاد نانومتری) به عنوان جراحان کوچک در داخل بدن و عروق عمل می کنند و می توانند نواقص ژنتیکی را با جابه‌جا کردن یا دستکاری مولکول‌های DNA برطرف سازند. موتورهای درمانگر و دارو رسان که از کنترل و حرکت دادن مولکول های زیست تخریب پذیر در ابعاد نانو ساخته می شود در درمان سرطان، رهایش هوشمند دارو و شناسایی بیماری های در حال ایجاد در بدن کاربرد های بسیاری دارند.
بعضی از نانوذرات نیز به واسطه خواص مغناطیسی منحصر به فرد می توانند به عنوان عوامل بهبود کیفیت تصویربرداری به کار روند.


2- دارورسانی هدفمند

دارورسانی هدفمند از مهم‌ترین چالش‌ها در تهیه سیستم‌های دارورسانی است. ظهور فناوری نانو باعث پیشرفت چشم گیری در ردیابی، تشخیص و درمان بیماری‌های مختلف از جمله انواع سرطان شده است. کلیه تلاش‌های سیستم‌های دارورسانی نوین بر این پایه استوار است که داروی مورد نظر را به محل اثر برساند و اثر بخشی مناسب و عوارض جانبی کم از دارو فراهم آورد.



filereader.php?p1=main_eccbc87e4b5ce2fe2

شکل3- دارورسانی هدفمند


روش های متعارف رهاسازی دارو در بدن معمولا از دو راه گوارشی (ورود از طریق دهان و جذب خون در طول لوله گوارشی) و غیرگوارشی (تزریق قطره های چشمی و .. ) صورت می گیرد و انتخاب مسیر مناسب برای رهایش دارو بستگی به نوع و مکان آسیب و بیماری دارد. در اغلب این روش ها دارو در طی مسیری طولانی از سدهای بزرگی چون محیط اسیدی معده عبور کرده و درگیر فعل و انفعالاتی می شود. سپس توسط دیواره های روده ای وارد چرخه درون کبدی شده و در نهایت جذب خون می شود. هدر رفتن دارو در طول عبور از دستگاه گوارش، دستگاه گردش خون و بافت های حد واسط دوز دارویی را غیر واقعی و بیشتر از مقدار مورد نیاز برای درمان برده است و این باعث ایجاد عوارض جانبی و آسیب به بافت های سالم بدن می شود.
برای حل مشکلات فوق تلاش های زیادی برای طراحی سیستم های رهایش کنترل شده دارو شده که فناوری نانو در این زمینه منجر به پیشرفت و دستاورد های چشمگیری شده  است.
نمودار زیر نشان می دهد استفاده از فناوری نانو در دارورسانی به دلیل ویژگی منحصر به فرد سطحی نانوساختارها باعث افزایش دسترسی دارو در سلول های سرطانی نسبت به سلول های سالم و رهایش کنترل شده و بلندمدت دارو در سطح بهینه می شود.



filereader.php?p1=main_a87ff679a2f3e71d9

شکل4- افزایش مدت زمان دسترسی دارو در رهایش کنترل شده



خود را بیازمایید
همانطور که گفته شد دارورسانی نوین عبارت است از رساندن دارو در یک زمان و با دوز کنترل شده به اهداف دارویی خاص که این کار به طرز چشمگیری ایمن‌تر و مؤثرتر از پخش دارو در تمام بدن است و عوارض جانبی و دوز مصرفی را کاهش می‌دهد.
با این تعریف آیا می‌توان با این فناوری از داروهای بسیار سمی نیز استفاده کرد؟


3- بحث و نتیجه‌گیری

از همپوشانی فناوری نانو و زیست فناوری، نانوسیستم های دارورسانی از جهات متعددی مورد توجه قرار گرفته است. هدف از توسعه این سیستم ها که شامل دارو، حامل، گروه های سطحی هدف یاب و اصلاح کننده سطح است، رهایش کنترل شده و اختصاصی دارو با حفظ غلظت، برای مدت زمانی مناسب به بافت هدف است. در این مبخش به طور خلاصه مفاهیم نانوزیست فناوری و زیست نانوفناوری مطرح و مقایسه شدند. در ادامه این فصل، محصولات این دو گروه به طور اختصاصی در حوزه دارورسانی هدفمند معرفی و بررسی می‌شوند.






filereader.php?p1=main_bcd1b68617759b1df filereader.php?p1=main_fbaedde498cdead4f





منابع


  • 1- جهانشاهی، محسن; نانوفناوری مولکولی و نانو فناوری زیستی. مازندران : دانشگاه مازندران، 1386
3- Ehud Gazit, (2007) Plenty of room for biology at the bottom: An introduction to bionanotechnology. Imperial College Press.
4- R. Nussinov, C. Alemán, Nanobiology: from physics and engineering to biology, 2006 Phys. Biol. 3.