میکرودستگاهها :
شامل سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS) هستند و کاربردهای پزشکی معکوس دارند.
ماشین ها و مواد هوشمند
مفاهیم و اصول تحقیقاتی گذشته مانند روبات های کوچک،به صورت مفهومی و اصولی طراحی می شوند تا به بدن تزریق شوند و سلول های نامطلوب یا عفونت ها را مورد حمله قرار دهند.دیگرکاربردهای بالقوه ،شامل مواد هوشمندی است که می توانند تحریکات خارجی را درک کرده و با توجه به خواص خود،با تجهیزات محیطی سازگار شوند شوند.البته هیچ طرحی در این مورد هنوز به مرحله تجاری نرسیده است.
کاربردهای پزشکی پلیمرهای نانو ساختار
رهایش دارو
فناوری نانو،تعداد زیادی از فناوری های جدید را در جهت دست یابی به راه حل های سودمند جهت بهینه سازی رهایش محصولات دارویی در اختیار قرار می دهد.برای این که دارو نقش درمانی داشته باشد،باید تا رسیدن به محل هدف در بدن محافظت شود و خواص شیمیایی و بیولوژیکی خود را حفظ کند.برخی از داروها به شدت سمی بوده و می توانند سبب اثرات جانبی منفی شده و اگر حین رهایش تخریب شوند،اثر درمانی آنها کاهش می یابد.
با توجه به مکان جذب دارو(در روده بزرگ،روده کوچک و...)و این که آنها باید از مکانیزم های دفاعی خاصی عبور کند(موانع مغزی- خونی)زمان انتقال و پارامترهای رهایش می تواند بسیار متفاوت باشد.
پارامترهای موثر بر وظیفه درمانی عبارتند از:
1- سرعت رهایش مناسب(اگر بالا باشد دارو کاملاً جذب نمی شود و اثرات جانبی خواهد داشت).
2- سیستم رهایش دارو باید به خوبی سرعت جذب ،توزیع،متابولیسم و دفع دارو در بدن را کنترل کند.
3- سیستم رهایش دارو باید به دارو اجازه دهد تا به گیرنده های خاص خود بچسبد و به خوبی داروهای دیگر که ممکن است هم زمان در بدن وجود داشته باشند،انجام وظیفه کند.
4- باید با دارو سازگار بوده و بعد از مصرف شدن دارو به راحتی توسط متابولیسم یا روش های دفع مرسوم در بدن دفع گردد
فناوری نانو می تواند راه گشای روش های جدید در رهایش دارو در زمینه های زیرباشد.
روکش دارو
یکی از طبقه های بزرگ سیستم رهایش دارو،موادی هستند که جهت محافظت دارو به هنگام انتقال در بدن به صورت روکش،دارو را در بر می گیرند.این مواد عبارتند از:لیپوروم و پلیمرها(یعنی پلی لاکتید(PLA)و لاکتید- کوپلیمر- گلیکولید(PLGA) که به صورت ذرات در ابعاد میکرو به کار می روند.
هنگامی که مواد روکش به صورت نانو ذرات و در محدوده nm100-1 و بزرگ تر از میکرو ذرات ساخته شوند،دارای سطحی بزرگ تر با همان حجم ،اندازهمنافذ ریزتر،حلالیت بهتر و خواص ساختاری متفاوت خواهند بود.این عوامل سبب نفوذ و تخریب بهتر غلاف می شوند.
اخیراً دانشمندان در حال بررسی ساخت سیستم رهایش دارو براساس نانو ذرات هستند تا تومورهای مغزی را از بین ببرند.داروی ضد تومور به ذرات یک نانو پلیمر به نام پلی بوتیل سیانو(PBCA)می چسبد و با پلی سوربات 80 روکش می شود.دارو در ورید تزریق می شود و داخل جریان خون به گردش در می آید.پلی سوربات 80 آپولی پوپروتئین ها پلاسما را جذب می کند و توسط جریان خون به عنوان حامل لیپیدها استفاده می شود .نتیجه این فرآیند،به وجود آمدن یک اثر انعقادی همانند کلسترول LDL است که به دارو اجازخ می دهد از موانع خونی- مغزی عبور کند.
حامل های عامل دار دارو
طبقه دیگری از سیستم های رهایش دارو که فناوری نانو راهکارهای جالبی را در آن ارائه داده است،نانو موادی هستند که دارو را به محل مورد نظر در بدن هدایت می کند و خواص عملکردی نیز دارند.
یکی از نانو موادی که به عنوان داربست رهایش دارو استفاده می شود درخت سان است درخت سان یک مولکول پلیمری می باشد .که توسط دون تومالیا کشف شد.محققات از این ماده جهت رسیدن به مواد ژنتیکی یا از بین بردن تومور درون سلول ها بدون نیاز به پاسخ سریع استفاده می کنند.این ویژگی به دلیل اندازه کوچک درخت سان ها و ساختارهای شاخه ای آنها است.درخت سان ها می توانند در پاسخ به یک واکنش شیمیایی یا ماده خاص ،آمیزه موجود را در درون خود رها سازند.
یک کره لایه دار موسوم به(هسته- پوسته)جهت رهایش دارو در حال تهیه است. نانو هسته – پوسته دارای سطح خارجی از جنس طلا و لایه های داخلی از جنس سیلیکا می باشد که دارو را می پوشاند.نانو هسته – پوسته ها می توانند طوری طراحی شوند که انرژی نور را دریافت کرده و به گرما تبدیل کنند.در نتیجه هنگامی که نانو هسته- پوسته ها در مجاورت هدف مثلاً سلول تومور قرارگیرند،می توانند به هنگام تشعشع انرژی مادون قرمز آنتی بادی های مخصوص تومور را رها سازند.
مواد قابل کاشت
فناوری نانو به تهیه نانو مواد زیست سازگار جهت ترمیم و جای گذاری بافت های انسانی می پردازد.راهکارهای جدید فناوری نانو در این زمینه در ادامه معرفی شده است.
1- روکش ایمپلنتها
نوع جدیدی از نانو مواد در حال بررسی هستند که خواص سطحی روکش ایمپلنت ها را بهبود می بخشند.به عنوان مثال نانو پلیمرهایی مانند پلی وینیل الکل(PVA)را می توان جهت روکش دستگاههایی که در بدن کاشته می شوند و در تماس با خون هستند مانند قلب مصنوعی ،رگ ها،کاتئترها به کاربرد تا از تشکیل لخته جلوگیری کرده یا لخته های تشکیل شده را پراکنده کنند.
2- زیر ساخت جهت بازتولید بافت
نانو ساختارهایی جهت تهیه و توسعه زیر ساخت بازتولید بافت ها در دست تحقیق است.زمینه های تحقیقاتی شامل بررسی پلیمرهای حساسی مولکولی که در آن از خواص نوری نانو ذرات به عنوان سیستم های کنترلی استفاده می شوند و به کمک نانو ساختارهای هیبرید،استحکام و سختی داربست تامین می شوند.
به عنوان مثال می توان به سیستم های زیر اشاره کرد:
• نانو پلیمرهای مانند پلی وینیل الکل (PVA) که به شکل دریچه های قلب همراه سلولهای فیبروبلاست و اندوتلیال قالب ریزی می شوند.
• اکنون سلول های قرینه به صورت دانه هایی درون ساختار هیدروژن PVA در دست برررسی هستند.این ماده پلیمری می تواند بیش از 20% وزن خود ،آب جذب کند در حالی که می تواند ساختار سه بعدی خود را حفظ کند.
• یک کیسه از جنس پلی گلیکول به همراه سلول های ماهیچه و سلول های اندوتلیال مثانه تحت آزمایش و بررسی است.
2- مواد کاشتی- ساختاری
فناوری نانو اخیراً موفق به تهیه مواد زیست سازگاری شده است که می توانند به عنوان ایمپلنت با ساختاری موقت و قابل جذب به کار می روند.
ترمیم استخوان
دانشمندان به کمک فناوری نانو موفق به ساخت نانو مواد با سطح زیست سازگار شده اند که می توان جهت ترمیم استخوان و پر کردن حفره ها استفاده کرد و در ساخت آن از نانو پلیمرهایی از جنسس پلی متیل متاکریلات کمک گرفته شده است.
شامل 21 صفحه Word
دانلود تحقیق نانو تکنولوژی و نانو لوله های کربنی و نانو مواد