up
Search      menu
پزشکی و دامپزشکی :: مقاله نانوتکنولوژي PDF
QR code - نانوتکنولوژي

نانوتکنولوژي

نانوتکنولوژي در پزشکي

نانوتکنولوژي يا کاربرد فناوري در مقياس يک ميليونيم متر ، جهان حيرت انگيزي را پيش روي دانشمندان قرار داده است که در تاريخ بشريت نظيري براي آن نمي توان يافت. پيشرفتهاي پرشتابي که در اين عرصه به وقوع مي پيوندد ، پيام مهمي را با خود به همراه آورده است. بشر در آستانه دستيابي به تواناييهاي بسياري براي تغيير محيط پيرامون خويش قرار گرفته است و جهان و جامعه اي که در آينده اي نه چندان دور به مدد اين فناوري جديد پديدار خواهد شد، تفاوتهايي بنيادي با جهان مانوس آدمي در گذشته خواهد داشت.
● عقايد مختلف در مورد نانوتکنولوژي
مهمترين نکته درباره موقعيت کنوني فناوري نانو آن است که اکنون دانشمندان اين توانايي را پيدا کرده اند که در تراز تک اتمها به بهره گيري از آنها بپردازند و اين توانايي بالقوه مي تواند زمينه ساز بسياري از تحولات بعدي باشد. يک گروه از برجسته ترين محققان در حوزه نانوتکنولوژي بر اين اعتقاد هستند که مي توان بدون آسيب رساندن به سلولهاي حياتي ، در درون آنها به کاوش و تحقيق پرداخت. شيوه هاي کنوني براي بررسي سلولها بسيار خام و ابتدايي است و دانشمندان براي شناخت آنچه که در درون سلول اتفاق مي افتد ناگزيرند سلولها را از هم بشکافند و در اين حال بسياري از اطلاعات مهم مربوط به سيالهاي درون سلول يا ارگانهاي موجود در آن از بين مي رود.
● رابطه نانوتکنولوژي و بيوتکنولوژي
نانوتکنولوژي مجموعه اي است از فناوريهايي که به صورت انفرادي يا باهم در جهت بکارگيري و يا درک بهتر علوم مورد استفاده قرار مي گيرند. بيوتکنولوژي جزء فناورهاي در حال توسعه مي باشد که با بکارگيري مفهوم نانو به پيشرفتهاي بيشتري دست خواهد يافت. نانوبيوتکنولوژي به عنوان يکي از حوزه هاي کليدي قرن ۲۱ شناخته شده است که امکان تعامل با سيستمهاي زنده را در مقياس مولکولي فراهم مي آورد. بيوتکنولوژي به نانوتکنولوژي مدل ارائه مي دهد، در حالي که نانوتکنولوژي با در اختيار گذاشتن ابزار براي بيوتکنولوژي آن را براي رسيدن به اهدافش ياري مي رساند.
● شناسايي پروتئينهاي ترشح شده از سلولها
يک گروه از محققان که در گروهي موسوم به اتحاد سيستمهاي زيستي گرد آمده اند، سرگرم تکميل ابزارهاي ظريفي هستند که هدف آن بررسي اوضاع و احوال درون سلول در زمان واقعي و بدون آسيب رساندن به اجزاي دروني سلول يا مداخله در فعاليت بخشهاي داخلي آن است. ابزاري که اين گروه مشغول ساخت آن هستند رديف هايي از لوله ها يا سيمهاي بسيار ظريف هستند که قادرند وظايف مختلفي را به انجام برسانند. از جمله آنکه هزاران پروتئيني را که بوسيله سلولها ترشح مي شود شناسايي مي کنند.
● مهندسي بافت Tssue engeering
سطح استخوان از ترکيباتي تشکيل شده است که حدودا ۱۰۰ نانومتر عرض دارند. اگر سطح يک عضو مصنوعي به استخوان طبيعي پيوند بخورد بدن آن را پس مي زند. دليل امر توليد بافت مصنوعي در محل استخوان طبيعي و سطح مصنوعي مي باشد. استئوبلاستها در بافت پيوندي استخوان وجود دارند و بخصوص در استخوانهاي در حال رشد داراي فعاليت چشمگيري هستند. با ايجاد ذراتي در اندازه نانو در سطح مفاصل و استخوانهاي مصنوعي احتمال دفع عضو جايگزين به دليل تحريک سلولهاي استئوبلاست کمتر مي شود. ايجاد اين ذرات با ترکيب مواد پليمري ، سراميکي و فلزي چندي پيش توسط دانشمندان به اثبات رسيد.
● مواد مورد استفاده در ترميم استخوان
تيتانيوم ماده شناخته شده اي براي ترميم استخوان است و به دليل ترکيبات خاص و وزن زيادش جهت بالا بردن ميزان استحکام بطور وسيع در دندانپزشکي و ارتوپدي استفاده مي شود. ولي متاسفانه به دليل آنکه بخش چسبنده اي که با Apatite (بخش فعال استخوان) پوشيده شده با تيتانيوم سازگار نيست فاقد فعاليت زيستي مي باشد. استخوان واقعي نانوکامپوزيتي از موادي است که از ترکيب بلورهاي هيدروکسيد Apatite در ماتريکس آلي بوجود آمده و به حالت منفرد يافت مي شود. استخوان طبيعي از نظر مکانيکي ، ضخيم و در عين حال داراي الاستيسيته مي باشد و در نتيجه قابل ترميم است.
● ساخت يک دندان
مکانيسم نانويي دقيقي که منجر به توليد ترکيباتي با خواص مفيد شود، همچنان مورد مطالعه و بررسي قرار دارد. اخيرا با استفاده از روش tribology يک دندان مصنوعي به صورت viscoelastic ساخته شده و داراي روکش نانويي مي باشد. از خواص منحصر به فرد اين دندان مصنوعي مي توان به عايق بودن آن در مقابل خراش و افزايش التيام دندان اشاره کرد.
● معالجه سرطان به روش فتوديناميک
معالجه سرطان با استفاده از روش فتوديناميک بر اساس نابودي سلولهاي سرطاني بوسيله ليزري است که توليد اکسيژن اتمي مي کند. به اين طريق که اکسيژن اتمي رنگ خاصي را توليد مي کند و سلولهاي سرطاني بيش از سلولهاهاي ديگر آن را جذب مي کنند. در نتيجه فقط سلولهاي سرطاني توسط اشعه ليزر نابود مي شوند. البته يکي از معايب اين روش آن است که به دليل آب گريز بودن مواد رنگي ، اين مواد به سمت پوست و چشمها حرکت مي کند و در صورتي که شخص در معرض نور خورشيد قرار گيرد باعث حساسيت در پوست و چشمها مي شود.
براي اين حل مشکل صورتهاي آب گريز مولکول رنگها را داخل ذرات نانويي متخلخل مثل ormosil nano partical که داراي منافذي در حدود يک نانومتر مي باشند قرار مي دهند که اين داراي دو مزيت است اولا از انتقال مواد رنگي به ساير نقاط بدن جلوگيري مي کنند و ثانيا امکان ورود و خروج آزادانه اکسيژن را مهيا مي سازد.
● ساخت فيبر نوري
گروههايي از محققان در تلاشند تا ابزارهاي مناسب در مقياس نانو براي بررسي جهان سلولها ابداع کنند. يکي از اين ابزارها فيبر نوري است که ضخامت نوک آن ۴۰ نانومتر است و بر روي نوک آن نوعي پادتن جا داده شده که قادر است خود را به مولکول مورد نظر در درون سلول متصل سازد. اين فيبر نوري با استفاده از فيبرهاي معمولي و تراش آنها ساخته شده و بر روي فيبر پوششي از نقره اندود شده تا از فرار نور جلوگيري به عمل آورد. نحوه عمل اين فيبر نوري درخور توجه است.
از آنجا که قطر نوک اين فيبر نوري ، از طول موج نوري که براي روشن کردن سلول مورد استفاده قرار مي گيرد به مراتب بزرگتر است، فوتونهاي نور نمي توانند خود را تا انتهاي فيبر برسانند، درعوض در نزديکي نوک فيبر جمع مي شوند و يک ميدان نوري بوجود مي آورند که تنها مي تواند مولکولهايي را که در تماس با نوک فيبر قرار مي گيرند تحريک کند.به نوک اين فيبر نوري يک پادتن متصل است و محققان به اين پادتن يک مولکول فلورسان مي چسبانند و آنگاه نوک فيبر را به درون يک سلول فرو مي کنند.
در درون سلول ، نمونه مشابه مولکول فلورسان نوک فيبر ، اين مولکول را کنار مي زند و خود جاي آن را مي گيرد. به اين ترتيب نور ساطع شده از مولکول فلورسان از بين مي رود و فضاي درون سلول تنها با نوري که به وسيله ميدان موجود در فيبر نوري بوجود مي آيد روشن مي گردد. درنتيجه محققان قادر مي شوند يک تک مولکول را در درون سلول مشاهده کنند. مزيت بزرگ اين روش در آن است که باعث مرگ سلول نمي شود و به دانشمندان اجازه مي دهد درون سلول را در هنگام فعاليت آن مشاهده کنند.
● شناسايي مولکولهاي زيستي
نانوتکنولوژي همچنين به محققان امکان مي دهد که بتوانند رويدادهاي بسيار نادر يا مولکولهاي با چگالي بسيار کم را مشاهده کنند. به عنوان مثال بلورهاي مينياتوري نيمه هاديهاي فلزي در يک فرکانس خاص از خود نور ساطع مي کنند و از اين نور مي توان براي مشخص کردن مجموعه اي از مولکولهاي زيستي و الصاق برچسب براي شناسايي آنها استفاده کرد.
● کنترل فعاليت درون سلولها
محققان اميدوار هستند که در آينده اي نه چندان دور با استفاده از نانوتکنولوژي موفق شوند امور داخلي هر سلول را تحت کنترل خود درآورند. هم اکنون گامهاي بلندي در اين زمينه برداشته شده و به عنوان نمونه دانشمندان مي توانند فعاليت پروتئينها و مولکول DNA را در درون سلول کنترل کنند. به اين ترتيب نانوتکنولوژي به محققان امکان مي دهد تا اطلاعات خود را درباره سلولها يعني اصلي ترين بخش سازنده بدن جانداران به بهترين وجه کامل سازند.
● چشم انداز بحث
با توجه به پيشرفت سريع و دامنه گسترده بيوتکنولوژي زمينه هاي بروز انقالاب بيوتکنولوژي عصر جديدي در علوم مختلف مانند بيولوژي ، پزشکي ، فارماکولوژي و مهندسي ژنتيک فراهم گرديده است. به علاوه حوزه هاي ديگري مانند اقتصاد و سياست نيز از آن تاثير بسزايي پذيرفته است. هم اکنون از ديدگاه اخلاق زيستي در اين رابطه سوالات مهم و اساسي مطرح شده است که علاوه بر اثرات بسزايي که بر پيشرفتهاي علمي و ساير زمينه هاي علوم زيستي دارد، نسلهاي آينده بشر را نيز به صورت گسترده اي تحت الشعاع قرار مي دهد. در اين باره مشارکت مداوم دانشمندان کنجکاو و خردمندي مي تواند راه گشا بوده و بايستي با در نظر گرفتن اين منابع و پيشرفتهاي جديد و با اميد به حل چنين مشکلات و مسائلي با فائق آمدن بر همه محدوديتها در جهت گسترش اين دانش فعاليت نمود.

نانوتكنولوژي به عنوان يك فناوري قدرتمند، توانايي ايجاد تحول در سيستم كشاورزي و صنايع غذايي آمريكا و سر تاسر دنيا را دارد. نمونه هايي از كاربردها و پتا ...

فناوري نانو ميتواند اثرات قابل توجهي در صنعت نفت داشته باشد، در مطلب زير بعد از اشاره به برخي از اين تأثيرات، تعدادي از کاربردهاي فناوري نانو در صنعت ...

يکي از پيشوندهاي مقياس اندازه گيري در سيستم SI نانو به معني يک ميلياردم واحد آن مقياس است.براي مثال يک نانومتر معادل يک ميلياردم متر است. با توجه به ا ...

يکي از پيشوندهاي مقياس اندازه گيري در سيستم SI نانو به معني يک ميلياردم واحد آن مقياس است.براي مثال يک نانومتر معادل يک ميلياردم متر است. با توجه به ا ...

● سلول هاي بنيادي چه کاربردهايي مي تواند داشته باشد؟ بيش تر سلول هاي تخصص يافته ي انسان اگر آسيب سختي ببينند يا بيمار شوند، نمي توانند با فرايندهاي طب ...

نانوتکنولوژي در مهندسي پزشکي ، تحولي در درمان بيماري هايي مانند سرطان ، بيماري هاي قلبي عروقي ، بيماري هاي اعصاب ، عفونت و بيماري هاي ديگر ايجاد کرده ...

به جز پيشرفتهايي که در علم پزشکي مدرن، در قرن اخير صورت گرفت، پزشکي جديدتري ظهور کرده است که بيش از اينکه يک علم باشد، يک هنر وابسته به ابزار است. در ...

کاربردهاي سلولهاي بنيادي بيش‌تر سلول‌هاي تخصص يافته‌ي انسان اگر آسيب سختي ببينند يا بيمار شوند، نمي‌توانند با فرايندهاي طبيعي جايگزين بشوند. از سلول‌ه ...

دانلود نسخه PDF - نانوتکنولوژي