-
نگاهي به كاربردهاي فناوري نانو در پزشكي
-
مبارزه با بيماري را به نانو روباتها واگذار كنيد
-
علم (8) /
ترجمه: مسعود توكلي
-
-
براي ذهن عادتپذير انسان زميني كه به استفاده از واحدهاي كيلومتر، متر و در نهايت سانتيمتر خو گرفته، انديشيدن در مورد فاصله صد ميليونيم سانتيمتري ميان اتمها، به اندازه تصور فاصله صد و 80 ميليون سال نوري ميان ابتدا و انتهاي ابرخوشه كهكشاني «سنبله» (آنجا كه كهكشان راه شيري به همراه حدود 30 كهكشان پيرامونش با نام حقير «گروه محلي» شناخته ميشوند) نامفهوم و شايد كلافهكننده است. براي او طي مسافت كره زمين تا نزديكترين ستاره به خورشيد با فرض برطرف شدن همه موانع موجود و با سفينهاي مانند آپولو 11 كه چهار روزه مسافت زمين تا ماه را پيمود، يك ميليون سال بهطول ميانجامد و اگر بخواهد بعد از آن سري هم به ستاره قطبي بزند بايد صد و 74ميليون سال ديگر هم به مسير خود ادامه دهد. در مورد آسمان، تقريبا هيچ كاري جز ديدن و انديشيدن از انسان ساخته نيست، ولي در مورد مقياسهاي مولكولي و اتمي، نتوانستن براي او بيمعناست. اينجا صحبت از چيدن دانهدانه اتمها و مولكولها كنار هم و خلق ويژگيهاي جديد براي مواد است. به عبارت ديگر، مهندسي در مقياس هزار ميليونيم متر، به فناوري نانو معروف است. (براي درك بهتر مفهوم نانومتر بد نيست بدانيد كه نسبت يك نانومتر به يك متر مثل نسبت يك فندق به كره زمين است! يا اينكه موهاي سرتان در هر ثانيه به اندازه چند نانو متر رشد ميكنند! ) اين فناوري در زمينههاي گوناگون در حال نزديكتر شدن به زندگي روزمره ماست. از موارد استفاده آن ميتوان به حافظههاي الكترونيكي به اندازه حافظههاي فلش امروزي اما با توانايي ذخيره يك ترابايت اطلاعات اشاره كرد. شيشههاي هوشمند كنترلكننده انرژي كه در زمستان از
بيرون رفتن گرما و در تابستان از وارد شدن آن جلوگيري ميكنند و نانوكاتاليستها كه آلايندههاي موجود در گاز اگزوز را به مواد بيخطر تبديل ميكنند از ديگر كاربردهاي اين دانش مينياتوري هستند. علم پزشكي هم توانسته با به خدمت گرفتن اين فناوري، تحولي بزرگ در شيوههاي درمان ايجاد كند. به عنوان مثال ميتوان به درمان تومورهاي سرطاني اشاره كرد. در اين روش، نانوگلولههاي توخالي سيليكوني با روكش نانوذرات طلا از طريق اتصال به آنتيباديها، به سمت تومور روانه ميشوند و به آنها ميچسبند. سپس با استفاده از تابش اشعه، ذرات طلاي اطراف سيليكون را حرارت ميدهند. گلوله داغ ميشود و تومور را ميسوزاند و نابود ميكند. در اين روش همه مراحل توسط پزشكان كنترل ميشود. دستاوردهاي فعلي نانو در پزشكي و ضرورت استفاده از نانوروباتهايتمامخودكار در درمان بيماريها، موضوعي است كه پروفسور «جرمي.جي. رمسدن» عضو گروه توليد مواد پيشرفته دانشگاه «كرن فيلد» انگلستان در بخشي از مقاله مفصل خود در مورد فناوري نانو، به آن ميپردازد.
امروزه روش درمان دارويي رواج بسياري دارد. هدف از مصرف يك دارو فقط تاثيرگذاري روي يك عضو بهخصوص است در حاليكه در اين روش، دارو توسط همه اعضاي بدن جذب ميشود. از ديدگاه نانوفناوري اين شيوه به هيچوجه منطقي نيست. بايد كاري كنيم كه دارو تنها با عضو مورد نظر يا بخش آسيبديده، آن هم با دقت بسيار زياد و در حد مولكولي روبهرو شود. طرز كار داروهايي كه در حال حاضر مورد استفاده قرار ميگيرند، مبتني بر انتخاب بسيار دقيق ميزان جذب آنهاست. مقدار دارويي كه براي درمان يك عضو آسيبديده موثر است ميتواند در مجموع، براي بدن تاثيرات مخربي به همراه داشته باشد چراكه مقدار داروي كافي براي مداواي يك عضو، اكنون به ميزان چند برابر در همه اعضاي بدن توزيع شده است. «گلوله جادويي» يا «داروي هوشمند»ي هم تا اين تاريخ ساخته نشده كه قادر باشد فقط عضو آسيبديده را هدف اصابت دارو قرار دهد. با وجود اين ويژگيهاي اصلي اين داروها را تا حدود زيادي ميدانيم: دارو بايد به مقصد مورد نظر برسد، درست مانند نامهاي كه به نشاني گيرنده ميرود. شيوه كنوني بيشتر شبيه اين است كه چندين رونوشت از يك نامه تهيه كنيم و آنها را با هواپيما بر سر همه ساكنان يك شهر بريزيم. گيرنده اصلي، نامه خود را دريافت ميكند ولي ديگران بيدرنگ نامه را روانه سطل زباله خواهند كرد. يكي از اتفاقات قريبالوقوع در اين زمينه، استفاده از حسگرهايي است كه درون بدن كاشته ميشوند تا پارامترهاي فيزيولوژيك آن را رصد كنند. ضربان قلب، فشارخون و ميزان اكسيژنرساني به خون بيماران، به طور منظم اندازهگيري ميشود. البته اين كار در زمان مراقبتهاي ويژه و بدون استفاده از فناوري نانو انجام ميگيرد. ولي ميتوانيم با استفاده از فناوري نانو، دستگاههاي محاسباتي قدرتمندي بسازيم كه به ما امكان ميدهند الگوهاي پيچيدهاي را تحليل كنيم كه از دادههاي جمعآوريشده توسط حسگرها به دست آمده است. ابتكار بعدي ظهور نانو حسگرهايي خواهد بود كه با استفاده از الكترودهاي بسيار كوچك يا فيبر نوري كار ميكنند. ميتوان با استفاده از اين حسگرها تجمع مولكولهاي فيزيولوژيكي را در خون و ديگر مايعات و بافتهاي زيستي اندازهگيري كرد. اصول عملكرد اين حسگرها شناخته شده است و در حال حاضر نيز از برخي از آنان مانند حسگر گلوكز به صورت محدود استفاده ميشود. (از بيماران نمونههايي تهيه و از حسگر براي بررسي آنها استفاده ميكنند.) كاشتن اين حسگرها در بدن در گرو پيشرفتهاي بيشتر در فناوري كوچكسازي مواد است. اين پيشرفتها به كوچكتركردن بدنه حسگرها و منبع تغذيه الكتريكيشان و همينطور به افزايش قابليت انتقال اطلاعات در آنها منجر خواهد شد. اگر موفق به ساخت اين حسگرها شويم، ميتوانيم در بيمارستانها از آنها استفاده كنيم. هرگاه خود فرد نيز احساس كرد كه در معرض ابتلا به بيماري قرار گرفته است، ميتواند از حسگر استفاده كند. براي موفقيت هر چه بيشتر اين روش، بايد حسگرهايي بسازيم كه بتوانند اولين اثرات بيماري را شناسايي كنند. براي دستيابي به اين هدف بايد پيشرفتهايي هم در بخشهاي ديگر پزشكي اتفاق بيفتد. يكي ديگر از چشماندازهاي كاربرد فناوري نانو در پزشكي، «جراحي نانو» است. البته ما هنوز هم جراحيهاي پيچيده را به روش سنتي انجام ميدهيم ولي نميتوان روشهاي جراحي نانو را كه امروزه در همين شيوه سنتي هم به كار ميرود، ناديده گرفت. اما مهمترين دستاورد فناوري نانو در پزشكي ساخت روباتهاي نيمهخودكاري است كه ميتوانيم آنها را ازطريق جريان خون به بخش آسيبديده هدايت كنيم تا مشكل پيشآمده را برطرف كنند. در صورتي كه دانشمندان بتوانند يك دوربين نيز روي هر روبات تعبيه كنند، جراحان ميتوانند نانوروباتهاي جديد را از طريق دوربينها كنترل و دستورات لازم را براي آنها صادر كنند. البته دوربينهاي كوچكي ساخته شدهاند كه درون دستگاه گوارشي حركت ميكنند و به ثبت تصوير از آن ميپردازند ولي هنوز امكان نصب آنها روي حسگرها وجود ندارد. ظرفيت ذخيره الگوريتمي اين دستگاهها بيش از كوچكسازي اندازه ابزار جراحي، فكر دانشمندان را به خود مشغول كرده است. تامين اين ظرفيت به دقت از سوي محققان در حال بررسي است تا مشخص شود كه آيا ميتوان روباتي تمامخودكار طراحي كرد كه بتواند خود را به عضو بيمار برساند و درمان لازم را انجام دهد يا خير. شايد در آيندهاي نه چندان دور در حاليكه سرگرم مطالعه كتاب مورد علاقهمان هستيم، نانوروبات درون بدنمان در حال مبارزه با اولين نشانههاي يك بيماري خطرناك باشد.
www.unibas.ch
