جستجو در تالارهای گفتگو

فن آوری نانو در پزشکی نويسنده: دکتر مرتضي شفقي خالکي نقاط کوانتومی نقاط کوانتومي، نانو کريستالهايي با ابعاد 2 تا 10 نانومتر هستند که در اثر تحريک شدن با نور، ايجاد فلورسانس کرده و از خود نور ساطع مي کنند. نقاط کوانتومي در دسته نيم رساناها قرار مي گيرند. اهميت نيم رساناها در اين است که رسانايي الکتريکي اين مواد را مي توان با محرک هاي خارجي مانند ميدان الکتريکي يا تابش نور تغيير داد، تا حدي که از نارسانا به رسانا تبديل شوند و مانند يک کليد عمل کنند. نقاط کوانتومي به علت کوچک بودن بسيار زيادشان، دسته منحصر به فردي که از نيمه رساناها به شمار مي روند. پهناي آنها بين 2 تا 10 نانومتر، يعني معادل کنار هم قرار گرفتن 10تا 50 اتم است. در اين ابعاد کوچک، مواد رفتار متفاوتي دارند و اين رفتار متفاوت قابليت هاي بي سابقه اي در کاربردهاي علمي و فني به نقاط کوانتومي مي بخشد. ساختمان نقاط کوانتومي از دو قسمت تشکيل شده است: يک هسته غيرآلي که اندازه آن رنگ نور ساطع شده از اين نقاط را تعيين مي کند، بخش دوم يک پوسته غيرآلي و يک پوشش آلي محلولي در آب است که با مولکولهاي زيستي ارتباط برقرار مي کند. کارآيي نقاط کوانتومي در پزشکي ناشي از دو خاصيت آنها است، اول اينکه آنها توانايي اتصال به ملکولهاي زيستي را دارند و دوم آنکه طول موجي را که از خود ساطع مي کنند، مي توان تنظيم کرد. به عبارت ديگر، نقاط کوانتومي مي توانند به گونه اي طراحي شوند که در اثر برخورد با يک طول موج مشخص رنگ مشخصي از خود ساطع کنند. نقاط کوانتومي مي توانند به ملکولهاي زيستي متصل شده و به عنوان ابزارهاي تشخيصي بسيار حساس استفاده شوند. در يک مطالعه انجام گرفته، نقاط کوانتومي را به پلي اتيلن گليکول (PEG) و يک آنتي بادي ضد آنتي ژن غشايي اختصاصي پروستات (PSMA) متصل کردند و سپس آنها را به موش هايي که بافت توموري به آنها پيوند زده شده بود، تزريق کردند. نقاطي کوانتومي به کمک جريان خون و به کمک آنتي بادي اختصاصي وارد تومور شده و در آنجا تجميع پيدا کردند. از نقاط کوانتومي همچنين مي توان براي تصويربرداري از بيماران سرطاني و تعيين مرحله بيماري و انتخاب روش درماني استفاده کرد. اين روش درماني مي تواند در بدخيمي هاي مختلف مثل سرطان پوست (ملانوما)، سرطان پستان، ريه و تومورهاي معدي روده اي به کار گرفته شود. در اين مورد نقاط کوانتومي پس از ورود به بدن توسط يک عامل هدف گيري (مثل آنتي بادي اختصاص يک بافت) در بافت مورد نظر تجمع پيدا مي کنند. سپس تحت تاثير تابش يک پرتو با طول موج مشخص،اين نقاط از خود تابش فلورسانس ابجاد مي کنند. نکته قابل توجه اين فن آوري نو، آن است که نقاط کوانتومي مورد استفاده، در محدوده مادون قرمز نزديک (NIR) تابش مي کنند. امواج مادون قرمز نزديک، نفوذ خوبي به بافت دارند (2تا5 سانتي متر)، ضمن اينکه امواج مزاحم (noise) کمتري نيز در دستگاه ثبت مي شود. رنگ هاي معمول که در حال حاضر براي تصويربرداري استفاده مي شوند، نسبت به نقاط کوانتومي در ناحيه مادون قرمز نزديک، شدت سيگنال کمتري ايجاد مي کنند. بنابراين تصويربرداري، به کمک نقاط کوانتومي تصاوير واضح تري از بافت ايحاد مي کند. البته بايد در نظر داشت که استفاده از نقاط کوانتومي در مطالعات باليني با خطرات و محدوديت هايي نيز مواجه است. در هسته اکثر نقاط کوانتومي عنصر کادميم وجود دارد که در مورد پتانسيل سمي اين عنصر نگراني هايي وجود دارد. از طرف ديگر، پوشش نقاط مرکزي براي حفاظت در برابر اثرات سمي اين عنصر، منجر به افزايش ابعاد اين نقاط مي شود، و ممکن است ابعاد آنها از ابعاد منافذ غشاء اندوتليوم و کليه بيشتر و دفع آنها با مشکل مواجه مي شود و اين نقاط در بدن تجمع پيدا کرده و سميت ايجاد کنند. نانوشل ها نانوشل ها(Nano shells) توسط وست و هالاس در دانشگاه Rice کشف شدند. اين ذرات از يک هسته از جنس سيليس و يک پوشش نازک فلزي تشکيل شده اند. اين ذرات مي توانند به کمک روش هاي ايمونولوژي به بافت مورد نظر هدايت شوند. از اين فن آوري براي درمان سرطان استفاده شده است. هيوش و همکارانش، از نانوشل هايي استفاده کردند که قادر بودند امواج مادون قرمز نزديک، که از يک منبع خارج بدن ساطع مي شدند را جذب کرده و بر اثر آن افزايش دما پيدا کنند. بر اثر افزايش دما، اين ذرات موجب مرگ سلولي شده در نهايت موجب تخريب بافت مورد نظر مي شوند. در يک روش ديگر، محققان نانوشل ها را در يک پليمر هيدروژني حاوي داروي ضد سرطان تعبيه کردند. سپس با استفاده از آنتي بادي اختصاصي آنها را به سمت بافت توموري مورد نظر هدايت کردند. با تاباندن ليزر مادون قرمز اين نانوشل ها گرم شده و موجب تخريب پليمر هيدروژني و آزادسازي دارو در بافت مورد نظر شدند. سپس داروي مورد نظر اثرات ضد سرطاني خود را اعمال کرد. مزيت اين روش، کاهش عارضه جانبي داروي ضد سرطان به کار رفته است، زيرا تنها در بافت مورد نظر آزاد مي شوند و در ساير بافت ها اثرات مضر خود را اعمال کرد. مزيت اين روش، کاهش عارضه جانبي داروي ضدسرطان به کار رفته است، زيرا تنها در بافت مورد نظر آزاد مي شود و در ساير بافت ها اثرات مضر خود را اعمال نمي کند. اخيرا از نانوشل ها در درمان انواع متاستاز يافته سرطانها و همچنين درمان ديابت نيز استفاده شده است. از نانوشل ها براي اهداف تشخيصي نيز استفاده شده است. از آن جمله از نانوشل هاي طلا براي رديابي ايمونو گلوبين ها استفاده شده است. در اين روش ايمونوگلوبين مورد نظر به نانوشل حاوي طلا متصل شده و وارد بدن مي گردد. از نانوشل هاي طلا با ابعادي استفاده مي شود که قادر به جذب طول موج قرمز نزديک باشند. نانوشل ها پس از ورود به بدن، در تمام بدن به گردش درمي آيند و بنابراين مي توان با تاباندن امواج مادون قرمز نزديک جايگاه آنها را در هر لحظه از بدن تعيين کرد. يک مزيت عمده اين کار دقت بالاي اين روش است، به طوري که به کمک آنها مي توان ايمونوگلوبين را در غلظت هاي نانوگرم در ميلي ليتر در پلاسما و خود رديابي کرد.