moji5
23rd May 2010, 04:15 PM
مقدمه ای بر نانوتکنولوژی(نانو بيوتکنولوژی) و کاربرد آن دردارورسانی
در جهان امروزی که همه چيز در حال پيشرفت و توسعه می باشد، هيچ صنعتی بدون تکيه بر همکاريها و تحقيقات بين رشته ای نمی تواند پيشرفتی حاصل نمايد. نانو تکنولوژی بعنوان يک علم امروزی، حوزه ای گسترده از رشته های علمی را در بر می گيرد که روز به روز تاثيرات فزآينده خود را بر روی صنايع بيشتر می کند. علاوه بر اين فناوری، دو زمينه علمی ديگر نيز سايه تاثيرات خود را هرچه بيشتر بر روی زندگی بشری خواهد گذاشت، که عبارتند از:
1-تکنولوژی اطلاعات(IT )
2-بيوتکنولوژی
با ظهور اينترنت و سنسورهای مرکب در زندگی بشری، دانش اطلاعات می رود تا به تدريج با توليد ابزارهای جديد جهان را به هم متصل نمايد.
بيوتکنولوژی نيز بعنوان يک زمينه علمی مهم در حال پيشرفت و ارائه پتانسيل های تازه می باشد.پيشرفت های بدست آمده در زمينه مهندسی ژنتيک، شناخت نحوه ارتباط سلول ها، تحقيقات سلولی و ديگر دستاوردهای حاصله در زمينه شناخت و کشف دارو، همگی بيانگر فرصت های جديد برای شرکت ها و سازمان های پويا است.
در ميان اين پيشرفت ها، نانوتکنولوژی و طيفی از فناوري های مرتبط با آن را بايدبه اين علوم اضافه نمود. نانو تکنولوژی يکی از علوم مرتبط با بيوتکنولوژی و تکنولوژی اطلاعات است که با محصولات خود در بازار، اعم از انرژی تا مواد، فناوري های زيادی را ايجاد نموده است.
نانوفناوری، توسعه و بکارگيری ساختارها و ادواتی با سايز 1 نانومتر(يک ميليونيم يک ميلي متر) تا 100 نانومتر که در آنها خواص فيزيکی، شيميايي و بيولوژيکی جديدی در مقايسه با مواد ميکروساختار يا ساختار اوليه پديدار می گردد.
عموما نانوساختارها را می توان با دو روش توليد کرد:
1-روش بالا به پايين(Up-Down ): در اين روش از توده جسم شروع کرده و ساختارهای کوچک را توسط روش هايي مانند ليتوگرافی و لايه-لايه سازی توليد می کنند.
2-روش پايين به بالا((Down-Up: در اين روش ساختارهای ماکرومولکولی و فوق مولکولی از واحد هاي اتمی يا مولکولی ساخته می شوند و هر اتم يا مولکول در جای خود قرار می گيرد.اين روش، شامل روش های ساخت شيميايي، مکانيکی(توليد مکانيکی) يا زيستی(توليد زيستی) است.
بطور کلی در اثر کاهش سايز،خواص فيزيکی، شيميايي و بيولوژيکی مطلوبدراجسام بوجود آمده، بدست خواهد آمد.
با کمک فناوری نانو تغييرات بنيادی در توليد دارو و دارورسانی روی خواهد آمد و پيش بينی می شود که در دهه آينده، نصف بازار 180 ميليارد دلاری دارو در دنيا، تحت تاثير آن قرار گيرد.
کاربردهای نانوفناوری در زمينه دارورسانی را می شود، به شرح ذيل تقسيم کرد:
شناساگرهای نانو قادر به تشخيص سرطان در مراحل اوليه آن که هنوز تعداد سلول های سرطانی کم می باشند، هستند.
کوچک کردن ذرات به اندازه نانو باعث فراهم شدن امکان استفاده از داروهای با حلاليت کم می شود و اين مسئله باعث می شودکه داروهای در دسترس شرکت های دارورسانی حدود دو برابر شود.
هدف قرار دادن تومورها بوسيله نانو ذرات با اندازه های بين 10-5 نانومتر، از ديگر کاربردهای نانو می باشد.اين در حالی است که ذرات بزرگتر از نانوذرات قادر به عبور از منافذ تومورها نيستند.
هدف گيری فعال با افزودن ليگاندبه سطوح نانو ذرات جهت اتصال به هدف خاص صورت می گيرد. اين ليگاندها مانند گيرنده ای بافت های آسيب ديده را شناسايي کرده و به آن متصل شده و داروی خود را آزاد می سازند.
سيستم های هدف گيری دقيق با استفاده از فناوری نانو باعث می شودکه اثرات جانبی روش های درمانی کم و کارايي آنها بيشتر شود.
داروها در کنار اعمال سودمندی که دارند، دارای اثرات ناخوشايندی هستند که استفاده درمانی آنها را محدود می کند.داروهايي که در شيمی درمانی سرطان استفاده می شوند، مثال بارزی از اين موارد هستند.ترکيبات ضد سرطان علاوه بر سلولهای هدف، سلولهای طبيعی بدن راهم از بين می برند. رسيدن به آزادسازی انتخابی داروها در مناطق خاص از بدن برای حداکثر کردن اثر درمانی دارو و به حداقل رساندن اثرات جانبی، خواسته ديرينه انسان است که با استفاده از فناوری نانو امکان پذير می شود.
·دارورسانی به مغز و درمان بيماري های مغزی با استفاده از سيستم های دارورسانی مبتنی بر نانو ذرات ممکن می شود.
غشاء خونی مغزی، يک سد نفوذناپذيردر برابر تعداد زيادی از داروها از جمله آنتی بيوتيک ها، داروهای ضد سرطان و تعدادی از داروهای موثر بر سيستم عصبی مرکزی بخصوص نوروپپتيد ها ايجاد می کند. اين مانع در سطح سلولهای پوششی مويرگ های مغزی وجود دارد و مهمترين مانع بين خون و مغز می باشد، که با استفاده از نانو، دارورسانی به مغز امکان پذير می باشد.
·سيستم های دارورسانی نانو ذره ای نسبت به ساير سيستم های ذره ای نفوذ بهتری در داخل بدن دارند.اندازه آنها اين اجازه را می دهد که از طريق وريدی، عضلانی و زير جلدی مصرف شده و تحريک کمتری در محل تزريق ايجاد شود و همچنين اين ذرات پايداری بيشتری، در نگهداری طولانی مدت، دارند.
از کاربرد های ديگر نانو می توان به درمان مبتنی بر فولرين ها، رسانش مبتنی بر پادتن ها(نانو کپسول های هوشمند)، رسانش و درمان مبتنی بر خاصيت مغناطيسی و...نام برد.
تهيه و تنظيم:رامين رمضانی کلهر
شركت تحقيقاتي، مهندسي توفيق دارو (سهامي خاص)
در جهان امروزی که همه چيز در حال پيشرفت و توسعه می باشد، هيچ صنعتی بدون تکيه بر همکاريها و تحقيقات بين رشته ای نمی تواند پيشرفتی حاصل نمايد. نانو تکنولوژی بعنوان يک علم امروزی، حوزه ای گسترده از رشته های علمی را در بر می گيرد که روز به روز تاثيرات فزآينده خود را بر روی صنايع بيشتر می کند. علاوه بر اين فناوری، دو زمينه علمی ديگر نيز سايه تاثيرات خود را هرچه بيشتر بر روی زندگی بشری خواهد گذاشت، که عبارتند از:
1-تکنولوژی اطلاعات(IT )
2-بيوتکنولوژی
با ظهور اينترنت و سنسورهای مرکب در زندگی بشری، دانش اطلاعات می رود تا به تدريج با توليد ابزارهای جديد جهان را به هم متصل نمايد.
بيوتکنولوژی نيز بعنوان يک زمينه علمی مهم در حال پيشرفت و ارائه پتانسيل های تازه می باشد.پيشرفت های بدست آمده در زمينه مهندسی ژنتيک، شناخت نحوه ارتباط سلول ها، تحقيقات سلولی و ديگر دستاوردهای حاصله در زمينه شناخت و کشف دارو، همگی بيانگر فرصت های جديد برای شرکت ها و سازمان های پويا است.
در ميان اين پيشرفت ها، نانوتکنولوژی و طيفی از فناوري های مرتبط با آن را بايدبه اين علوم اضافه نمود. نانو تکنولوژی يکی از علوم مرتبط با بيوتکنولوژی و تکنولوژی اطلاعات است که با محصولات خود در بازار، اعم از انرژی تا مواد، فناوري های زيادی را ايجاد نموده است.
نانوفناوری، توسعه و بکارگيری ساختارها و ادواتی با سايز 1 نانومتر(يک ميليونيم يک ميلي متر) تا 100 نانومتر که در آنها خواص فيزيکی، شيميايي و بيولوژيکی جديدی در مقايسه با مواد ميکروساختار يا ساختار اوليه پديدار می گردد.
عموما نانوساختارها را می توان با دو روش توليد کرد:
1-روش بالا به پايين(Up-Down ): در اين روش از توده جسم شروع کرده و ساختارهای کوچک را توسط روش هايي مانند ليتوگرافی و لايه-لايه سازی توليد می کنند.
2-روش پايين به بالا((Down-Up: در اين روش ساختارهای ماکرومولکولی و فوق مولکولی از واحد هاي اتمی يا مولکولی ساخته می شوند و هر اتم يا مولکول در جای خود قرار می گيرد.اين روش، شامل روش های ساخت شيميايي، مکانيکی(توليد مکانيکی) يا زيستی(توليد زيستی) است.
بطور کلی در اثر کاهش سايز،خواص فيزيکی، شيميايي و بيولوژيکی مطلوبدراجسام بوجود آمده، بدست خواهد آمد.
با کمک فناوری نانو تغييرات بنيادی در توليد دارو و دارورسانی روی خواهد آمد و پيش بينی می شود که در دهه آينده، نصف بازار 180 ميليارد دلاری دارو در دنيا، تحت تاثير آن قرار گيرد.
کاربردهای نانوفناوری در زمينه دارورسانی را می شود، به شرح ذيل تقسيم کرد:
شناساگرهای نانو قادر به تشخيص سرطان در مراحل اوليه آن که هنوز تعداد سلول های سرطانی کم می باشند، هستند.
کوچک کردن ذرات به اندازه نانو باعث فراهم شدن امکان استفاده از داروهای با حلاليت کم می شود و اين مسئله باعث می شودکه داروهای در دسترس شرکت های دارورسانی حدود دو برابر شود.
هدف قرار دادن تومورها بوسيله نانو ذرات با اندازه های بين 10-5 نانومتر، از ديگر کاربردهای نانو می باشد.اين در حالی است که ذرات بزرگتر از نانوذرات قادر به عبور از منافذ تومورها نيستند.
هدف گيری فعال با افزودن ليگاندبه سطوح نانو ذرات جهت اتصال به هدف خاص صورت می گيرد. اين ليگاندها مانند گيرنده ای بافت های آسيب ديده را شناسايي کرده و به آن متصل شده و داروی خود را آزاد می سازند.
سيستم های هدف گيری دقيق با استفاده از فناوری نانو باعث می شودکه اثرات جانبی روش های درمانی کم و کارايي آنها بيشتر شود.
داروها در کنار اعمال سودمندی که دارند، دارای اثرات ناخوشايندی هستند که استفاده درمانی آنها را محدود می کند.داروهايي که در شيمی درمانی سرطان استفاده می شوند، مثال بارزی از اين موارد هستند.ترکيبات ضد سرطان علاوه بر سلولهای هدف، سلولهای طبيعی بدن راهم از بين می برند. رسيدن به آزادسازی انتخابی داروها در مناطق خاص از بدن برای حداکثر کردن اثر درمانی دارو و به حداقل رساندن اثرات جانبی، خواسته ديرينه انسان است که با استفاده از فناوری نانو امکان پذير می شود.
·دارورسانی به مغز و درمان بيماري های مغزی با استفاده از سيستم های دارورسانی مبتنی بر نانو ذرات ممکن می شود.
غشاء خونی مغزی، يک سد نفوذناپذيردر برابر تعداد زيادی از داروها از جمله آنتی بيوتيک ها، داروهای ضد سرطان و تعدادی از داروهای موثر بر سيستم عصبی مرکزی بخصوص نوروپپتيد ها ايجاد می کند. اين مانع در سطح سلولهای پوششی مويرگ های مغزی وجود دارد و مهمترين مانع بين خون و مغز می باشد، که با استفاده از نانو، دارورسانی به مغز امکان پذير می باشد.
·سيستم های دارورسانی نانو ذره ای نسبت به ساير سيستم های ذره ای نفوذ بهتری در داخل بدن دارند.اندازه آنها اين اجازه را می دهد که از طريق وريدی، عضلانی و زير جلدی مصرف شده و تحريک کمتری در محل تزريق ايجاد شود و همچنين اين ذرات پايداری بيشتری، در نگهداری طولانی مدت، دارند.
از کاربرد های ديگر نانو می توان به درمان مبتنی بر فولرين ها، رسانش مبتنی بر پادتن ها(نانو کپسول های هوشمند)، رسانش و درمان مبتنی بر خاصيت مغناطيسی و...نام برد.
تهيه و تنظيم:رامين رمضانی کلهر
شركت تحقيقاتي، مهندسي توفيق دارو (سهامي خاص)