1. آشنایی با نانوپزشکی
"نانوپزشکی" شاخه‌ای از پزشکی نوین است که از فناوری نانو برای امور پزشکی بهره می‌گیرد. این فناوری با استفاده از نانوابزارها و نانوساختارهای مهندسی شده، اعمال ساخت، کنترل، دیدن و ترمیم سیستم زیستی انسان در مقیاس مولکولی را انجام می‌دهد. در ادامه به مثال‌هایی از کاربرد فناوری نانو در پزشکی می‌پردازیم.

1-2. داروهای هوشمند
داروهای هوشمند داروهای مبتنی بر فناوری نانو هستند که در بدن به صورت یک سیستم هوشمند عمل می‌کنند. آنها می‌توانند محل دقیق بروز بیماری و سلول بیمار را تشخیص دهند و با اثرگذاری مستقیم در آنجا جلوی عوارض جانبي و واكنش‌هاي حساسيت‌زا را بگيرند. "نانوپوسته" یک نمونه از داروهای هوشمند است. این دارو در حقیقت یک کره توخالی سیلیکونی است که با طلا پوشش داده شده است. دانشمندان می‌توانند آنتی‌بادی‌ها را به سطح این کره متصل نمایند و از این طریق سلول‌های بیمار را بیابند.
1-2. تصویربرداری
آشکارسازی پزشکی به پزشکان کمک می‌کند که آثار تاثیر بیماری و آسیب به بدن را مشاهده کنند. در گذشته این تصویربرداری برای بافت‌های خاص مثل استخوان‌ها مطرح بود، اما برای بافت‌های نرم انجام این فرآیند آنچنان آسان نیست. توسعه فناوری نانو کمک می‌کند که عوامل آشکارسازی جدیدی ایجاد شوند که به طور موثری، بافت‌های دلخواه را نشان دهند. این عوامل آشکارکننده با تابش نور در برابر اشعه دستگاه‌های تصویربرداری، امکان تصویربرداری از بافت‌های نرم بدن را فراهم می‌آورند.
1-3. آزمایشگاه روی تراشه
با کمک فناوری نانو می‌توان آزمایشگاه کوچکی ساخت که بسیاری از اعمالی که در آزمایشگاه‌ها و با صرف هزینه‌های بالا انجام می‌شود را در زمان کوتاه و با دقت بالا انجام داد. این آزمایشگاه‌ها در واقع تراشه‌های کوچکی از جنس سیلیکون، شیشه یا الاستومر با ابزار و کانال‌های نانومتری هستند که با عنوان "آزمایشگاه روی تراشه" شناخته می‌شوند.
این تراشه‌ها می‌توانند به آنالیز حجم کمی از نمونه‌ها بپردازند و قابل استفاده توسط تمامی تکنسین‌های آزمایشگاه‌های تشخیص، زیست‌شناسان، ماموران پلیس، کارمندان مراکز درمانی عمومی و حتی مردم عادی در منزل هستند. نمونه چنین تراشه‌هایی، دستگاه‌های اندازه‌گیری قند خون است.
1-4. نانوروبات
نانوروبات‌ها، روبات‌هایی در اندازه‌های مولکولی‌اند که پیش بینی می‌شود با گسترش فناوری ساخت آنها، دنياي علم پزشكي را دگرگون سازند. با كاربردي شدن اين اجزا، نانوداروها با استفاده از آنها مي‌توانند وارد بدن شوند، بخش‌هاي آسيب ديده را شناسايي يا درمان كنند. نانوروبات‌ها هنگام كار در بدن مي‌توانند توسط تصويربرداري MRI ديده شوند. اين نانوروبات‌ها ابتدا از طریق رگ‌های خونی و بافت‌های عروقی به بدن يك فرد تزريق مي‌شوند و پس از آن به سمت بافتي می‌روند كه براي آنها تعريف شده‌اند.
1-5. درمان و تشخیص سرطان به وسیله فناوری نانو
فناوری نانو، روش‌ها و ابزارهای متفاوتی برای درمان و تشخیص بیماری‌ها به ما داده است که از جمله آنها نانوابزارهایی هستند که برای درمان سرطان می‌توانند استفاده شوند. در این مقاله با چند نمونه از کاربردهای فناوری نانو در درمان این بیماری آشنا می‌شویم.
1-6. حرارت درمانی
حرارت درمانی یک روش درمانی موثر است که از آهن‌رباهای قوی جهت نشانه‌گیری دقیق سلول‌های سرطانی استفاده می‌شود به طوری که به سلول‌های دیگر آسیبی نرسد. سلول‌های سرطانی حساسیت زیادی نسبت به گرما دارند. همین ویژگی این روش را بسیار مؤثر و کارآمد می‌سازد. گرمای ایجاد شده توسط دانه‌های مغناطیسی روی سلول‌های سرطانی تاثیر بالایی داشته و آنها را از بین می‌برد و در تاثیر داروها بر بافت‌های سرطانی نیز بسیار موثر است.
1-7. نانولوله‌های کربنی
یکی دیگر از روش‌های پیشنهادی برای درمان سرطان، استفاده از نور لیزر است. در این روش از نانولوله‌های کربنی چند دیواره‌ی حاوی آهن استفاده می‌شود. تحقیقات نشان داده است که برخی ذرات همچون نانولوله‌های کربنی چنددیواره می‌توانند انرژی لیزر را جذب کرده و آن را به گرما تبدیل کنند. اگر این نانوذرات درون تومور گرم شوند، تومور را سوزانده و از بین می‌برند.
1-8. درمان سرطان به وسیله‌ی نانوپوسته‌ها
محققان به روشی برای درمانی بیماری سرطان به کمک نانوپوسته‌ها دست یافته‌اند. آنها بیلیون‌ها نانوپوسته طلا را به داخل خون تزریق می‌کنند. از آنجائیکه رشد سلول‌هاي سرطانی بیش از حدِ نرمال است، به تغذیه بیشتری از خون نسبت به سایر سلول‌ها نیاز دارند و به همین خاطر امکان دستیابی نانوپوسته‌ها به سلول‌هاي سرطانی زیاد است. نانوپوسته‌ها به سلول‌هاي سرطانی می‌چسبند و با تاباندن نور لیزر با طول موج مخصوصِ تحریک پلاسمون‌هاي موضعی، میدان خیلی زیادي(چندین هزار برابر میدان اولیه) اطراف نانوپوسته‌ها به وجود می‌آید. به این ترتیب نور تابشی به گرما تبدیل شده که موجب از بین رفتن سلول‌هاي سرطانی می‌گردد. ضمناً از بین فلزات، طلا و نقره اثرات شدیدتري از خود نشان می‌دهند ولی از بین این دو، طلا نسبت به نقره سازگاري بیشتري با بدن دارد.
1-9. استفاده از نانوبلورهای سیلیکون برای تصویربرداری از تومورها
نقاط کوانتومی مواد مناسبی برای تصویربرداری از بافت‌ها هستند. این مواد با تجمع در بافت و ایجاد درخشندگی لازم در برابر تابش اشعه به تصویربرداری از محل موردنظر کمک می‌کنند. اما مواد مورد استفاده برای این منظور غالبا سمی هستند. امروزه پژوهشگران روشی ارائه داده‌اند که با آن می‌توان از سیلیکون، ماده‌ی غیرسمی نانوبلورهای فلورسانس زیست سازگار تولید نمود. محققان این پروژه از این نانوبلورها در تصویربرداری از تومورها و سرطان‌های در حال گسترش درون غدد لنفی استفاده کرده‌اند.
2. داروسازی نوین با کمک فناوری نانو
یکی از مهم‌ترين کاربردهای فناوری نانو در پزشکی در زمینه دارورسانی است که منجر به بوجود آمدن دارورسانی نوین شده است.
این شیوه جدید دارورسانی موفقیت‌های چشمگیر خود را مدیون وجود نانوذرات با خواص ويژه زیر است:
ظرفیت بالا برای حمل دارو، سطح فعال بسیار وسیع برای واکنش، کوچکی مناسب برای عبور از سطوح خونی، قابلیت تجمع در بافت هدف و سمیت پایین
در سیستم دارویی قدیم به علت غیرواقعی بودن دوز دارویی، از لحاظ مقدار نیاز برای درمان، بسیاری از آن در دستگاه گوارش، گردش خون و بافتهای واسط به هدر می‌رفت تا مقدار مورد نظر به سلول‌های هدف برسد. داروهای جذب شده در طول مسیر ممکن است عوارض جانبی ایجاد کند که در بیماری‌های دیابتی و سرطان، باعث ریزش مو و عوارض بسیاری می‌شود. تزریق مکرر نیز باعث دردناک شدن بافتها می‌شود که برای بیمار، غیرقابل تحمل است؛ اما فناوری نانو در دارورسانی، راه حل‌هایی اندیشیده است.

2-1. دارورسانی با نانوسوسپانسیون‌ها
قسمت اعظم ترکیبات شیمیایی جدیدی که به منظور ساخت داروهای جدید تولید می‌شوند، نامحلول و یا کم محلول در آب هستند، بنابراین جذب کمی نیز دارند. این مساله، مانع بزرگی در برابر ساخت فرمولاسیون‌های کارآمد از این ترکیبات به شمار می‌رود. نانوسوسپانسیون‌ها نوعی توزیع کلوئیدی ذرات خالص داروها در اندازه‌های کوچکتر از میکرون می‌باشند که با استفاده از سورفاکتانت پایدارشده‌اند. از نانوسوسپانسیون‌ها برای فرمولاسیون داروهایی که هم در آب و هم در روغن نامحلول هستند، نیز می‌توان استفاده کرد. استفاده از فناوری نانو در سوسپانسیون‌ها، باعث فراهم آمدن امکان استفاده از این داروها بدون نیاز به استفاده از حلالها می‌گردد. به کمک این فناوری، دارو در حالت بلوری مدنظر در حالی که اندازه نانوذرات آن کاهش یافته نگهداری می‌شود و این نکته باعث افزایش سرعت انحلال و افزایش جذب دارو می‌گردد.

3. نانوروبات‌ها در دندان‌پزشکی
دانشمندان معتقدند با پیشرفت در زمینه مهندسی، فناوری نانو و دندانپزشکی و دستیابی به درک عمیق‌تری از ساختمان دندان، می‌توان ماشین‌های میکرویی و روبات‌های نانومتری نیرومند و متخصص را طراحی کرد و به وسیله آنها در ابعاد نانومتری به تعمیر و ترمیم بافت‌ها و دندان‌ها پرداخت. این روبات‌ها علاوه بر قابلیت انجام تعمیرات در سطح دندان، می‌توانند در موارد زیر نیز به دندانپزشک کمک نمایند.

3-1. بیهوشی موضعی دهانی
در دوره نانودندان‌پزشکی یک سوسپانسیون کلوئیدی شامل میلیون‌ها روبات دندانی فعال و ضددرد در مقیاس میکرونی به لثه بیمار به طور آرام تزریق خواهد شد. پس از تماس با سطح تاج دندان یا مخاط، نانوروبات‌های به حرکت در آمده از روش‌های مختلف خود را به پالپ یا عصب دندانی می‌رسانند.
پس از قرار گرفتن در پالپ، روبات‌های دندانی ضددرد می‌توانند به دستور دندانپزشک سبب از بین رفتن هرگونه حسی در دنـدان مشخصی که نیاز به درمان دارد، گردنـد. بعد از اینکه مراحل درمانی کامل شد، دندانپزشک به نانوروبات‌ها فرمان می‌دهد تا تمام حس‌ها را بازگردانند و از همان راهی که وارد شده‌اند، از دندان خارج گردند.
3-2. دهان شویه‌های نانوروباتی
دهان شویه‌های نانوروباتی که در زیر سطح الکوزال قرار می‌گیرند، می‌توانند از دهان شویه‌ها و یا از خمیردندان‌ها، وارد دهان شده و قادر خواهند بود تمامی سطوح بالا و پایین لثه را از خوردگی محافظت نموده و مواد آلی متابولیسمی به دام افتاده را تبدیل به گازی بی‌ضرر و بی‌بو گردانند و لایه‌های جرم را از بین ببرند.
این نانوروبات‌های دندانی کوچک و نامرئی به ابعاد 1 تا 10 میکرون هستند که با سرعت 1 تا 10 میکرون بر ثانیه بر روی سطح دندان به حرکت درمی‌آیند و از خصوصیاتشان می‌توان ارزان بودن و ایمنی را نام برد، زیرا آنها می‌توانند در صورت خورده شدن، به راحتی غیرفعال شوند.
4. معرفی پروژه دانش‌آموزی
4-1. امولوسیون پاکسازی سطوح بیمارستانی
پوریا ولی‌جانـــی و محمدحسن عموعـابدینــی دانش‌آمــوزان پژوهشگـر شهر قدس با روشی ابــداعی موفق بـه سنتز محلول ضدعفونی کننــده‌ای از ترکیب نانوذرات نقره و اکسیدروی شده‌انــد. آزمایش‌هــا نشان داده‌انــد که این محصول قادر است تمام عوامل بیماری‌زا (میکروب‌ها، باکتری‌های گرم مثبت و گرم منفی، قارچ‌ها همراه با اسپورشان، انگل‌ها و ویروس‌ها) را کاملا از بین ببرد.
بنابراین این محلول می‌تواند به عنوان ماده ضدعفونی و استریل کننده در محیط‌های بیمارستانی استفاده شود. این ماده از طریق لغزنده کردن دیواره‌ی سلولی این عوامل را کاملا از بین می‌برد. قدرت پاک کنندگی این محصول در 5 ثانیه 80 درصد است و نیز قابلیت استریل نگهداشتن محیط را تا 24 ساعت دارد.
از دیگر مزایای این محصول می‌توان به استفاده آسان، حمل و نقل آسان، سازگاری با محیط زیست، هزینه پایین، بدون بو و حساسیت پوستی اشاره کرد.
این طرح دارای گواهینامه ثبت اختراع و تاییدیه از مرکز پژوهش‌های نوین علوم زیستی است و تمامی مراحل آن در این مرکز و زیر نظر اساتید آن انجام شده است.
از افتخارات پژوهشگران این طرح کسب مقام پنجم کشوری، مقام دوم استانی، مقام اول منطقه در جشنواره خوارزمی و همچنین مقام اول در چهارمین جشنواره بین‌المللی فناوری نانو است.
5. معرفی پژوهش‌سرای دانش‌آموزی
5-1. پژوهش‌سرای دکتر حسابی شیراز
پژوهش‌سرای دانش‌آموزی دکتر حسابی اداره آموزش و پرورش ناحیه 4 شیراز از سال 1371 با راه‌اندازی آزمایشگاه‌های شیمی، فیزیک، زیست شناسی و سایت رایانه فعالیت خود را آغاز نموده و از مهرماه سال 1389 به پژوهش در حوزه علوم و فناوری نانو پرداخته است. این پژوهش‌سرا تاکنون توانسته است دانش‌آموزان زیادی را برای شرکت در مسابقات و المپیادهای علمی آزمایشگاهی شیمی، فیزیک و زیست‌شناسی، رباتیک، رایانه و فناوری نانو و همچنین جشنواره خوارزمی آماده سازد.
در زمینه فناوری نانو، فعالیت پژوهش‌سرای دکتر حسابی با برگزاری گردهمایی‌های بسیاری با عنوان "میز نانو و تحقیقات" به هدف آشنایی دانش‌آموزان و همکاران فرهنگی با فناوری نانو و دعوت از دانش‌آموزان علاقه‌مند برای انجام پروژه‌های تحقیقاتی مرتبط با فناوری نانو و شرکت در المپیاد نانو آغاز شده است.
برگزاری 4 دوره آموزشی مقدماتی آشنایی با علوم و فناوری نانو برای سرگروه‌ها و فرهنگیان محترم استان به تفکیک رشته و حدود 10 دوره برای دانش‌آموزان دختر و پسر از دیگر اقدامات این مرکز بوده است. شرکت‌کنندگان در این دوره‌ها علاوه بر آشنایی با فناوری نانو، با نحوه‌ی تحقیق، پژوهش و تدوین مقالات علمی نیز آشنا شده‌اند. برگزاری موفق اولین همایش استانی فناوری نانو در سال 1389 نیز سبب گردید تا این ناحیه به عنوان قطب نانو جنوب کشور شناخته شود. یکی دیگر از فعالیت‌های موثر پژوهش‌سرا در سال تحصیلی 90-89 و 91-90 حضور دبیر علمی همایش در مراسم صبحگاهی دبیرستان‌ها و بعضی مدارس راهنمایی و معرفی فناوری نانو بوده که با استقبال مدارس مواجه شده است. به دنبال آن کلاس‌های 6 ساعته برای دانش‌آموزان برگزار گردیده که در مجموع حدود 400 نفر از دانش‌آموزان استان فارس اعم از دختر و پسر موفق به شرکت در این دوره‌ها شده‌اند.

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: