نانو تکنولوژی در پزشکی (3)

نانو تکنولوژی در پزشکی (3)

5. وسایل کاشتنی(Implantable Devices)

1. 5. وسایل تشخیصی و درمانی(Assessmentand Treatment)

نانوتکنولوژی، تکنولوژی های شناسایی ارائه می کند که دارای دقت بیشتری هستند و اطلاعات دارویی برای تشخیص بیماری ها را در اختیار ما گذاشته و همچنین زمان تشخیص را نیز کاهش می دهند. این دستگاه ها ضمناً دارای این قابلیت هستند که در صورت نیاز درمان را نیز به طور اتوماتیک انجام دهند.
تشخیص های پزشکی نیازمند تخصص پزشکی وآزمایشات تشخیص و ساخت دارویی ، مجهز است . این فرآیند ممکن است ساعت ها ، روزها یا هفته ها طول بکشد.
برخی از اطلاعات پزشکی به زمان حساس هستند مثلاً در مواقعی که پیوند عضو صورت گرفته باشد و جریان خون به آسانی به بافت مورد جراحی نرسد، زمان بسیار حساس است. و در صورت اینکه اقدامات مورد نیاز دیر انجام شود ممکن است آسیب های جبران ناپذیری به بدن وارد گردد. برخی از آزمایشات خاص پزشکی مانند بررسی بافت(biopsies) به شخص انجام دهنده بستگی دارد و می تواند به ما اطلاعات ناقص و یا غلط بدهد. هنگامی که یک نتیجه اشتباه باشد باعث می گردد سوزن درمان در محل مناسب (محل وجود تومور) قرار نگیرد. (مثلا در بافت سالم قرارگیرد.) و سرطان درمان نمی گردد و این مساله باعث می گردد که طول عمر شخص بیمار کاهش یابد. برخی آزمایشات مانند تعیین میزان قند خون افراد دیابتی به گونه ای است که خود فرد بیمار باید تست را انجام دهد(زیرا این تست باید زود به زود انجام شود تا میزان قند خون فرد در یک حد نرمال باشد.) بیماران خاصی مانند کودکان و افراد سالمند ممکن است قادر به انجام درست آزمایش نباشد و یا ممکن است انجام آزمایش برایشان زمان بر و یا دردناک باشد.
احتمال بیمار شدن افرادی که در محیط کارشان در معرض تابش پرتو و یا مواد شیمیایی خطرناک هستند، بیشتر است.(مانند افرادی که در سایت های هسته ای مشغول به کارند) برای این افراد، عمدتاً آزمایشات گاه و بی گاه انجام می شود، اما ممکن است که بیماری هایی که در مراحل اولیه اند را شناسایی نکنند. شناسایی بیماری در مراحل اولیه باعث می گردد که شانس درمان بالاتر باشد و بتوان با دور کردن کارگر از محیط خطرناک از آسیب ها ی بیشتر جلوگیری کرد.
نانو تکنولوژی می تواند تکنولوژی های تشخیص جدیدی ارائه کند که این تکنولوژی های تشخیصی بوسیله ی کاشت امپلنت های قابل فرسایش در بدن کار می کنند. و می تواند اطلاعات دارویی دقیق و مداومی به ما بدهد. ریز پردازنده های متمم و وسایل کوچک هنگامی که با هم همکاری می کنند می توانند باعث درمان بیماری ها شوند. در این شرایط انتقال داده ها و درمان به صورت خودکار انجام می شود. مثال هایی از این کاربردها در زیر آورده شده است:
1. 1. 5. سنسورهای کاشتنی(Implantable sensors)سنسورهای بسیارکوچک ( در ابعاد میکرو و نانو) می توانند استفاده های وسیعی در زمینه های تکنولوژی های موثر شناسایی مواد شیمیایی هدف و خواص فیزیکی داشته باشند. محققین در A& m تگزاس و ایالت پن آمریکا از مهره های پلی اتیلن گلیکولی(polyethylenglycol beads) که با ملکولهای فلئورسنت پوشش داده شده اند برای بررسی میزان قند خون افراد دیابتی استفاده می کنند. این مهره ها در زیر پوست تزریق می شوند و در مایع درون شبکه ای (Interstitial fluid) باقی می ماند. وقتی گلوکز مایع بین بافتی به حد خطرناکی پایین آید، سنسورهای گلوکز ، ملکولهای فلئورسنت را تحریک کرده و این ملکول ها شروع به درخشش می کنند. این درخشش باعث می شود تا فرد مطلع شود که قند خونش در یک حالت بحرانی است. تحقیق دیگری نیز بوسیله ی محققین دانشگاه میشیگان در حال انجام است که در آن از دندریمرهای متصل به برچسب های فلئورسنت برای شناسایی تغییرات سرطانی شدن و بدخیم شدن سلولها استفاده می شود. دندریمرها از طریق پوست بدن جذب گشته و به خاطر اندازه ی بسیار کوچکشان به آسانی از بین غشاء سلولهای سفید خون عبور کرده و علامت های اولیه ی تغییرات بیولوژیک حاصل از تابش پرتو و یا عفونت را آشکار می کند.
تابش پرتو باعث تغییر جریان یون های کلسیم در داخل سلولهای سفید خون می گردد و سرانجام باعث به راه افتادن آپاتوس( apatosis) یا مرگ سلولی برنامه ریزی شده(celldeath(PCD)programed به خاطر تابش پرتو یا عفونت می شود. چسب فلئورسنت متصل به دندریمرها در حضور سلولهای مرده شروع به درخشیدن می کنند. و با یک لیزر قابل شناسایی است.کاربرد مشابه این تکنولوژی بوسیله ی ناسا برای شناسایی میزان تشعشعات استفاده می شود.
میکرو چیپ های سنسوری نیز برای تحت نظر داشتن مداوم پارامترهای کلیدی بدن مانند نبض، دما و میزان گلوکز خون استفاده می شوند یک تراشه را می توان در زیر پوست کاشت. این تراشه یک سیگنال از خود به بیرون می فرستد که به طور مداوم می توان آن را ثبت کرد.
کاربرد دیگر این وسایل استفاده از میکروسنسورهای نوری است که این امپلنت ها در عمق پوست (بافت های عمیق)کاشته می شود و می توانند وضعیت بافت(گردش خون) پس از جراحی را گزارش دهد. و در صورتی که عمل با موفقیت انجام نشده باشد، جریان خون ناکافی است که این مسئله با سیستم های پردازش داده ای قرارداده شده در نزدیک بدن مشخص می گردند.
نوع دیگر سنسورهای، سنسورهای کاشتنی است که در سیستم های میکرو الکترو مکانیکی (MEMS) استفاده می شوند این سنسورها برای نظارت و درمان اندام های فلج شده کاربرد دارند. سنسورهای مورد استفاده در سیستم های میکرو الکترومکانیکی کاشتنی می توانند کرنش ، شتاب و پارامترهای خوب و بد را اندازه گیری کنند.
2. 1. 5. وسایل پزشکی کاشتنی(Implantable Medical Devices)سنسورهای کاشتنی همچنین می توانند با یک مجموعه از وسایل پزشکی کار کنند که این مجموعه ها در صورت نیاز می توانند به صورت اتوماتیک درمان را نیز انجام دهند. دستگاه های تزریق کاشتنی بسیار کوچک می توانند داروها را بر طبق نیاز در بدن پخش کنند. که این دستگاه ها شامل سیستم های میکروسیال (micro fluific Systems)، پمپ های بسیار کوچک(miniature pumps) و مخازن (reservoirs) هستند. کاربردهای اصلی این وسایل ممکن است در شیمی درمانی هدف گیری مستقیم تومورها در مورد(colon) باشد .که مزیت این روش در این است که دارو رسانی به صورت برنامه ریزی شده است. و حتی در هنگام خواب نیز پروسه ادامه دارد.
کاربردهایی از این دستگاه ها در درمان ایدز و لوپوس(Lupus) در دست بررسی است. سنسورهای قابل کاشت که بر سطح فعالیت قلب نظارت می کند نیز می تواند به همراه یک دی فریبو لاتور کار کند و ضربان قلب را تنظیم کنند. این وسایل با ریز پردازنده هایی همراه هستند که الکتریسته را به آنها تحویل می دهد. در واقع این وسایل ریتم قلب را منظم می کنند و در صورت بالا و پایین رفتن آن، با اعمال تاثیر بر قلب، ریتم را به حالت عادی برمی گردانند.
وسایل دارای سیستم میکرو الکترومکانیکی کاشتنی نیز بر روی پروتزها ( اعضای مصنوعی) قرار داده می شوند تا حرکات و استقامت طبیعی عضوتقلید گردد. یک پای مصنوعی طراحی شده است که می توانند نیروی اعمالی به پا، زاویه ی زانو و حرکات را بیش را از 50 بار در ثانیه اندازه گیری کنند.سنسورهای این پا به همراه یک قسمت کنترل شونده ی الکتریکی متصل است که پایداری شخص را بهبود می دهد.
وسایل پزشکی کاشتنی که قطر آنها از یک میلی متر ممکن است به طور نامطلوبی بر فعالیت بافت های اطراف تاثیر گذارند. وسایل کاشتنی کوچکتر تاثیرات ناخود آگاه کمتری بر بافت های اطراف دارند. بنابراین مواد نانوسایز و سیستم های میکرونی با احتمال قوی جایگزین سیستم های بزرگ تر می شوند.
برانگیختن الکتریکی(Functional E lectrical Stimulation (FES) یک روش درمانی است که در آن افراد دارای عضو فلج شده درمان می شوند . در این روش نواحی بی حس فرد بیمار بوسیله ی الکترودهای کاشتنی(Implanted electrod) تحریک گشته که این تحریک از نوع الکتریکی است. محققین در دانشگاه آلبورگ دانمارک(Aalborg university in Denmark) در حال به کار گرفتن نانوساختارها برای سطوح این الکترودها هستند. تا خواص زیست سازگاری و پذیرندگی(acceptana) نورن ماهیچه ای (neural/ muscle) بافت ها را بهبود دهند. هنگامی که یک نانوساختار در داخل یک غشاء سلولی قرار می گیرد با اعمال یک جریان الکتریکی، فعل و انفعال میان نورن ها و سلولهای ماهیچه ای انجام می شود که سبب بهبود وضعیت بیمار می گردد.
محققین در آلبورک همچنین از نانو ساختارها برای بازگردانی احساس به ماهیچه هایی که عصب خود را از دست داده اند، استفاده کرده اند. این از دست رفتن عصب ماهیچه ای بخاطر آسیب های ایجادی در مغز نخاع ایجاد گشته اند.این آسیب ها می توانند نتیجه ای از صدمه های حاصل از عمل جراحی ، ضربات وارده به نخاع، پیچش ستوان فقرات، آسیب های شبکه ی عصبی بازوها و میوپاتیزهای ثانویه(myopathes peripheral) مانند فلج اطفال(polio) باشند که در این وضعیت ها سلولهای عصبی کنترل کننده ی ماهیچه ، تخریب شده اند.
غشاء های رشته ای ماهیچه ها بوسیله ی نانوساختار ها تولید می شوند که پتانسیل تراوایی رشته های ماهیچه ای تغییر می کند و برانگیختگی الکتریکی خارج سلولی بهبود می یابد.

5. 2. کمک های حسی(Sensory Aids)

نانو و تکنولوژی های میکرومتری وابسته به آن برای توسعه ی نسل جدید وسایل کوچکتر و نیرومندتر استفاده می شود. تولید این وسایل باعث ترمیم مشکلات شنوایی و بینایی گشته است .این وسایل داده ها را به صورت سیگنال های الکتریکی دقیق جمع آوری و انتقال می دهد که این داده ها مستقیما به سیستم عصبی انسان تحویل داده می شوند.
بیماری های پیشرفت کننده ی شبکیه ی چشم مانند کورنگی(retinitis pigmentosa) یا کاهش دید به دلیل پیری ، باعث کاهش دید در شب می شوند و می توانند باعث کوری فرد شوند. دلیل اینکه این بیماری ها باعث می شوند تا فرد مبتلا کور شود این است که ریسپتورهاینوری(photoreceptors) ( سلولهای حساس به نور) از بین می روند.
در مواری که ارتباط بین مغز و چشم صدمه ندیده باشد اما فعالیت ریسپتورهای نوری مختل شده باشد، فقدان این ریسپتورهای نوری را پل زدن و یا ایجاد انشعاب فرعی جبران کرد.
در واقع در این روش میان سلولهای سالم عمل پل زنی اتفاق می افتد که در این حالت یک منبع تولید سیگنال ایجاد می گردد . که داده هایش را به مغز می فرستند و باعث ایجاد ادراک بصری می گردد و بنابراین در شخص مورد درمان قرار گرفته بخشی از بینایی اولیه برمی گردد.
در بیماران دارای مشکلات شنوایی حاد، معمولاً حس گر حلزون گوش یا بد عمل می کند و یا اصلاً وجود ندارند و در گوش نرمال، انرژی صدا به انرژی مکانیکی تبدیل می شود( این تبدیل انرژی درگوش میانی صورت می گیرد) انرژی مکانیکی تولیدی سپس در حلزون گوش به صورت حرکت مکانیکی مایع در می آید. در داخل حلزون گوش، سلول های حس گر داخلی و خارجی گوش که سلولهایی بسیار حساس هستند، حرکت مکانیکی مایع را به صورت پالس های الکتریکی به عصب شنوایی می رساند. امپلنت های حلزونی شامل یک مدار الکتریکی می شوند که با عمل جراحی انجام شده بر روی بیمار آن را به داخل جمجمه و بر روی استخوان گیجگاه قرار می دهند. این مدار به یک مجموعه از سیم های ریز متصل است که این سیم ها به حلزون گوش متصل می گردند. در انتهای این سیم ها معمولاً 8 تا 24 الکترود وجود دارد که وقتی تحریک می شوند، آن را حس می کنند. سایر اعضای این وسیله ی شنوایی به صورت بیرونی بوده که این اجزا شامل یک میکروفن ، یک پردازنده ی اصوات(Speech processor) و کابل های ارتباطی می شوند. امپلنت های حلزونی امروزی دارای عیوبی هستند که برای نصب این امپلنت ها نیاز به یک عمل حراحی بزرگ است و انجام این عمل هر گونه شنوایی طبیعی را از بین می برد. به خاطر اندازه ی بزرگ، این امپلنت ها اغلب در یک آن چند رشته ی عصبی را ترک می کنند. این مسئله باعث می شود تا اسفتاده کننده از این امپلنت ها صداهای مبهم بشنوند مخصوصاً در مواقعی که در حال گوش دادن به صداهای پیچیده مانند آهنگ هستند. میکرو تکنولوژی و سرانجام نانوتکنولوژی در تولید نسل جدید وسایل کاشتنی استفاده شده است که نتیجه ی آن بهبود فقدان حس در زمینه های زیر شده است:
1. 2. 5. امپلنت ها ی شبکیه ی چشم(retina Implants) امپلنت های شبکیه ی چشم با تحریک الکتریکی سلولهای عصبی شبکیه ، باعث بازگشت دید می شوند. تحقیقی در زمینه ی ساخت یک شبکیه ی مصنوعی بوسیله ی چندین گروه تحقیقاتی در آزمایشگاه ملی آرگونی(Laboratory Aragonne National) انجام شده است. این شبکیه ی مصنوعی در پشت شبکیه کاشته می شود. این شبکیه ی مصنوعی از یک دوربین بسیار کوچک استفاده می کندکه این دوربین به عینک شخص نابینا متصل می شود و سیگنال های تصویری را جمع آوری می کند. سیگنال های بدست آمده بوسیله ی دوربین توسط یک کامپیوتر کوچک که به کمربند شخص بیمار متصل است، پردازش شده و الکترودهای قرار گرفته در چشم فرد بوسیله ی پردازش این داده ها تنظیم می شوند. منظم شدن الکترودها سبب تحریک عصب چشمی گشته که موجب ارسال سیگنال هایی به مغز می شود.
تحقیق دیگری در زمینه ی اپتوبیونیک(optobionics) صورت گرفته است که درآن از امپلنت های زیر شبکیه ای برای جایگزینی باریسپتورهای نوری در شبکیه استفاده شده است. سیستم بصری مورد استفاده در این امپلنت ها هنگام تحریک غشاء پتانسیلی فعال می گردد .این امپلنت مجبور است که برای فراهم آوری نیروی خود از 3500 سلول خورشیدی میکروسکوپی بهره گیرد.
2. 2. 5. امپلنت های حلزونینسل جدیدی از امپلنت های کوچکتر و قوی تر بوجود آمده است که از دقت بالاتری برخورداردارند و کیفیت صدای آنها نیز بیشتر است. در این سیستمها یک مبدل کاشتنی با فشار در داخل گوش درونی و بر روی استخوان سندانی گوش نصب می گردد .این مبدل باعث می شود که استخوان ها تکان بخورند و جریان داخل گوش داخلی حرکت می کند. این عمل باعث تحریک عصب شنوایی می شود. آرایش از 128 الکترود در سرقلم این وسیله وجود دارد که 5 برابر بیشتر از تعداد این الکترود ها در وسایل کنونی است. تعداد بیشتر الکترود در این وسیله باعث گشته تا دقت تحریک رشته های عصبی(محل و چگونگی این تحریک) افزایش یابد. این مسئله باعث می شود تا صداهای با تن پایین تر قابل شنیدن بگردد.
این امپلنت به یک ریزپردازنده و یک میکروفن کوچک متصل است که این وسایل به گونه ای طراحی گشته اند که در پشت گوش بیرونی قرار می گیرند این وسایل اصوات را جمع آوری کرده و آنها را به صورت پالس های الکتریکی درآورده و از طریق یک سیم ارتباط دهنده این پالس ها را از یک حفره ی کوچک در گوش میانی متصل می کند.
الکترودهای کاشتنی هر روز در حال کوچک شدن هستند. و با گذشت زمان ، روزی می رسد که این الکترود ها در اندازه ی نانوساخته شوند.

6. کمک در زمینه ی جراحی(surgical aides)

6. 1. ابزار آلات جراحی (operating tools)

وسایل پزشکی که دارای تکنولوژی های نانو و میکرو هستند به جراحان اجازه می دهند تا در حین عمل جراحی با دقت و ایمنی بیشتر کار کنند. ضمناً آنها می توانند پارامترهای بیومکانیکی و فیزیولوژی را با دقت بیشتری در دست داشته باشند. و علاوه برکارهایی که با وسایل قبلی نیز می توانستند انجام دهند بواسطه ی استفاده از تکنولوژی ها ی مدرن می توانند وظایف جدیدی را نیز انجام دهند. جراحی می توانند از لحاظ فیزیکی برای بیمار و جراح طاقت فرسا باشد.جراحی باز مانند عمل های قلب نیازمند یک جراح است که برش های بزرگی در پوست و ماهیچه های زیرین، نگاه کردن به قلب از بین قفسه سینه، باز کردن دنده ها دارد که این کار نیازمند ابزار آلات پزشکی متنوعی است . نه تنها بیمار درد بسیار زیادی را باید تحمل کند و در بدن آن جای عمل جراحی باقی می ماند و زمان درمان طولانی را باید تحمل کند بلکه جراح نیز باید برای ساعت ها با دقت بسیار بر روی میز جراحی متمرکز شود. این مساله باعث می گردد که احتمال خطاهای جراحی به خاطر خستگی گردن و پشت جراح زیاد گردد.
برای بهبود نتیجه ی جراحی( هم برای بیمار و هم جراح)، ساده ترین راه کار در روش های جراحی که به طور روز افزون مورد استفاه قرار می گیرد، استفاده از تکنیک های لاپروسکوپی(technique LaBroscopic) است.در این تکنیک ها از پورت کوچکی استفاده می شود که به داخل فضاهای مورد نظر جراح می روند. یک تلسکوپ لوله یا همراه با یک دوربین و دیگر وسایل جراحی نازک برای ایجاد محیط مانور در بدن استفاده می گردد.
حتی با مزایای عالی، روش جراحی لاپروسکوپی موجب می گردد که تغییرات عمده ای در مهارت های مورد نیاز جراح پدید آید و دسترسی جراح نیز به بدن محدود گردد. ضمناً راهنمایی های بصری بدست آمده از دوربین دو بعدی است و جراح باید با دقت زیادی با وسایل لاپروسکوپی کار کند تا بتواند در موقع جراحی با بافت های ظریف کار کند.
تکنولوژی های نانو میکرو برای بهبود نقش جراح به کار گرفته شد ه اند که در زیر برخی از این زمینه ها آورده شده است:
1. 1. 6 . ابزار آلات هوشمند(Smart instruments) ابزازهای پزشکی مانند چاقوی جراحی، پنس ها و...به سنسورهای بسیار کوچک مجهز می گردند که اطلاعات در هر لحظه به مرکز پردازش ارسال می گردد. که این اطلاعا ت در حین عمل به جراحان کمک می کنند. جراحان می توانند داده های مربوط به نیرو و عملکرد ابزار آلاتشان را لحظه به لحظه داشته باشند و از این داده ها به نوع بافت های بریده شده( مثل استخوان ، ماهیچه و...) توسط ابزار الات پی ببرند. همچنین برخی خواص دیگر از بافت ها مانند دانستیه، دما، فشار و پالس های الکتریکی نیز بواسطه ی داده های ارسالی بدست می آید. Verime tra در حال توسعه ی نوع پیشرفته ای از چاقو های داده ای (Data knife) است .این چاقوها دارای سیستم های میکرو الکترومکانیکی جراحی و منطقی است که با دادن اطلاعات اضافی به جراح در طی عمل جراحی به کمک جراحان می آیند . این سیستم ها مجهز به الکترود های شبیه سازی هستند و با بخش های التراسونیک عمل اندازه گیری و برش را انجام می دهند.
ابزار آلاتی نیز توسعه یافتند که به جراحان بخش های عصبی کمک می کنند تا در هنگام عمل با دقت و ایمنی بیشتری کار کنند.
نانوذرات نیز برای جراحی هدایت شونده ی اپتیکی(optically guiding surgery) مورد بررسی قرارگرفته اند. این مواد پتانسیل برگرداندن آثار جراحی و محل های معیوب را دارند.
2. 1. 6. روبات های جراح(surgical Robotics)سیستم های رباتیک جراحی طراحی گشته اند که می توانند کارجراحان را انجام دهند این سیستم ها به طور خاص برای جراحی ها در مناطق نظامی مناسب هستند.
به جای انجام عمل جراحی با دستها و انگشتان جراح ، جراح می تواند از یک کنترل کننده ی جویستیک برای انجام عمل جراحی استفاده کند. در واقع با حرکت دسته ی جویستیک، دو بازوی رباتیک که دارای ابزار آلات کوچک است، حرکت می کنند. ابزار آلات دو بازوی روباتیک بوسیله ی پورت هایی به داخل بدن فرد بیماری داخل می شود. سیستم کنترل ربات به گونه ای است که حرکت بزرگ دست جراح بر روی دسته ی جویستیک به حرکت خیلی کوچک ابزار آلات بازوی ربات تبدیل می شود. که این امر موجب افزایش دقت و ایمنی جراحی می شود.
یک بازوی رباتیک سومی نیز وجود دارد که یک دوربین کوچک را کنترل می کند .این دوربین از یک شکاف کوچک بداخل بدن بیمار می رود و تصاویر با بزرگنمایی بسیار بالا از محل جراحی را به صفحه ی کنترل جراحی می فرستد.
جراح در طی کار با این وسیله در یک محیط بدون استرس فیزیکی قرار گرفته و از یک میز فرمان که در آن کلیه ی اطلاعات حیاتی بیمار وجود دارد، ربات را کنترل می کند.

7. ابزار آلات تشخیصی(Diagnostic tools)

1. 7. تست ژنتیک(Genetic testing)

تکنولوژی های میکرو و نانو راه حل هایی برای افزایش سرعت و دقت شناسایی ژن ها و مواد ژنتیکی ارائه کرده اند. این تکنولوژی ها نقش موثری در کشف داروها و توسعه ی آنها داشته و برای محصولات تشخیص بیماری ها کاربرد دارند.
هزاران ژن و محصولات آنها( مانند RNA و پروتئین ها) به روش پیچیده و مرکب کار می کنند. تکنولوژی های تست ژنتیک که برای کشف داروها و محصولات تشخیصی استفاده می شوند. این مسئله را ممکن می سازند که ترتیب ژنی، تغییرات ژنی و میزان فراوانی ژن ها اندازه گیری گردند. در واقع این پارامترها جزء پارامترهای مهم در رفتار ، متابولیسم ، رشد و سازگاری سیستم های زنده هستند. تشخیص با ابزار آلات کوچک(نانو و میکرو) باعث شناسایی ژنها و الگوی وضعیتی در بافت های سالم و بیمار می گردد. که این بررسی وضعیت ژنتیک برای انواع مختلف بیماری ها قابل ثبت است.
تکنولوژی های نانو و میکرو می توانند راه حل های جدیدی در تست های ژنتیک ارائه کنند.
1. 1. 7. تکنیک های آشکار و برچسب زنی بسیار حساسچندین تکنولوژی جدید برای بهبود قابلیت آشکار سازی و برچسب زنی ژنهای ناشناس هدف، توسعه یافته است. در Genicon ، پروب های تولید شده از نانو ذرات طلا با مواد شیمیایی عمل آوری می شود و به مواد ژنتیکی هدف متصل می گردند. وقتی نمونه در معرض نور قرار گیرد، این نانو ذرات شروع به درخشش می کنند.
در پژوهش دیگری که بوسیله ی Nanospherschad Mirkin انجام شده است، پروب ها ی نانو ذرات طلا با رشته های نوکلئوئید پوشش داده می شوند که این رشته ها متمم یک انتهای رشته در نمونه هستند و انتهای دیگر این نوکلئوئیدها به سطح بین دو الکترود متصل گشته است. اگر متمم های هدف موجود باشد، به سطح نابوپروب و به شکل یک بالون متصل گشته و هنگامی که پروب ها از محلول نقره عمل آوری گردد، پل الکترودی پدید آمده و جریان حاصل می گردد.
Quantum Dot Dot Corp از کوانتوم دات ها برای آشکار سازی مواد زیستی بهره می گیرد. در این روش با تغییر سایز کوانتوم دات ها رنگ تغییر می کند. که این تغییر رنگ باعث شناسایی و آشکار سازی عوامل ژنتیکی می گردد . این تکنیک از روش های فلئورسنت حساس تر است و می تواند ژن های با فراوانی کمتر را نیز آشکار کند. این روش نیازمند ابزار الات ارزان تری است . در این روش نیاز به تقویت ژنی نیست و از این جهت این روش نتیجه را در زمان کمتری به ما می دهد.

2. 7. تصویر برداری(Imaging)

تکنولوژی های نانو و میکرو ، تکنیک های تصویر برداری جدیدی ارائه کرده است که این تکنیک ها تصاویر با کیفیت بالا تولید می کند که با وسایل کنونی نمی توان این تصاویر را تهیه کرد.
تومورهای بدخیم در مراحل اولیه ی ایجادشان به شدت متمرکزند و اگر در مراحل اولیه شناسنایی شوند، درمانشان در اغلب موارد به راحتی انجام می شود.
هرچه زمان وجود این تومور بدخیم در بدن بیشتر باشد احتمال سرایت سرطان به غدد لنفاوی و سایر ساختارهای آناستی بیشتر می شود. جراحی ، شیمی درمانی یا دوزهای بالای تابش های رادیو اکتیو ممکن است سرطان را از بین ببرد اما مشکل این درمان ها از بین رفتن شدید بافت های سالم است.در بسیاری از بیماران، به طور خاص آنهایی که سرطان پستان دارند، سرطان می تواند در دیگر قسمت های بدن حتی پس از برداشتن تومور سرطانی اولیه ، پخش شود.
تومورهای مغزی ازچالش های دیگر است. برداشتن تومورها و دیگر سلولهای سرطانی از مغز بوسیله ی جر احی دارای ریسک کردن کم شدن قابلیت دانستن (cognitive ability) ، شنیدن ، صحبت کردن و دیگر عملکرد های انسان است. داروهای شیمی درمانی می تواند سلولهای سرطانی را از بین ببرد ولی به دلیل اندازه ی بزرگ ذرات دارویی، توان عبور دارو از غشاء مغزی وجود ندارد.
نانو تکنولوژی می تواند راه حل های جدیدی برای شناسایی سرطان و دیگر بیماری ها در مراحل اولیه داشته باشد. تکنولوژی های تکمیل کننده می تواند سلولهای سرطانی را تخریب کرده که در این روش ها اندازه کوچک مساله ای مهم است.
1. 2. 7. پروب های نانو ذرات(Nanoparticle probes)محققین دانشگاه میشیگان درحال توسعه ی نانو پروب هایی هستند که از آنها می توان در تصویربرداری رزونانس مغناطیسی(MRI) استفاده کرد. نانو ذرات با یک هسته مغناطیسی به یک آنتی بادی سرطانی متصل می گردد که این سیستم ها برای جذب سلولهای سرطانی استفاده می شود. در این روش همچنین به یک رنگ دانه متصل می شوند که این مسئله موجب آشکار سازی بالاتر در MRI می شوند.
هنگامی که نانو پروب ها با سلولهای سرطانی جفت شوند، می توانند در MRI آشکار سازی شوند. سلولهای سرطانی را سپس بوسیله ی لیزر می توان تخریب کرد و یا آنها را با عوامل کشنده ی با دوز پایین( که تنها به سلولهای سرطانی متصل می گردند) تخریب کرد.
در تومورهای مغزی، حضور سرطان می تواند باعث ضعیف شدن غشاء مغزی- خونی(barrier blood– brain) شود. تحقیقی انجام شده است که در آن از نانو پروب های عبوری از غشاء ضعیف شده برای تخریب بافت های مغزی سرطانی استفاده می گردد.
گروه دیگری در دانشگاه واشنگتن از نانو ذرات متصل به پروتئین های خونی برای تخریب تومورها استفاده کرده است در واقع این پروتئین ها ی خونی جزء بخشی از خون هستند که وظیفه رساندن مواد غذایی را به سلولهای سرطانی دارند. این نانو ذرات در جریان خون پخش می گردند و به پروتئین های متمم موجود در رگ های خونی متصل می گردد. در مرحله ی اولیه شیمی درمانی ، داروها به داخل مویرگ ها منتقل می گردد. سپس نانوذرات از رگ های خونی به مکان های سرطانی انتقال می یابد.
نانو تکنولوژی همچنین برای بهبود کنتراست دستگاه MRI استفاده می شود تصاویر حاصله از روش های جدید می تواند کنتراست را تا 50 برابر بهبود دهند و در صورت موفقیت آمیز بودن این تحقیق ، می توان قدرت میدان مغناطیسی مورد استفاده در این روش را کاهش داد.
2. 2. 7. وسایل تصویربرداری بسیار کوچک(miniature Imaging Devicos)وسایل وایرس بسیار کوچک بوسیله ی تکنولوژی های نانو ومیکرو توسعه یافته اند. مزیت این تکنولوژی ها ایجاد تصاویر با کیفیت بالااست که به روش های سنتی تصویر برداری قابل انجام نیست.
GivenJmaging یک قرص شامل سیستم ویدئویی کوچک تولید کرده است .هنگامی که این قرص بلعیده شود و از میان سیستم گوارش حرکت کند می تواند هر چند ثانیه یک تصویر گرفته وآن را به بیرون ارسال کند. این تکنولوژی می تواند تصاویری را از بخش های حساس دستگاه گوارش مانند تومورها، زخم ها و نواحی بیماری ارسال کند که با تکنیک های آندوسکوپی و کلونوسکوپی نمی توان آنها را به دست آورد.
کمپانی دیگری با نام MediRed در حال توسعه ی دستگاه اشعه ی ایکس بسیار کوچکی هستند که می تواند به داخل بدن برود.آنها در حال تحقیق برای ساخت نانو تیوپ های کربنی هستند. این نانو تیوپ ها به شکل کاتد سوزنی شکل هستند و می توانند نشر الکترونی ایجاد کنند که باعث تولید پرتو اشعه ایکس بسیار کوچکی می شود. این اشعه ی x تولیدی به حدی کوچک است که تنها نواحی مورد نظر را تحت تاثیر قرار داده و به بافت های اطراف آسیبی نمی رساند.
منبع انگلیسی :Nanomedicine Taxonmy / Neil Gordon & uri Sagman / Canadian NanoBusiness Alliance