فناوری نانو

جراحي با نانو رباتها براساس گزارش اعلام شده از سوي موسسه ملي و انجمن سرطان ايالات متحده آمريكا مراحل آزمايشي بررسي تاثير داروي ساخته شده براي مبارزه با بيماري‌هاي سرطاني، نتايج موفقيت‌آميزي را به همراه داشته و توانسته است موارد جديد ابتلا به سرطان و همچنين آمار مرگ و مير ناشي از ابتلا به اين بيماري را در زنان و مردان به ميزان قابل توجهي كاهش دهد.
در فاصله زماني بين سال‌هاي 1999 تا 2005 ميلادي آمار تشخيص موارد جديد مبتلا به سرطان سالانه 8 درصد كاهش يافته است. اگرچه در سال‌هاي اخير مرگ و مير ناشي از برخي بيماري‌هاي خاص رشد صعودي داشته است، اما به دليل كاهش پيامدهاي نامطلوب ناشي از ايجاد سلول‌هاي سرطاني در برخي از اندام‌ها نظير پروستات، ريه، پستان و روده نرخ مرگ و مير ناشي از سرطان در كشورهاي مختلف به ميزان چشمگيري كاهش يافته است. البته بايد توجه داشت كه اين موضوع از بسياري جهات قابل تامل است. برخي از محققان و كارشناسان بر اين باورند كه نتايج به دست آمده از بررسي‌هاي آماري مي‌تواند ناشي از كاهش مراجعه بيماران به مراكز درماني براي انجام آزمايشات تشخيصي مانند انجام ماموگرافي، تست‌هاي تشخيصي پروستات و ديگر روش‌هاي تشخيص سلول‌هاي سرطاني در اندام‌ها و اعضاي مختلف بدن باشد. در اين صورت، پزشكان از وجود بيماران ديگري كه هنوز ابتلا به سرطان در آنها تاييد نشده است، آگاه نخواهند بود. اين در حالي است كه از سوي ديگر كاهش آمار مبتلايان به سرطان مي‌تواند بازتاب انتخاب روش سالم زيستن توسط افراد مختلف و بويژه تصميم‌گيري آنها مبني بر ترك عادات غيرسالم و غيربهداشتي در برنامه زندگي باشد. اگرچه دستيابي به اين هدف، رويدادي است كه بايد آن را به فال نيك گرفت، اما بايد توجه داشت كه حفظ چنين جرياني مستلزم انجام اقداماتي ديگر مانند ايجاد تغييراتي مشابه در شيوه زندگي افراد است.

حمله به سلول‌هاي سرطاني با نانوذرات

از آنجايي كه نانوفناوري توانسته است به نتايج موفقيت‌آميزي در انتقال داروها به هدف در مراحل آزمايشي و باليني دست يابد، محققان اميدوارند با استفاده ازنانوذرات بتوانند در آينده‌اي نه‌چندان دور براي انتقال روش‌هاي درماني مختلف ضد سرطاني در بدن، به روش درماني موثري براي اين بيماري كه رتبه اول عامل مرگ و مير انسان‌ها در سطح جهان را به خود اختصاص داده است، دست يابند. براساس مطالعات انجام شده شكل نانوذرات بيش از اندازه آنها در از بين بردن سلول‌هاي سرطاني موثر خواهد بود. با تغيير شكل ناقل‌هاي ميكروسكوپي داروها ممكن است به جاي اين كه نانوذرات بتوانند در سلول‌هاي سرطاني نفوذ كرده و آنها را منهدم سازند، خود طعمه سيستم ايمني بدن شده و از بين بروند. اگرچه از نظر منطقي هرچه اين ذرات كوچك‌تر باشند، توانايي نفوذ آنها در غشاء سلولي نيز به مراتب بيشتر خواهد بود، اما به گفته دانشمندان با توجه به واكنش سيستم ايمني بدن نسبت به اين نانوذرات اگر شكل آنها ميله‌اي باشد در مقايسه با ديگر انواع نانوذرات سريع‌تر جذب سلول‌هاي هدف مي‌شوند. اگر ايمني و تاثير مثبت نانوتكنولوژي به عنوان روشي جديد در دارورساني مورد تاييد قرار گيرد، مي‌توان نانوذرات غليظ شده حامل دارو را به طور مستقيم به محل مورد نظر تزريق كرد. در صورتي كه بتوان اين ذرات را از مواد آلي زيستي و به شكل‌هاي گوناگون طراحي كرد، براي مثال جايگزيني روش تزريق و نانوذرات ناقل دارو به محل مورد نظر به جاي تزريق وريدي 2 ساعته داروهايي كه براي درمان بيماران مبتلا به آرتريت روماتيسمي تجويز مي‌شود، امكان‌پذير خواهد بود. علاوه بر اين در اين روش، دارو در زمان مورد نظر و بدون اين كه بخشي از آن هدر برود به محل مورد نظر تزريق خواهدشد. با توجه به آنچه گفته شد مي‌توان پيش‌بيني كرد در آينده نانوربات‌ها ساخت و انتقال داروها در بدن را متحول ساخته و به تسخير درآورند. اگرچه پيش از اين دانشمنداني همچون ريچارد فاينمن با ارائه مقالاتي در سال 1959 ميلادي با بررسي موانع و محدوديت‌هاي موجود در مسير ساخت اجسام بسيار كوچك و مينياتوري در ابعاد نانو دستيابي به اين هدف را براساس فناوري‌هايي كه در اين بازه زماني در اختيار داشتند، امكان‌پذير نمي‌دانستند، اما خوشبختانه امروزه با اتكا به فناوري‌هاي نويني كه در اختيار دانشمندان قرار گرفته است، دستيابي به بسياري از اهداف ديرينه امكان‌پذير شده است.

ذراتي در ابعاد نانو

يافته‌هاي نوين، نويدبخش دستيابي به تجهيزاتي در ابعاد ميكروسكوپي است كه با هدف قرار دادن سلول‌هاي سرطاني جايگزين روش‌هايي خواهند شد كه در مقايسه از دقت كمتري برخوردار بوده و علاوه بر سلول‌هاي سرطاني، با عوارض جانبي براي بافت‌هاي سالم بدن همراه بودند. استفاده از مواد شيميايي سمي يا پرتو درماني براي مبارزه با سلول‌هاي سرطاني از جمله روش‌هايي است كه اگرچه در مبارزه با سلول‌هاي سرطاني در بدن موفقيت‌آميز بوده است اما با عوارض جانبي براي بافت و سلول‌هاي سالم پيرامون سلول‌هاي سرطاني همراه است. اين در حالي است كه استفاده از فناوري نانو در حوزه پزشكي براي يافتن سلول‌هاي سرطاني و از بين بردن آنها مي‌تواند بدون اين كه به سلول‌هاي سالم آسيبي برساند آنها را به طور هدفمند از بين ببرد. پزشكان پيش‌بيني كرده‌اند كه استفاده از اين روش در درمان طيف وسيعي از بيماري‌هايي مانند سرطان به عنوان سلاحي جديد در مبارزه با بيماري‌ها مي‌تواند انقلاب عظيمي را در حوزه پزشكي بنيان‌گذاري كند، نانو ذارت مي‌توانند به طرق مختلف سلول‌هاي هدف را مورد حمله خود قرار دهند كه يكي از اين‌ راه‌ها ورود اين ذرات به جريان خون و مكان‌يابي سلول‌هاي سرطاني است. همچنين اين ذرات مي‌توانند با انتقال داروها به سلول‌هاي هدف و آزادسازي اين داروها در داخل و يا نزديكي سلول‌هاي سرطاني سبب كوچك شدن يا منهدم ساختن آنها شوند. به عبارت ديگر نانوفناوري چگونگي شناسايي، تشخيص، درمان و پيشگيري از بيماري‌هاي مختلف را تحت‌‌تاثير خود قرار خواهد داد. از آنجايي كه فناوري‌هاي نوين به دست آوردن اطلاعات زيستي و تجزيه تحليل آنها در كمترين زمان ممكن و با صرف كمترين هزينه را امكان‌پذير ساخته‌اند مي‌توان اميدوار بود كه پزشكي با اتكا به اين توانمندي آينده درخشاني را پيش‌روي داشته باشد. يكي از زيرساخت‌هاي اصلي و مهم در اين روند، در اختيار داشتن تجهيزات بسيار كوچك در ابعاد نانو متري است كه انجام آزمايشات تشخيصي از تنها مقدار اندكي از نمونه خون جمع‌آوري شده از فرد بيمار و يا حتي يك سلول از بافت بيمار را امكان‌پذير مي‌سازد. به اين ترتيب راه‌هاي جديدي براي بررسي و درمان بيماري‌ها بدون اين كه بدن فرد را به عنوان يك سيستم پويا از واكنش‌هاي مولكولي در نظر گرفته و تحت بررسي قرار دهيم در اختيار خواهد بود. علاوه بر اين در نهايت مي‌توان سيستم‌هاي سطحي اندازه‌گيري پارامترهاي متغير را به صورت يك مدل رايانه‌اي مورد توجه قرار داده و درباره نخستين شاخص‌هاي يك بيماري اطلاعاتي را به دست آورد.

درمان در سطح وسيع

اگرچه گسترش فناوري نانو در حوزه پزشكي هدفي است كه دستيابي به آن مستلزم انجام تحقيقات بسيار در اين زمينه خواهد بود اما اين بدين معني نيست كه دستيابي به چنين هدفي دور از انتظار است. از آنجايي كه نانوفناوري بيش از آن كه به عنوان كاربرد اتم‌ها به عنوان واحدهاي ساختماني مطرح باشد به عنوان كاربرد مكانيك كوانتومي در زمينه‌هاي مختلف علوم مهندسي مورد توجه قرار گرفته است بنابراين مي‌توان اميدوار بود كه نانو داروها نيز بتوانند روزي به عنوان يك روش سيستماتيك و طبقه‌بندي شده براي انجام مطالعات در حوزه سلامت و همچنين تضمين سلامت و بهبود بيماران در سطح مولكولي مورد استفاده قرار گيرند.
تسريع پيشرفت و توسعه علوم ژنتيكي زمينه مناسبي را براي ايجاد سهولت در شناسايي و تشخيص بيماري‌ها حتي در صورت عدم وجود نشانه‌هاي باليني در فرد بيمار، به وجود خواهد آورد. به اين ترتيب نه تنها با استفاده از آزمايشات تشخيصي نمونه‌گيري خون فرد بيمار تشخيص ايجاد سلول‌هاي سرطاني در كبد امكان‌پذير خواهد بود بلكه مي‌توان تشخيص داد كه تومورهاي سرطاني ايجادشده در مغز بيمار به كدام زيرگروه تعلق دارد تا براساس آن بتوان موثرترين روش درماني را انتخاب كرد. اگرچه بسياري از محققان بر اين باورند كه حتي علي‌رغم دسترسي به روش‌هاي درماني نوين مانند نانو داروها نمي‌توان بهبود بيماري را تضمين كرد اما مي‌توان اميدوار بود روزي بتوانيم بيماري‌هاي كشنده مانند سرطان و ايدز را نيز مانند بيماري ديابت تحت كنترل قرار دهيم. چرا كه يكي از ويژگي‌هاي منحصر به فرد نانو داروها اين است كه اين سلول‌ها علي‌رغم اين كه بسيار كوچك هستند قادرند به روش موثرتري بخش وسيع‌‌تري از بدن را كه مورد هجوم عوامل بيماريزا قرار گرفته است، درمان كنند.

فرانك فراهاني جم
www.jamejamonline.ir

فن‌آوري نانو ركورد ريزترين نوشته را شكست فيزيکدان‌ها رکود کوچک‌ترين نوشته جهان را شکسته و توانستند حروفي تنها به اندازه 3/0 نانومتر ايجاد كنند كه نشان مي دهد که اطلاعات را مي‌توان به شکلي چگال تر از آنچه تصور مي‌شد ذخيره کرد.
اين پژوهش در موسسه علوم مواد و انرژي (SIMES) که موسسه‌اي مشترک ميان دانشگاه استنفورد و آزمايشگاه ملي شتاب‌دهنده SLAC (متعلق به وزارت انرژي آمريکا) مي‌باشد، انجام شده است.
دانشمندان دانشگاه استنفورد در سال‌هاي 1985 و 1990 موفق به ثبت رکورد کوچک‌ترين نوشته دنيا شده بودند و با اين کار، افتخارات گذشته خود را دوباره احيا کرده‌اند.
اين پژوهشگران حروف «اس» و «يو» (Stanford University) را درون الگوهاي تداخلي تشکيل‌شده توسط امواج کوانتومي الکترون روي يک سطح باريک از مس کدگذاري كردند.
الگوهاي امواج طرح سه‌بعدي کوچکي از اين اطلاعات را به تصوير مي‌کشند که مي‌توان آن را توسط يک ميکروسکوپ قوي مشاهده کرد.
هري مانوهاران، استاد فيزيک و راهنماي اين پروژه تحقيقاتي مي‌گويد: «تا چه دانسيته‌اي مي‌توانيد اطلاعات را روي يک تراشه رايانه‌اي کدگذاري کنيد؟ فرض بر اين بوده است که به طور اساسي محدوده نهايي زماني است که هر اتم نمايانگر يک بيت باشد. ديگر بيش از اين نمي‌توان ادامه داد؛ به عبارت ديگر، امکان کاهش مقياس در محدوده زيراتمي امکان‌پذير نيست اما در اين آزمايش ما به ازاي هر الکترون، 35 بيت را ذخيره نموديم تا بتوانيم هر حرف را کدگذاري کنيم؛ بنابراين ديگر يک بيت به ازاي هر اتم حد نهايي دانسيته اطلاعات نيست».
50 سال است که تلاش براي کوچک‌تر نوشتن، نقشي اساسي در توسعه فن‌آوري نانو ايفا کرده است، بسيار قبل از آنکه کلمه «نانو» به يک واژه روزمره تبديل شود.
ريچارد فاينمن، فيزيکدان بزرگ، در سخنراني خود در سال 1959 بيان كرد که هيچ محدوديت فيزيکي که از کوچک‌تر کردن ماشين‌ها و مدارات جلوگيري کند، وجود ندارد.
عنوان سخنراني او اين بود: «فضاي زيادي آن پايين وجود دارد».
فاينمن يک جايزه 1000 دلاري براي کسي تعيين کرد که بتواند راهي براي نوشتن يک صفحه از يک کتاب معمولي به اندازه 25000 برابر کوچک‌تر از اندازه معمول بيابد (مقياسي که در آن کل دايره‌المعارف بريتانيکا روي نوک يک سوزن جاي مي‌گيرد).
او اين مبلغ را تا سال 1985 نزد خود نگه داشته و سپس يک چک براي تام نيومن، دانشجوي تحصيلات تکميلي دانشگاه استنفورد که با پروفسور فابين پيس، استاد مهندسي برق کار مي کرد، ارسال کرد.
نيومن از ليتوگرافي اشعه الکتروني براي حک کردن صفحه آغازين کتاب معروف چارلز ديکنز ، داستان دو شهر ، استفاده كرد به نحوي که فقط با ميکروسکوپ الکتروني امکان خواندن آن وجود داشت.
اين رکورد تا سال 1990 باقي ماند ؛ در آن زمان محققان آي‌بي‌ام با آرايش دادن 35 اتم زنون، حروف نام شرکت خود را روي يک سطح درج كردند.

جام جم آنلاين

دنیای ریاضیات در فضای نانو علوم نانو و فناوری نانو بیانگر رهگذری به سوی دنیایی جدید هستند. سفر به اعماق سرزمین اتمها و مولکولها نوید دهندة اثراث اجتماعی شگفت‌انگیزی است: در علوم بنیادین، در فناوریهای نو، در طراحی مهندسی و تولیدات، در پزشکی و سلامت و در آموزش .
پیش‌بینی‌های گسترده در حوزه کشفیات جدید، چالشها، درک مفاهیم، حتی هنوز فرم و محتوای موضوع، مه‌آلود و اسرارآمیز است. این مقاله می‌کوشد تا چالشهای دنیای ریاضیات را در مواجهه با دنیای شگفت‌انگیز نانو بررسی کند. به عبارت دیگر، ریاضیات در معماری پازل نانو چه نقشی خواهد داشت:
همگان بر این نکته توافق دارند که پیشرفتهای بزرگ، مستلزم تعامل میان مهندسان، ژنتیست‌ها، شیمیدانان، فیزیکدانان، داروسازان، ریاضیدانان و علوم رایانه ای ها است. شکاف میان علوم و فناوری، میان آموزش و پژوهش، میان دانشگاه و صنعت، میان صنعت و بازار بر مجموعه تأثیرگذار خواهد بود. دلایل کافی مبتنی بر فصل مشترک میان نظامهای کلاسیک و فرهنگ ها موجود است.
این انقلاب علمی و فناورانه، منحصر به فرد است. این بدین معنی است که می‌بایستی نه تنها در بعد علمی، که در سایر ابعاد، نیز زیرساختهای بنیادین با حداکثر انعطاف پذیری در برابر تغییرات را پیش‌گویی و پیش‌بینی کنیم.
دانش ریاضیات به عنوان خط مقدم جبهة علم مطرح است. ویژگی بدیهی ریاضیات در علوم نانو «محاسبات علمی» است. محاسبات علمی در فناوریی که به عنوان فناوری انقلابی مطرح شده است. محاسبات علمی در طول، تفسیر آزمایشات، تهیة پیش‌بینی در مقیاس اتمی و مولکولی بر پایة تئوری کوانتومی و تئوریهای اتمی است.
همانگونه که ریاضیات زبان علم است، محاسبات، ابزاری عمومی علم و کاتالیزوری برای تعاملات عمیق‌تر میان ریاضیات و علوم است. یک تیم محاسبات، دربارة مدلشان و اثر محاسباتشان و تطبیق‌پذیری آن با واقعیت، به بحث می‌پردازند. «‌محاسبات» رابطی میان آزمایش و تئوری است. یک تئوری و یک مدل ریاضی، پیش نیاز محاسبات است و یک آزمایش تنها اعتبار بخش هر نوع تئوری، مدل و محاسبات است.
مدلهای ریاضی، ستونهای راهگشا به سوی بنیاد علم و تئوریهای پیش بین هستند. مدلها، رابطهایی بنیادین در پروسه‌های علمی هستند و اغلب اوقات در سیستم‌های آموزشی به فاز مدلسازی و محاسبات، تأکید کافی نمی‌شود. یک مدل ریاضی بر پایة فرمولاسیون معادلات و نامعادلات اصول بنیادین استوار است و مدل درگیر با درک کامل پیچیدگیهای مسأله نظیر، جرم، اندازة حرکت و توازن انرژی است. در هر سیستم فیزیکی واقعی تقریب اجازه داده می‌شود، تا مدل را در یک قالب قابل حل عرضه کنند. اکنون می‌توان مدل را یا به صورت «تحلیلی» و یا بصورت «عددی» حل کرد. در این حالت مدلسازی ریاضی یک پروسه پیچیده است،زیرا می‌بایستی دقت و کارآیی را همزمان نشان دهد.
در علوم نانو و فناوری نانو، مدلسازی نقش محوری را بر عهده دارد، بویژه وقتی که بخواهیم عملکرد ماکروسکوپی مواد را از طریق طراحی در مقیاس اتمی و مولکولی کنترل کنیم، آن هم در شرایطی که درجات آزادی زیاد باشد. مدلسازی ریاضی یک ضرورت در این فضای مه آلود است. تفسیر داده‌های آزمایشگاهی یک ضروت حتمی است. همچنین برای هدایت، تفسیر، بهینه سازی، توجیه رفتارهای آزمایشگاهی، مدلسازی ریاضی ضرورت می‌یابد.
یک مدل مؤثر، راه رسیدن به تولیدات جدید، درک جدید رفتارشناسی، را کوتاه می‌کند و تصحیح گر هوشمندی است که از نتایج گذشته درس می‌گیرد.
مدلسازی نه تنها ویژگی منحصر به فرد ریاضیات است بلکه پلی بسوی فرهنگهای مختلف علمی است.
تئوری در هر مرحله از توسعة علم، نقش محوری دارد، ارزیابی حساسیت مدل به شرایط پروسه‌های فیزیکی ، و حصول اطمینان از اینکه معادلات و الگوریتمهای محاسباتی با شرایط کنترل آزمایشگاهی سازگارند، از چالشهای مهم است. تئوری نهایتاً بسوی تعریف نتایج و درک فیزیکی سیستم، میل خواهد کرد و اغلب اوقات ریاضیات جدیدی لازم نیست تا به منظور رسیدن به درک رفتار، ساخته شود.
عبور از تئوریهای موجود ارزشمند است و اغلب نیز اتفاق می‌افتد. زمانی مدلها، مشابه سیستم‌های شناخته شده هستند که دقت ریاضی بالایی را داشته باشند اما در جهان شگفت ‌انگیز نانو، مدلهای مختلف و جدید، چالشهای جدی را در دانش ریاضیات پدید می‌آورند. تئوریهای جدید در مقیاسهای زمانی غیر قابل پیش‌گوئی اتفاق می‌افتند و تئوریهای قدرتمند در قالبهای عمیق شکل می‌گیرند. میان‌برهای اساسی لازم است تا شبیه‌سازی صورت گیرد:
طراحی در مقیاس اتمی و مولکولی، کنترل و بهینه سازی عملکرد مواد و ابزار آلات، و کارآیی شبیه‌سازی رفتار طبیعی، از مهمترین چالشها است. این چالش‌ها نوید دهندة برهم کنشهای کامل میان حوزه‌های مختلف ریاضی خواهد بود.
آثار اجتماعی این چالش‌ها زیاد و متنوع خواهد بود. منافع حاصل از مشغولیت ریاضیدانان فعال، توازن با چالشهای اصلی در زمینه رشد زیرساختهای ریاضیات، تغییرات در ساختار آموزش ریاضیات، از جمله آثار ورود ریاضیات به دنیای شگفت انگیز نانو خواهد بود.
جامعه ریاضی می‌بایستی اصلاح شود: تئوریهای بنیادین، ریاضیات میان رشته‌ای و ریاضیات محاسباتی و آموزش ریاضیات.
ریاضیات چه حوزه‌هایی را در بر خواهد گرفت؟ الگوریتمهای اصلی در حوزه‌های ریاضیات کاربردی و محاسباتی، علوم کامپیوتر، فیزیک آماری، نقش مرکزی و میان بر ساز را در حوزة نانو بر عهده خواهند داشت.
برای روشن شدن موضوع برخی از اثرات ریاضیات را در فرهنگ نانو بررسی می‌کنیم :
ـ روشهای انتگرال گیری سریع و چند قطبی سریع: اساسی و الزامی به منظور طراحی کدهای مدار (White, Aluru, Senturia) و انتگرال گیری به روش Ewala در کد نویسی در حوزه‌های شیمی کوانتوم و شیمی مولکولی (Darden ۱۹۹۹)
ـ روشهای« تجزیه حوزه»، مورد استفاده در شبیه‌سازی گسترش فیلم تا رسیدن به وضوح نانوئی لایه‌های پیشرو مولکولی با مکانیک سیالات پیوسته در مقیاسهای ماکروسکوپیک (Hadjiconstantinou)
ـ تسریع روشهای شبیه سازی دینامیک مولکولی (Voter ۱۹۹۷)
ـ روشهای بهبود مش‌بندی تطبیق پذیر: کلید روشهای شبیه پیوسته که ترکیب کنندة مقیاسهای ماکروئی، مزوئی، اتمی ومدلهای مکانیک کوانتوم از طریق یک ابزار محاسباتی است (Tadmor, Philips, Ortiz)
ـ روشهای پیگردی فصل مشترک: نظیر روش نشاندن مرحله‌ای Sethian, Osher که در کدهای قلم زنی و رسوب‌گیری جهت طراحی شبه رساناها مؤثرند (Adalsteinsson, Sethian) و نیز در کدگذاری به منظور رشد هم بافت ها (Caflisch)
ـ روشهای حداقل کردن انرژی هم بسته با روشهای بهینه سازی غیر خطی (المانی کلیدی برای کد کردن پروتیئن‌ها) (Pierce& Giles)
ـ روشهای کنترل (مؤثر در مدلسازی رشد لایه نازک‌ها (Caflisch))
ـ روشهای چند شبکه‌بندی که امروزه در محاسبات ساختار الکترونی و سیالات ماکرومولکولی چند مقیاسی بکار گرفته شده است.
ـ روشهای ساختار الکترونی پیشرفته ، به منظور هدایت پژوهشها به سمت ابر مولکولها (Lee & Head – Gordon)

نویسنده : شاهرخ رضایی

جراحي با نانو رباتها براساس گزارش اعلام شده از سوي موسسه ملي و انجمن سرطان ايالات متحده آمريكا مراحل آزمايشي بررسي تاثير داروي ساخته شده براي مبارزه با بيماري‌هاي سرطاني، نتايج موفقيت‌آميزي را به همراه داشته و توانسته است موارد جديد ابتلا به سرطان و همچنين آمار مرگ و مير ناشي از ابتلا به اين بيماري را در زنان و مردان به ميزان قابل توجهي كاهش دهد.
در فاصله زماني بين سال‌هاي 1999 تا 2005 ميلادي آمار تشخيص موارد جديد مبتلا به سرطان سالانه 8 درصد كاهش يافته است. اگرچه در سال‌هاي اخير مرگ و مير ناشي از برخي بيماري‌هاي خاص رشد صعودي داشته است، اما به دليل كاهش پيامدهاي نامطلوب ناشي از ايجاد سلول‌هاي سرطاني در برخي از اندام‌ها نظير پروستات، ريه، پستان و روده نرخ مرگ و مير ناشي از سرطان در كشورهاي مختلف به ميزان چشمگيري كاهش يافته است. البته بايد توجه داشت كه اين موضوع از بسياري جهات قابل تامل است. برخي از محققان و كارشناسان بر اين باورند كه نتايج به دست آمده از بررسي‌هاي آماري مي‌تواند ناشي از كاهش مراجعه بيماران به مراكز درماني براي انجام آزمايشات تشخيصي مانند انجام ماموگرافي، تست‌هاي تشخيصي پروستات و ديگر روش‌هاي تشخيص سلول‌هاي سرطاني در اندام‌ها و اعضاي مختلف بدن باشد. در اين صورت، پزشكان از وجود بيماران ديگري كه هنوز ابتلا به سرطان در آنها تاييد نشده است، آگاه نخواهند بود. اين در حالي است كه از سوي ديگر كاهش آمار مبتلايان به سرطان مي‌تواند بازتاب انتخاب روش سالم زيستن توسط افراد مختلف و بويژه تصميم‌گيري آنها مبني بر ترك عادات غيرسالم و غيربهداشتي در برنامه زندگي باشد. اگرچه دستيابي به اين هدف، رويدادي است كه بايد آن را به فال نيك گرفت، اما بايد توجه داشت كه حفظ چنين جرياني مستلزم انجام اقداماتي ديگر مانند ايجاد تغييراتي مشابه در شيوه زندگي افراد است.

حمله به سلول‌هاي سرطاني با نانوذرات

از آنجايي كه نانوفناوري توانسته است به نتايج موفقيت‌آميزي در انتقال داروها به هدف در مراحل آزمايشي و باليني دست يابد، محققان اميدوارند با استفاده ازنانوذرات بتوانند در آينده‌اي نه‌چندان دور براي انتقال روش‌هاي درماني مختلف ضد سرطاني در بدن، به روش درماني موثري براي اين بيماري كه رتبه اول عامل مرگ و مير انسان‌ها در سطح جهان را به خود اختصاص داده است، دست يابند. براساس مطالعات انجام شده شكل نانوذرات بيش از اندازه آنها در از بين بردن سلول‌هاي سرطاني موثر خواهد بود. با تغيير شكل ناقل‌هاي ميكروسكوپي داروها ممكن است به جاي اين كه نانوذرات بتوانند در سلول‌هاي سرطاني نفوذ كرده و آنها را منهدم سازند، خود طعمه سيستم ايمني بدن شده و از بين بروند. اگرچه از نظر منطقي هرچه اين ذرات كوچك‌تر باشند، توانايي نفوذ آنها در غشاء سلولي نيز به مراتب بيشتر خواهد بود، اما به گفته دانشمندان با توجه به واكنش سيستم ايمني بدن نسبت به اين نانوذرات اگر شكل آنها ميله‌اي باشد در مقايسه با ديگر انواع نانوذرات سريع‌تر جذب سلول‌هاي هدف مي‌شوند. اگر ايمني و تاثير مثبت نانوتكنولوژي به عنوان روشي جديد در دارورساني مورد تاييد قرار گيرد، مي‌توان نانوذرات غليظ شده حامل دارو را به طور مستقيم به محل مورد نظر تزريق كرد. در صورتي كه بتوان اين ذرات را از مواد آلي زيستي و به شكل‌هاي گوناگون طراحي كرد، براي مثال جايگزيني روش تزريق و نانوذرات ناقل دارو به محل مورد نظر به جاي تزريق وريدي 2 ساعته داروهايي كه براي درمان بيماران مبتلا به آرتريت روماتيسمي تجويز مي‌شود، امكان‌پذير خواهد بود. علاوه بر اين در اين روش، دارو در زمان مورد نظر و بدون اين كه بخشي از آن هدر برود به محل مورد نظر تزريق خواهدشد. با توجه به آنچه گفته شد مي‌توان پيش‌بيني كرد در آينده نانوربات‌ها ساخت و انتقال داروها در بدن را متحول ساخته و به تسخير درآورند. اگرچه پيش از اين دانشمنداني همچون ريچارد فاينمن با ارائه مقالاتي در سال 1959 ميلادي با بررسي موانع و محدوديت‌هاي موجود در مسير ساخت اجسام بسيار كوچك و مينياتوري در ابعاد نانو دستيابي به اين هدف را براساس فناوري‌هايي كه در اين بازه زماني در اختيار داشتند، امكان‌پذير نمي‌دانستند، اما خوشبختانه امروزه با اتكا به فناوري‌هاي نويني كه در اختيار دانشمندان قرار گرفته است، دستيابي به بسياري از اهداف ديرينه امكان‌پذير شده است.

ذراتي در ابعاد نانو

يافته‌هاي نوين، نويدبخش دستيابي به تجهيزاتي در ابعاد ميكروسكوپي است كه با هدف قرار دادن سلول‌هاي سرطاني جايگزين روش‌هايي خواهند شد كه در مقايسه از دقت كمتري برخوردار بوده و علاوه بر سلول‌هاي سرطاني، با عوارض جانبي براي بافت‌هاي سالم بدن همراه بودند. استفاده از مواد شيميايي سمي يا پرتو درماني براي مبارزه با سلول‌هاي سرطاني از جمله روش‌هايي است كه اگرچه در مبارزه با سلول‌هاي سرطاني در بدن موفقيت‌آميز بوده است اما با عوارض جانبي براي بافت و سلول‌هاي سالم پيرامون سلول‌هاي سرطاني همراه است. اين در حالي است كه استفاده از فناوري نانو در حوزه پزشكي براي يافتن سلول‌هاي سرطاني و از بين بردن آنها مي‌تواند بدون اين كه به سلول‌هاي سالم آسيبي برساند آنها را به طور هدفمند از بين ببرد. پزشكان پيش‌بيني كرده‌اند كه استفاده از اين روش در درمان طيف وسيعي از بيماري‌هايي مانند سرطان به عنوان سلاحي جديد در مبارزه با بيماري‌ها مي‌تواند انقلاب عظيمي را در حوزه پزشكي بنيان‌گذاري كند، نانو ذارت مي‌توانند به طرق مختلف سلول‌هاي هدف را مورد حمله خود قرار دهند كه يكي از اين‌ راه‌ها ورود اين ذرات به جريان خون و مكان‌يابي سلول‌هاي سرطاني است. همچنين اين ذرات مي‌توانند با انتقال داروها به سلول‌هاي هدف و آزادسازي اين داروها در داخل و يا نزديكي سلول‌هاي سرطاني سبب كوچك شدن يا منهدم ساختن آنها شوند. به عبارت ديگر نانوفناوري چگونگي شناسايي، تشخيص، درمان و پيشگيري از بيماري‌هاي مختلف را تحت‌‌تاثير خود قرار خواهد داد. از آنجايي كه فناوري‌هاي نوين به دست آوردن اطلاعات زيستي و تجزيه تحليل آنها در كمترين زمان ممكن و با صرف كمترين هزينه را امكان‌پذير ساخته‌اند مي‌توان اميدوار بود كه پزشكي با اتكا به اين توانمندي آينده درخشاني را پيش‌روي داشته باشد. يكي از زيرساخت‌هاي اصلي و مهم در اين روند، در اختيار داشتن تجهيزات بسيار كوچك در ابعاد نانو متري است كه انجام آزمايشات تشخيصي از تنها مقدار اندكي از نمونه خون جمع‌آوري شده از فرد بيمار و يا حتي يك سلول از بافت بيمار را امكان‌پذير مي‌سازد. به اين ترتيب راه‌هاي جديدي براي بررسي و درمان بيماري‌ها بدون اين كه بدن فرد را به عنوان يك سيستم پويا از واكنش‌هاي مولكولي در نظر گرفته و تحت بررسي قرار دهيم در اختيار خواهد بود. علاوه بر اين در نهايت مي‌توان سيستم‌هاي سطحي اندازه‌گيري پارامترهاي متغير را به صورت يك مدل رايانه‌اي مورد توجه قرار داده و درباره نخستين شاخص‌هاي يك بيماري اطلاعاتي را به دست آورد.

درمان در سطح وسيع

اگرچه گسترش فناوري نانو در حوزه پزشكي هدفي است كه دستيابي به آن مستلزم انجام تحقيقات بسيار در اين زمينه خواهد بود اما اين بدين معني نيست كه دستيابي به چنين هدفي دور از انتظار است. از آنجايي كه نانوفناوري بيش از آن كه به عنوان كاربرد اتم‌ها به عنوان واحدهاي ساختماني مطرح باشد به عنوان كاربرد مكانيك كوانتومي در زمينه‌هاي مختلف علوم مهندسي مورد توجه قرار گرفته است بنابراين مي‌توان اميدوار بود كه نانو داروها نيز بتوانند روزي به عنوان يك روش سيستماتيك و طبقه‌بندي شده براي انجام مطالعات در حوزه سلامت و همچنين تضمين سلامت و بهبود بيماران در سطح مولكولي مورد استفاده قرار گيرند.
تسريع پيشرفت و توسعه علوم ژنتيكي زمينه مناسبي را براي ايجاد سهولت در شناسايي و تشخيص بيماري‌ها حتي در صورت عدم وجود نشانه‌هاي باليني در فرد بيمار، به وجود خواهد آورد. به اين ترتيب نه تنها با استفاده از آزمايشات تشخيصي نمونه‌گيري خون فرد بيمار تشخيص ايجاد سلول‌هاي سرطاني در كبد امكان‌پذير خواهد بود بلكه مي‌توان تشخيص داد كه تومورهاي سرطاني ايجادشده در مغز بيمار به كدام زيرگروه تعلق دارد تا براساس آن بتوان موثرترين روش درماني را انتخاب كرد. اگرچه بسياري از محققان بر اين باورند كه حتي علي‌رغم دسترسي به روش‌هاي درماني نوين مانند نانو داروها نمي‌توان بهبود بيماري را تضمين كرد اما مي‌توان اميدوار بود روزي بتوانيم بيماري‌هاي كشنده مانند سرطان و ايدز را نيز مانند بيماري ديابت تحت كنترل قرار دهيم. چرا كه يكي از ويژگي‌هاي منحصر به فرد نانو داروها اين است كه اين سلول‌ها علي‌رغم اين كه بسيار كوچك هستند قادرند به روش موثرتري بخش وسيع‌‌تري از بدن را كه مورد هجوم عوامل بيماريزا قرار گرفته است، درمان كنند.

فرانك فراهاني جم
www.jamejamonline.ir