بخشی از مقاله
چکیده :
پیشرفتهای نانتکنولوژی در سالهای اخیر تحولی فوق العاده در زندگی و تمدن بشر فراهم ساخته است. نقره بهطور گسترده در تاریخ بشر برای هزاران سال بهکار برده شده است. در سالهای اخیر استفاده گسترده و بیرویه از آنتیبیوتیکها بهعنوان محرک رشد و سلامت، موجب شیوع سویههایی از میکروبهای بیماریزای مقاوم به آنتیبیوتیک شده است. بههمین دلیل، در بیشتر کشورها استفاده از آنتیبیوتیکهای محرک رشد در صنعت دام و طیور ممنوع شده است. بنابراین برای دستیابی و به عملکرد مطلوب و حفظ سلامتی طیور، یافتن جایگزینی مناسب برای آنتیبیوتیکهای محرک رشد ضروری است.
یون نقره بهدلیل خواص آنتیبیوتیکی آن به مدت طولانی شناخته شده بوده اما بهتازگی به دلیل ساخته شدن بهصورت نانوذرات مورد استفادهی بیشتری قرار گرفته است. بهغیر از استفاده آنها در در صنایع مهندسی این نانوذرات بهعلت فعالیت ضدباکتریایی بالا در زمینههایی مانند ضدعفونی کننده و جایگزین آنتی بیوتیک مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین نمکهای نقره، نقرهی کلوئیدی، سوسپانسیونهای مایع و ذرات میکروسکوپی نقره به عنوان داروهای داخلی برای درمان بیماریهای متنوع استفاده میشود.
اما گزارشاتی در دست است که نانوذراتنقره در بافتهایی مانند آبشش، کبد و کلیه تجمع یافته و نیز باعث ایجاد آسیبهایی در بافت آبشش و کبد، تاخیر در بیان ژن، ناهنجاریهایی در ریختشناسی جنین و کاهش درصد زندهمانی آبزیان میشود. ازینرو باتوجه به نتایج متناقضی که از کاربرد نانوذراتنقره موجود است، برای اطمینان از سلامت و بهداشت نانوذراتنقره این مقاله تحت عنوان ریزکاوی استفاده از نانوپارتیکلهای نقره در صنعت دام و طیور با نگرشی به آینده نگارش شده است.
نقره از دیرباز
نقره فلزی براق میباشد و در موقیعت چهل و هفتم جدول تناوبی قرار گرفته است که با نماد - Ag - که از کلمهی Argentum میآید، نشان داده میشود. نقره خالص دارای بالاترین هدایت الکتریکی و گرمایی در بین تمامی عناصر میباشد و بسیار انعطافپذیر و چکشخوار است. نقره بهطور گسترده در تاریخ بشر برای هزاران سال بهکار برده شده است. از جمله کاربردهای آن میتوان به جواهرات، ابزار آشپزخانه، آلیاژهای دندانی، عکاسی و ... اشاره کرد . - Chen et al, 2008 - در میان کاربردهای بسیار زیاد نقره، استفاده از خاصیت ضدعفونیکنندگی آن برای مقاصد بهداشتی و پزشکی قابل اهمیت میباشد که بهطور گسترده برای زخمها و سوختگیهای شدید استفاده میشود و همچنین نقره قادر به ازبین بردن میکروارگانیسمهای بیماریزا میباشد.
امروزه از نقره برای کنترل باکتریها در موارد گوناگون بهطور وسیع استفاده میشود. نقره با رطوبت محیط واکنش داده و یونیزه میشود. نقره یونیزه شده بسیار واکنش پذیر است. ترکیب این ماده با پروتئین بافتها، موجب تغییرات ساختمانی در دیوارهی سلولها و غشاهای باکتریایی شده و سبب مرگ باکتریایی میشود. همچنین نقره با RNA و DNA باکتریایی ترکیب شده و باعث دناتوره شدن و جلوگیری از تکثیر شدن آن میشود . - Atiyeh et
فناوری نانو
در سالهای اخیر استفاده گسترده و بیرویه از آنتیبیوتیکها بهعنوان محرک رشد و سلامت، موجب شیوع سویههایی از میکروبهای بیماریزای مقاوم به آنتیبیوتیک شده است. بههمین دلیل، در بیشتر کشورها استفاده از آنتیبیوتیکهای محرک رشد در صنعت طیور ممنوع شده است. بنابراین برای دستیابی و به عملکرد مطلوب و حفظ سلامتی طیور، یافتن جایگزینی مناسب برای آنتیبیوتیکهای محرک رشد ضروری است .
- Hashemi and Davoodi, 2011 - یون نقره بهدلیل خواص آنتیبیوتیکی آن به مدت طولانی شناخته شده بوده اما بهتازگی به دلیل ساخته شدن بهصورت نانوذرات مورد استفادهی بیشتری قرار گرفته است و این در حالی است که هنوز مکانیسم عمل ضدباکتریایی آن بهطور کامل درک نشده است - Jia et al, . - 2013 امروزه با فناوری نانو توانستهاند نقره فلزی را با سایز کمتر از 100 نانومتر بهوجود آورند که دارای حدود 10000 تا 15000 اتم نقره است که آنها را نانوذرات نقره یا نانونقره مینامند.
فناوری نانونقره باعث بوجود آمدن انقلابی شگرفت در مواد ضدباکتریایی شده است که جهتگیری اصلی برای گسترش محصولات نانونقره میباشد. نقرهی فلزی را با روشهای گوناگون فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مانند: تخلیه شارژ، احیای شیمیایی، سونوشیمی، پرتوافکنی و سنتز کریوکمیکال به ذرات بسیار ریزی تا اندازه نانو تبدیل میکنند. نقره یکی از عناصری است که در فناوری نانو از اهمیت بالایی برخوردار است بهطوری که در حال حاضر %56 نانومواد تولید شده در جهان را ذرات نقره تشکیل میدهد . - Thabet, 2010 -
نانوذرات نقره در صنایع مختلف
خواص عمده نانوذرات نقره عبارتاند از عدم حساسیت، پایداری زیاد، آبدوست بودن، سازگاری با محیط زیست، مقاوم در برابر حرارت، قابلیت بالا در اضافه شدن به الیاف، پلیمرها، سنگها و رنگها بدون تغییر دادن خواص ماده دارند. خاصیت ضدباکتریایی نانوذراتنقره باعث گسترش کاربردهای آن در حوزههای نساجی، صنایع رنگ، داروسازی، کشاورزی، دامپروری، بستهبندی مواد غذایی و لوازم آرایشی بهداشتی شده است و همچنین رنگها با پایه نانوسیلور یکی از فناوریهای نوینی است که خاصیت ضدمیکروبی و ضدقارچی از خود نشان داده است و با توجه به وجود آلودگیهای قارچی در بیمارستانها با استفاده از رنگ نانوسیلور در اتاق بستری بیماران پیوندی در مقایسه با اتاق دیگری با رنگ معمولی بوده، تاثیر رنگ نانوسیلور در کاهش آلودگی قارچی در سطوح و هوا به اثبات رسیده است.
گزارش شده است که تولید پلاستیکهای آنتیباکتریال حاوی نانوذراتنقره برای ظروف نوشیدنی و موادغذایی علاوه بر خاصیت میکروبزدایی که دارند تا 4 برابر مواد غذایی را نسبت به حالت معمولی تازهتر نگه میدارند و قادر هستند که میوهها، سبزیجات، داروها، نانها و گوشت را برای مدت طولانی بدون تغییر در رنگ، مزه و خواص نگهداری کنند و نشان داده شده است که در مقایسه با ظروف معمولی در 24 ساعت اولیه میزان رشد باکتریها %98 کاهش یافته است - ولیپور مطلق و همکاران، . - 1389 همچنین محققان برای حذف باکتری اشرشیاکلای از آب آشامیدنی، از فیلترهای آبی پروپلین پوشیده شده با نانوذراتنقره استفاده کردند.
استفاده از نانوذرات نقره در علوم پزشکی
بهغیر از استفاده آنها در در صنایع مهندسی - مانند کاتالیزورها، وسایل نوری و کاربردهای الکترونیک - این نانوذرات بهعلت فعالیت ضدباکتریایی بالا در زمینههایی مانند ضدعفونی کننده تجهیزات پزشکی نیز کاربرد دارد. همچنین از نانوذرات نقره در درمان زخمها استفاده میشود زیرا افزایش مقاومت ریزاندامگان در برابر پادزی موجب تاخیر در بهبود زخمها میشود. بهطور کل صدماتی همچون بریدگی، ساییدگی، سوختگی، جوش، زگیل، بیماریهای قارچی و دیگر بیماریهای پوستی را میتوان با نانوذراتنقره درمان کرد . - Easterly et al, 2009 - با استفاده از این فناوری، نقره را به ابعاد بسیار کوچک در اندازه نانومتر درمیآورند.
با کوچک شدن اندازه، سطح تماس نقره با محیط افزایش و در نتیجهی آن افزایش فعالیت نقره را در پی دارد. به این علت، در مقیاس بسیار اندک در حد - قسمت در میلیون - فعالیت ضدمیکروبی بسیار مناسب از خود نشان میدهد. بهتازگی نشان داده شده است که علاوه بر باکتریها و قارچها، نانونقره توانایی از بین بردن ویروسهای خطرناکی مانند HIV را داراست. نانوذراتنقره با قطر 5 تا 20 نانومتر میتوانند تکثیر ویروس ایدز و آنفولانزا را مهار کنند. همچنین اثرات نانونقره بر ویروسهایی مانند هرپس و هپاتیت B نیز گزارش شده است . - Sun et al, 2005 - نانوذراتنقره فاکتور نکروز دهندهی تومور - TNF - و اینترلوکینهای - IL-1b, IL-12 - را سرکوب میکنند و آپوپتوز سلولهای التهابی را القا میکنند و مسئول مدولاسیون سیتوکاینها در بهبود زخم میباشند .
Tian et al, 2007 - نانوذراتنقره خواص فیزیکوشیمیایی و فعالیت بیولوژیکی ویژهای از خود نشان میدهند. آنها عوامل ضدباکتریایی مهمی برعلیه طیف گستردهای از باکتریهای مقاوم به آنتیبیوتیکها هستند. کاربرد نانوذرات نقره در سطح دستگاههای پزشکی موجب عدم چسبندگی باکتریها میشود به طوری که نانوذرات میتوانند بهطور مستقیم روی دستگاهها پوشش داده شوند و یا بهصورت مخزنی - Deposited - روی آن قرار بگیرند که در این حالت بهآرامی از سطح رها میشوند و جمعیت باکتریایی را در نزدیکی آن از بین میبرند . - Knetsch et al, 2011 - کشف خواص متعدد ذرات نقره باعث شد تا امروزه در زیستشناسی و نانوبیوتکنولوژی از اهمیت بالایی برخوردار باشد.
همچنین خاصیت ضدسرطانی نانوذراتنقره در بسیاری از مطالعات مشخص شده است. نانوذراتنقره با اختلال در انتقال پیام سلولی، باعث ایجاد اختلال در شبکه ارتباط سلولی میشود و همچنین نانوذراتنقره در آسیب به DNA و بهراه انداختن مرگ برنامهریزی شدهی سلولی - آپوپتوز - نقش دارند و بنابراین منجر به میانجیگری و تکثیر سیگنالهای مرگ میشوند. این امر در درمان سرطان بسیار حائز اهمیت است . - Jia et al, 2013 - بنابراین با توجه به فعالیت بالای میتوکندری در فرآیند تنفس سلولهای سرطانی نسبت به سلولهای طبیعی بستر مناسبی برای عنصر نقره جهت تخریب سلولهای سرطانی فراهم میشود.
هدفدار نمودن داروهای ضدسرطانی بهطوری که فقط روی سلولهای سرطانی اثرگذار باشد و همچنین استفاده از حداقل غلظت داروها به گونهای که اثرات سمی دارو روی سلولهای طبیعی کاهش یابد نیز در این امر ضروری است. از اینرو تحویل اختصاصی دارو به بافتهای سرطانی و کم نمودن اثرات جانبی آن، از روشهای جدید تحویل دارو به بافتها با کمک نانوذرات به اندازهی 100 نانومتر یا کمتر برای رساندن و هدفگیری عوامل تشخیص و دارویی در پروژههای پزشکی سرطان بسیار گسترش یافته است. بهتازگی بسیاری از نانوذرات در انتقال دارویی بهصورت هدفمند به سلولهای توموری بدخیم با کاهش سمیت سیستمیک داروهای ضدسرطانی بهخدمت گرفته شدهاند . - Narayanan et al, 2011 -
