ایده پیدایش علم نانوپزشکی برگرفته از چیست؟

امروزه کاربردهای فناوری نانو به نحوی گسترده است که تعامل آن با مولکول‌های زیستی منجربه ایجاد عرصه‌ای تازه به نام «نانوپزشکی» یا «پزشکی توانمند به کمک فناوری نانو» شده است؛ نانوپزشکی به عنوان عرصه‌ای تازه در زمینه علم و فناوری باید بهتر شناخته شده و مسائل مرتبط با آن از جمله تجهیزات پزشکی در مقیاس نانو، تشخیص در شرایط آزمایشگاهی، سیستم‌های تحویل دارو و مسائل تجاری و دیدگاه صنعتی مطرح شود.

محققان در پژوهشی با عنوان «آشنایی با نانوپزشکی و نانوداروها» آورده‌اند که ایده پیدایش علم نانو و داروسازی، از فرضیه‌ای امکان استفاده از نانوروبات‌ها و ابزارهای مرتبط دیگر و ورود آن‌ها به بدن انسان برای درمان‌های در سطح سلولی آغاز شد.

این پژوهش توسط سید محمدرضا میرابوطالبی و لیلا وفاجو دانشیار گروه مهندسی شیمی انجام شده که نشان می‌دهد امروزه علم نانو به صدها شاخه مختلف تقسیم شده که هر کدام از آن‌ها تجسمی از این بینش هستند که نانومواد و تجهیزات در مقیاس مولکولی می‌توانند فواید بسیاری را در تحقیقات علمی و پزشکی به ارمغان بیاورند.

نانوپزشکی علم و فناوری تشخیص، درمان و جلوگیری از بیماری‌ها و صدمات ناشی از درد و حفظ و بهبود سلامت انسان با استفاده از ابزارهای مولکولی و دانش مولکولی بدن انسان است. به عبارت دیگر، نانوپزشکی به عنوان استفاده از فناوری نانو برای سلامت تعریف شده که از خواص اصلاح شده و یا جدید فیزیکی، شیمیایی و زیست‌شناختی در مقیاس نانو بهره می‌برد. 

نانوپزشکی دارای تاثیر بالقوه در پیشگیری، تشخیص و درمان زودهنگام و قابل اعتماد از بیماری است؛ با این حال نانوپزشکی، بیشتر یک مفهوم علمی است تا صنعتی، به همین دلیل نانوپزشکی گاهی تحت عنوان فناوری پیشرفته پزشکی طبقه‌بندی می‌شود. باید مطرح کرد که برخی از قوانین فیزیکی در مقیاس نانو متفاوت هستند و این ممکن است برای کاربردهای پزشکی مطلوب یا نامطلوب باشد. 

زمانی که مقیاس و اندازه‌ها کوچک می‌شوند، نسبت سطح به حجم افزایش می‌یابد. به طوری که نانوذرات با داشتن سطحی زیاد برای انجام فعل و انفعالات شیمیایی با مولکول‌های زیستی بسیار مناسب هستند. علاوه بر این، زمان واکنش‌های زیست‌شیمیایی کوتاه‌تر شده و ابزارهای آنالیز دقیق‌تر و حساس‌تر شوند. یکی از مزایای کوچک‌سازی دستگاه‌های آنالیزی، کاربرد آن‌ها در نمونه‌برداری در بافت‌های زنده است. در مقابل، اندازه‌گیری مولکول‌های زیستی در غلظت‌های پایین مانند برخی نشانگرهای زیستی در نمونه‌های بزرگ مانند قطرات خون نیاز به مراحل اولیه تغلیظ این مولکول‌ها دارد.

هدف از نانوپزشکی ممکن است به طور گسترده به صورت نظارت جامع، کنترل، تعمیر و نگهداری، دفاع و بهبود تمام سیستم‌های زیست‌شناختی انسان در سطحی مولکولی و با استفاده از دستگاه‌هایی با ساختار نانو تعریف شود که در نهایت به مزایایی در پزشکی منجر می‌گردد.

سیستم نانوذرات دارای اندازه‌های مختلفی از چند نانومتر مانند میسل‌ها تا چند صد نانومتر مثل لیپوزوم هستند. به عنوان مثال سیستم‌های تحویل دارو به راحتی می‌توانند با مولکول‌های زیستی واقع در ۲ سطح داخل سلولی و بیرون سلولی، ارتباط برقرار کنند. سیستم‌های تحویل نانوداروها به تنهایی می‌توانند داروهای شیمی درمانی و انکپسوله را منتقل کنند و به محض نفوذ به سلول‌ها می‌توانند داروها را به داخل آن‌ها تخلیه کنند.

اصلی‌ترین زمینه‌های نانوپزشکی مواردی مانند تشخیص در شرایط آزمایشگاهی و در داخل بدن از جمله تصویربرداری، پزشکی احیاکننده، دستگاه‌های ایمپلنت و تحویل دارو نیز هست. تشخیص در شرایط آزمایشگاهی در پزشکی سنتی یک کار پرزحمت و سخت به حساب می‌آید و ممکن است بسته به نوع روش، روزها یا هفته‌ها به طول بیانجامد. زوال نمونه‌ها، پرهزینه بودن، زمان انتظار طولانی، نتایج نادرست برای نمونه‌هایی با مقادیر کوچک، مشکلات در یکپارچه‌سازی پارامترهای به دست آمده توسط طیف گسترده‌ای از روش‌ها و استانداردسازی ضعیف نمونه‌ها از معایب و مشکلات روش‌های معمولی و سنتی آزمایشگاهی است.

کوچک‌سازی و یکپارچه‌سازی توابع مختلف در یک دستگاه واحد، براساس فناوری‌های نوین صنعت الکترونیک، منجر به توسعه نسل جدیدی از دستگاه‌هایی می‌شود که کوچکتر، سریع‌تر و ارزان‌تر هستند. این دستگاه‌های تحلیلی و اندازه‌گیری نیاز به نمونه‌های با تعداد یا حجم‌های کمتری داشته و تنها با یک اندازه‌گیری می‌توانند اطلاعات زیست‌شناختی دقیق‌تر و کامل‌تری ارائه کنند.

این پژوهش در نشریه مهندسی شیمی ایران منتشر شده است.