دنیای فناوری

نانو پزشکی

بدن انسان از ساختارهای مولکولی فعال و پیچیده ای ساخته شده است و زمانی که این ساختارها دچار آسیب شوند، سلامتی انسان تهدید می شود .روشهای متفاوتی برای تشخیص بیماریها وجود دارند .به عنوان مثال یک پزشک می تواند از طریق سوالاتی که از بیمار می پرسد یا عکس گرفته شده با اشعه X و یا جراحی ، به علل یک بیماری پی ببرد .پزشکان قادر به تشخیص بیماریهای مختلفی هستند ولی تاکنون بیماریهای بسیاری نیز ناشناخته و مرموز باقی مانده اند .شناخت یک بیماری به معنای داشتن اطلاعاتی کامل راجع به آن نیست .مثلا پزشکان می توانند قبل از اینکه در مورد نوع میکروب اطلاعاتی داشته باشند، عفونت را تشخیص دهند .بدون در نظر گرفتن درمانهایی از قبیل ماساژ دادن و پرتوافکنی ، جراحی و مصرف داروها دو نوع اصلی درمان هستند .
جراحی روشی مستقیم برای برطرف کردن ناراحتیهای بدن است که امروزه توسط متخصصان مجرب و آموزش دیده انجام می شود .جراحان به منظور درمان ، برای برداشتن غدد سرطانی ، برطرف کردن انسداد رگها و حتی جایگزین کردن اعضای مختلف ، پوست و بافت بدن را برش می دهند .این روش می تواند خطرات بسیاری در برداشته باشد .به هوش نیامدن ، مقاومت بدن در برابر عضو جدید و از بین رفتن سلولها، نمونه ای از این خطرات هستند .جراحان کنترل دقیق بر عمل جراحی ندارند .بدن انسان توسط ماشینهای مولکولی که اکثرا داخل سلولها هستند، فعالیت می کند .جراحان قادر به دیدن مولکولها و در نهایت ترمیم آنها نیستند .بنابراین علم کنونی قادر به درمان کامل بیماریها و یا حتی تشخیص بسیاری از بیماریها نیست .پزشکان همواره سعی کرده اند که به بدن کمک کنند تا خود عمل درمان و التیام بخشی را انجام دهد .در ابتدا این عمل روند کندی داشت ولی با به کارگیری متدها و تجهیزات جدیدی که امروزه وارد عرصه پزشکی شده اند، سرعت زیادی به خود گرفته است .در آینده ای نه چندان دور، بیماریهای مهلکی چون ایدز و سرطان ، قابل پیشگیری و درمان خواهند شد .اگر تصور چنین مساله ای برایتان غیر ممکن است ، به پیشرفتهای جهان پزشکی توجه کنید .در زمان قدیم تصور بریدن بدن انسان به وسیله کارد آن هم بدون احساس هیچ گونه دردی ، ناممکن بود .وجود بیماریهای لاعلاج بسیاری که در دوران قدیم وجود داشته اند و اکنون داروهایی برای درمان آنها کشف شده است ، این امید را برای ما زنده نگه می دارد که در آینده ای نزدیک تمام بیماریها قابل پیشگیری و درمان خواهند بود .
قابلیتها و توانمندیهای نانوپزشکی این نکته را گوشزد می کند که می توان به زندگی و زنده بودن امیدوار بود .امروزه ممکن است در عنفوان جوانی حمله قلبی یا سرطان ناگهانی و غیر منتظره به سراغ مان بیایند .اما به راستی بیماران در حال مرگ چگونه می توانند از فواید تکنولوژیهای آتی پزشکی بهره جویند‚ چگونه می توان از ساختار فیزیکی بدن محافظت کرد تا پیشرفتهای تکنولوژی پزشکی در آینده ، سلامتی را به بیماران باز گرداند .
موضوعی خارق العاده در علم پزشکی مطرح شده است مبنی بر اینکه بیماران در حال مرگ را می توان منجمد کرد و سپس به مدت چندین دهه یا حتی چندین قرن در نیتروژن مایع نگهداری کرد تا زمانی که تکنولوژی پزشکی به حدی پیشرفت کند که قادر به بازگرداندن سلامتی آنها شود.
نانوتکنولوژی ، تکنولوژی برتر قرن بیست و یکم است که امکان ساخت ماشین های مولکولی پیچیده را در اختیار ما قرار می دهد .نانوپزشکی فن به کارگیری تدابیر نانوتکنولوژی است و راه حلی است برای پایان دادن به بحرانهای جهانی مراقبتهای پزشکی .
نانوتکنولوژی قادر به پیشگیری و معالجه بیماریهاست .البته این مبحث هنوز در حال گذراندن مراحل اولیه خود است ولی توان متغیر ساختن علم پزشکی قرن بیست و یکم را داراست .ابتدایی ترین تجهیزات نانوپزشکی را می توان در تشخیص بیماریها به کار گرفت .
در کنار تمام داروها وتجهیزات پزشکی که نانوتکنولوژی برای علم پزشکی به ارمغان آورده است ، نانوروباتهای ساخته شده می توانند تا بدانجا توسعه داده شوند که بدون هیچ آسیب و ناراحتی وارد بدن شوند و به تشخیص بیماریها و درمان آنها بپردازند .نانوروباتها قادر به ترمیم سلولها، بافتها و اعضاء هستند .بیماریهایی چون سرطان ، هموفیلی ، آرتروز، رماتیسم ، ایدز و برخی از بیماریهای ذهنی توسط آنها کنترل می شود و در نهایت از بین می رود .نانوروباتها به قدری کوچکند که می توانند به راحتی از میان رگها عبور کنند .این روباتها طور ی طراحی شده اند که توسط سرنگ به بدن انسان تزریق می شوند و سپس از طریق رگها و دیگر مسیرهای سلولی در بدن انسان گردش می کنند .نانوروباتها یا نانوماشین ها می توانند اعضای داخلی بدن و چگونگی کارکرد آنها را تنظیم کنند و به قدری پیشرفته اند که در جراحی پلاستیک نیز به کار گرفته می شوند .با وجود نانوروباتها، انسانها قادرند فرم بدن خود را از نو بسازند و حتی جنسیت خود را تغییر دهند .این نانوروبات ها در زمینه های پزشکی همچون موارد زیر نیز کاربردهای فراونی دارند:
تغییر شکل دادن DNA
مستحکم کردن استخوانهای شکسته
تغییر رنگ مو، چشم و پوست
با تزریق نانوماشین ها به ماهیچه می توان توانایی انسان را افزایش داد .نانوماشین ها می توانند جایگزین گلبولهای خون نیز شوند و خونی بسازند که قابلیت نقل و انتقال وترمیم سلولهای مختلف بدن را داشته باشد و موجب حیات ابدی شود .خون ساخته شده ارزان قیمت خواهد بود و از لحاظ کارآیی همانند خون معمولی است و بدون در نظر گرفتن گروه خونی قابل تزریق به همه انسانها نیز هست .
نانوماشین های نانوپزشکی به وجود آورنده مرحله جدیدی از تکامل انسانی هستندکه سبب بقاء بشر می شوند .نانو ماشین ها طوری طراحی شده اند که قادر به ساخت اتم ها و در نتیجه درمان بسیاری از بیماریهای مزمن امروزی هستند .
تصلب شرائین یکی از این بیماریهاست .در اثر این بیماری ، کلسترول در دیواره های داخلی رگها رسوب می کند و سبب تنگ شدن رگها می شود .زمانی که شاهرگهای قلب نیز بر اثر این بیماری تنگ شدند، آن گاه خطر احساس می شود .هنگامی که جریان خون محدود می شود، بافتهایی که توسط رگها تغذیه می شوند، خواهند مرد .اولین نشانه های گرفتن رگها در قلب ، بروز آنژین است .اگر بیماری پیشرفته شود، ماهیچه های قلب می میرند و سبب حمله قلبی می شود .بدین منظور نانوماشین هایی طراحی و برنامه ریزی شده اند که قادر به جستجو، یافتن و برطرف کردن رسوبات کلسترول و در نتیجه باز کردن مجدد رگها هستند .با کمک نانو ماشین های ترمیم کننده سلولها، می توان مشکلات مربوط به سلولها و بافتها را برطرف کرد .بدین منظور ماشین های ترمیم کننده سلولها به ابزارها و گیرنده های حسی در ابعاد مولکولی احتیاج دارند .اندازه این ماشین ها با اندازه باکتریها و ویروسها برابر است .ماشین های ترمیم کننده سلولها می توانند در مسیر جریان خون حرکت کنند و همان گونه که ویروس ها داخل سلولها می شوند، به سلولها وارد شوند .نانوماشین ها با تست کردن محتوا و فعالیت سلولها، مشکلات موجود را مشخص می کنند .نانوماشین ها برحسب مشکل تشخیص داده شده ، تعیین می کنند که آیا سلول باید ترمیم شود و یا اینکه از بین برود .برای درمان سرطان نیز از این روش استفاده می شود .در ضمن ، کنترل این نانوماشین ها توسط نانوکامپیوتر صورت می گیرد .
از آنجایی که تمام ناراحتی ها و مشکلات فیزیکی انسان در اثر تغییر آرایش اتمها صورت می پذیرد، ماشین های ترمیم کننده سلولها، اتمها را به محل صحیح خود باز می گردانند و مشکل را برطرف می کنند .با وجود جالب بودن این موضوع ، باید در نظر داشت که برطرف کردن ناراحتی های فیزیکی به تنهایی نمی تواند مشکل اصلی را رفع کند .به عنوان مثال اگر فردی دچار ضربه مغزی شود، بافتهای آسیب دیده او ترمیم می شوند اما اطلاعاتی که در سلولهای مغز ذخیره شده بودند از بین می رود .یکی از مواردی که توسط نانوتکنولوژی قابل درمان نیست مربوط به سلامتی ذهن است .با این وجود برخی از تواناییهای ذهنی از طریق بازیابی سطوح هورمونی و شیمیایی مغز، درمان می شوند .
مشکل کهولت نیزتوسط نانوماشین ها برطرف می شود .ناتوان شدن استخوانها، چروک شدن پوست ، کاهش فعالیت آنزیمها، التیام کند و آهسته زخمها، ضعیف شدن حافظه و تمامی مشکلات ناشی از کهولت در اثر آسیب مولکولها، موجب عدم توازن شیمیایی و تغییر ساختارهای مولکولی می شوند.اگر ماشین های ترمیم کننده سلولها بتوانند سلولها و ساختارهای آسیب دیده را ترمیم کنند، روند کهولت خیلی آرامتر طی خواهد شد .درنتیجه پیشرفت نانوتکنولوژی و نانوپزشکی ، ممکن است میانگین عمر انسان زمانی به صدها تا هزاران سال برسد.
درمان بیماریها با ابزارهای نانوتکنولوژی
با ادغام شرکت های Star pharma و panibo و جذب افراد سرشناسی چون دونالدتومالیا کاشف درخت سان ها ، توسط این شرکت ها امکان انجام تحقیقات گسترده تر بر روی ملکولهای درخت سان فراهم گردید ه است. شرکت Starpharma در نظر دارد تا ا بهره گیری از خواص ویژه درخت سان ها به ابداعات جدیدی در زمینه دارو درمانی و دارورسانی دست یابد. بگفته آنها درخت سان ها اولین نانو ساختارهایی خواهند بود که مانند دارو وارد بدن انسان خواهند شد.
17 سپتامبر 2001- جان‌راف نیز مانند مکانیک ، مهندس یا دانشمند برای کارش به ابزارهای دقیقی نیاز دارد. اما جائیکه دیگران به دنبال آچار، گیج یا پیچ‌گوشتی هستند، دکتر راف و تیم محققش در Starpharma در جستجوی لوله آزمایش هستند.
از سال 1996 آنها در حال پیشرفت بوده‌اند و ابزارهایی مولکولی با ابعاد یک میلیاردم متر(نانومتر) ساخته‌اند. این ابزارها دقیقترین ابزارها و وسایلی هستند که تا به حال توسط بشر ساخته شده است.
این گروه در شرکت Starpharma واقع در ملبورن، با مجهز شدن به این مولکولها، ترکیبات و داروهایی را توسعه داده‌اند، که امیدوارند بیماریهای کشنده مانند ایدز، سرطان، هپاتیتها و قوباء را معالجه و یا از آنها جلوگیری کنند.
هفته گذشته این شرکت گام مهمی برای رسیدن به این هدف برداشت و خبر داد که شرکت تشخیص طبی Panbio Limited به DNL (Dendritic Nanotechnologies Ltd.) پیوسته است- شرکتی که قبلاً توسط Starpharma و دونالد تومالیا (شیمیدان دانشگاه مرکزی میشیگان) یکی از پیشگامان در این زمینه تاسیس شده بود.
دکتر راف می‌گوید، همبستگی باعث تلفیق تخصص پیشگامان سه حوزه علمی در استفاده از درختسان‌ها (dendrimers)، که مولکولهای دست‌ساز بزرگی هستند، میشود. او می‌گوید، دکتر تومالیا و تیم محققش در توسعه ساختارهای درخشان پیشقدم بودند درحالیکه Starpharma دو یا سه سال است که شروع به رقابت در استفاده از درختسان برای داروسازی کرده است.
با کار در سطح اتمی، دانشمندان در DNL درختسان‌هایی می‌سازند،که نزدیک به 1000 اتم دارند و تقریباً بزرگترین مولکولهای جهان هستند. یکی از خصوصیاتی که درختسان‌ها را بی‌نظیر می‌سازد، این است که کاملاً یک شکل ساخته می‌شوند. دکتر‌راف می‌گوید، چیزی که آنها را خیلی مفید ساخته این است که می‌توان رفتارشان را از لحاظ شیمیایی دستکاری کرد. " آنها شبیه مولکولهای معمولی رفتار نمی‌کنند. آنها تقریباً شبیه ساختارهای مکانیکی رفتار می‌کنند و می‌توانیم آنها را وارد کنیم تا آنچه را که ما می‌خواهیم انجام دهند: به کبد بروند، روی سطح سلول بنشینند، یا به درون آن بروند."
دکتر راف می‌گوید، این راهکارها در معالجه پزشکی متحول‌کننده هستند. درختسان‌ها می‌توانند شبیه پروتئینها ساخته شوند و مانند داربست عمل نمایند و چندین عامل مختلف مقابله‌کننده با بیماری را بر روی خود به جاهای مخصوص دارای عفونت حمل کنند.
دکتر را ف می‌گوید شرکت Panbio در مورد شناسایی کاربردهای درختسان‌ها پیشرفت‌هایی کرده است. با تغییر دادن سطح یک درختسان، مواد مختلف را می‌توانیم وادار کنیم به آن بچسبند، که این میتواند باعث دقت خیلی بالایی در تشخیص بیماریها شود. او می‌گوید ، DNL درختسان‌ها را در عرض چندماه خواهد فروخت و Starpharma پس از تصویب اداره مرکزی غذا و داروی ایالات متحده (FDA) آزمایشهای انسانی را از نیمه اول سال بعد شروع خواهد کرد. او می‌گوید :"درخت سان‌ها اولین نانوساختارهایی خواهند بودکه مانند دارو وارد بدن انسان خواهند شد."
در ضمن در کنار تحقیقات آنها، یک مسیر کلیدی پژوهشی هم وجود دارد تا قیمت محصول درختسان را پایین بیاورد