بخشی از مقاله
چکیده
امروزه نانو ذرات مغناطیسی، مخصوصا نانو ذرات آهن اکسید هم از لحاظ علمی و هم از لحاظ تکنولوژی از اهمیت ویژه ای برخوردار میباشند. این نانو ذرات در ذخیره سازی اطلاعات، سنسورها، کاتالیست ها و خصوصا در بیوپزشکی مورد استفاده قرار می گیرند.
یکی از مهم ترین دلایلی که به نانو ذرات مغناطیسی کاربردی بیوپزشکی بخشیده است زیست سازگاری آنها بوده که با توجه به این ویژگی، پژوهش های گسترده ای را در زمینه پزشکی و درمان بیماری ها به خود اختصاص داده است. بنابر این با توجه به موارد فوق مطالعه حاضر به بررسی کاربرد نانو ذرات خصوصا نانو ذره آهن اکسید در زمینه پزشکی پرداخته است.
.1 مقدمه
فناوری نانو، زیست شناسی و ژنتیک ملکولی، فناوری اطلاعات و علوم شناختی چهار زیرساخت انقلاب سوم علمی- صنعتی جاری را تشکیل می دهند و توسعه علم و فناوری را تا حداقل پنجاه سال آینده رهبری خواهند کرد. همپوشانی این چهار حوزه در ساختاری واحد، با محوریت فناوری نانو، در آینده ای نه چندان دور پیدایش فناوری همگرا را بدنبال خواهد داشت کهیکی از، تبعات این فناوری امکان تولید دستگاه ها، ادوات و مواد هوشمندی است که کلیه ویژگی ها و مکانیسم های بسیار پیشرفته موجود در دستگاه های زیستی و هوشمند طبیعی را یکجا در بر خواهند داشت
استفاده از ویژگی های مغناطیسی ذرات و نفوذ میدان های مغناطیسی به بافت های سلولی و توانایی آن برای تشخیص و درمان بیماری ها، از زمان های دور مورد پژوهش و علاقه بشر بوده است
نانوذرات اکسید آهن از پرکاربردترین نانوذرات فلزی بوده که دارای ویژگی های مفیدی در زیست پزشکی می باشند.
در سال های اخیر پژوهشگران با کمک بسیاری از روش های فیزیکی و شیمیایی به عنوان تکنولوژی های درمانی
متناوب و توام سعی بر تولید نانوداروها در درمان سرطان کرده اند
به طور کلی امروزه استفاده از نانو ذرا ت در پزشکی به همراه تکنیک های ژنتیکی در درمان و تشخیص بیماری ها به عنوان هدف کلی بسیاری از پژوهش ها در نظر گرفته شده اند. این مطالعه با رویکردی مروری به بررسی و جمع بندی برخی از این مطالعات پرداخته است. امید است بتوان با کمک تکنیک های جدید و استفاده از نانوذرات، سرطان و سایر بیماری ها را ریشه کن نمود. در ادامه به تعاریف و معرفی کاربرد نانو ذرات در پزشکی پرداخته می شود.
.2نانوذرات
نانوذرات مغناطیسی به ذراتی کم تر از صد نانومتر گفته می شود که در حضور یک میدان مغناطیسی خارجی دارای ویژگی های مغناطیسی هستند. ساده ترین ساختار نانوذرات شامل یک هسته ی مغناطیسی مثل آهن، نیکل و کبالت و پوشش های غیر مغناطیسی گوناگون از ترکیب های شیمیایی میباشند که برای برخی کاربردهای زیستی مورد توجه هستند.
برای این کاربردها، ذرات باید دارای ویژگی اشباع مغناطیسی بالا و زیست سازگاری باشند و به طور هم زمان قابلیت کارکردهای گوناگون را داشته باشند. سطح این ذرات با تعدادی از لایه ها ی بسپارهای آلی یا فلزات غیرآلی مانند طلا یا سطوح اکسیدی مانند سیلیس و آلومینا اصلاح شده تا برای عملگراشدن به وسیله ی اتصال متنوع مولکول های فعال زیستی مهیا شوند. نانوذرات مغناطیسی می تواند نقش مهمی در تشخیص از طریق تصویربرداری تشدید مغناطیسی یا به عنوان حامل دارو برای برخی از داروهای ضد سرطان نقش مهمی را ایفا کنند
نانو ذرات مغناطیسی، مخصوصا مگنتیت این روزها هم از لحاظ علمی وهم از لحاظ تکنولوژی از اهمیت اساسی برخوردار هستند. کاربرد این نانو ذرات در جاهایی مثل ذخیره سازی اطلاعات، سنسورها، کاتالیست ها ومخصوصا در بیو پزشکی محرکی قوی برای تحقیقات بر روی سنتز نانوذرات مگنتیت با خواص مناسب می باشد
یکی از مهم ترین دلایلی که به نانو ذرات مغناطیسی کاربری بیوپزشکی بخشیده است زیست سازگاری آن ها می باشد. در بررسی های درون تن وبرون تن، این ذرات سمیت پایینی نشان می دهند. البته اگر میزان این ذرات از حد مشخصی افزایش یابد، نانو ذرات مغناطیسی سمیت خود را بروز می دهند. نانوذرات مغناطیسی در مقایسه با سایر نانوذرات بر پایه فلزات سنگین سمیت کم تری دارند و حتی در بعضی موارد غیر سمی در نظر گرفته می شوند
در یک نمونه مطالعاتی دیده شد نانو ذرات که دارای جزئی از آهن فیزیولوژیک بدن می باشد، آهن اکسید موجود درآن ها به وسیله پروتئین های فریتین، ترانسفرین و هموسیدرین متابولیزه و ذخیره می شود. این نانو ذرات به سبب خواص ناشی از مغناطیس ذاتی شان، گوی سبقت را از سایر نانو حامل ها ربوده اند. به طور کلی ساختار این ذرات منجر به تسهیل کاربری های این ذرات در علوم وفنون مختلف شده است.
علی الخصوص در پزشکی که به سبب سمیت کم این ذرات در شاخه های گونا گون علاوه بر دارو رسانی از جمله در تصویر برداری بر پایه تشدید رزونانس مغناطیسی وگرما - هایپرترمیا - کاربرد دارد. از بهترین مزایای این ذرات، قابلیت کنترل حرکت آن ها از طریق اعمال میدان مغناطیسی خارجی به ذرات است که انتقال هدفمند دارو را به بافت مورد نظر تسهیل کرده وسرعت بخشیده است
هدف اصلی از توسعه نانوداروها، بهبود الگوی توزیع زیستی و افزایش تجمع داروهای شیمیایی در سایت هدف - سلول ها وبافت های بیمار - است. با افزایش تجمع دارو در بافت بیمار و کاهش تجمع آن در بافت ها و اعضای سالم بدن، نه تنها بازده درمان بالاتر خواهد رفت، بلکه سمیت شیمیایی آن ها به حداقل می رسد. بعلاوه، نانو سامانه های انتقال دارو قابلیت نفوذ در داخل بافت های توموری را به دلیل تراوا بودن سیستم های رگ بافت های سرطانی دارا هستند.
از مهم ترین نانو ذرات فلزی که به عنوان نانو سامانه های انتقال دارو مورد بررسی قرار گرفتند می توان به نانوذرات فلزی اکسید آهن، طلا، نقره، گادولونیم و نیکل اشاره کرد
نانو ذرات فلزی در صورتی که در معرض نور مادون قرمز یا میدان مغناطیسی قرارگیرند می توانند به عنوان آغاز کننده رهایش حرارتی دارو در نانو سامانه های فلزی عمل کنند
.3انواع نانوذرات مغناطیسی در کاربردهای زیست پزشکی
برای آن که نانوذرات مغناطیسی بتوانند کاربردهای زیستی داشته باشند، باید زیست سازگار و زیست تخریب پذیر باشند. اندازه ی این نانوذرات باید بین 10-100 نانومتر باشد؛ چون در اندازه ی کم تر از 10 نانومتر از طریق کلیه ها دفع می شوند و در مقیاس بزرگ تر از 200 نانومتر به عنوان یک جسم خارجی، به وسیله ی سیستم دفاعی بدن از بین می روند. لازم به یادآوری است که ویژگی مغناطیسی ذرات به اندازه، شکل، نسبت اجزای سازنده - برای مثال نوع نمک استفاده شده برای تهیه ی هسته ی مغناطیسی، نسبت بین ذرات مغناطیسی، PH و قدرت یونی محیط - و پوشش اطراف نانو ذرات بستگی دارد. به طور کلی در یک تقسیم بندی می توان انواع نانوذرات مغناطیسی را نام برد که شامل:
الف- نانو ذرات آهن اکسید: این نانوذرات کاربرد زیست پزشکی گسترده ای نسبت به سایر نانوذرات مغناطیسی دارند. زیست سازگار بودن با شرایط محیط بدن، پایداری و تهیه ی آسان موجب توسعه ی استفاده ی آن ها شده است.
ب- نانوذرات فلزی: نانوذرات فلزی مانند آهن، کبالت و نیکل دارای کاربردهای زیستی هستند. این ذرات به آسانی در حضور آب یا اکسیژن اکسید می شوند؛ بنابراین سطح این نانوذرات را از طلا، سیلیس و ... می پوشانند و ساختار هسته-پوسته باعث پایداری آن ها می شوند.
ج- نانو ذرات دو فلزی: آلیاژهای فلزی یا نانوذرات دوفلزی، ویژگی ابرپارامغناطیسی بالایی دارند که آن ها را برای تصویربرداری تشدید مغناطیسی یا حامل های مغناطیسی برای دارورسانی مناسب کرده است.
د- نانوذرات با سطوح پوشش داده شده: پوشش سطوح یک جزء جدایی ناپذیر از نانوذرات مغناطیسی است تا بتوان از آن ها در کاربردهای زیست پزشکی استفاده کرد. برای جلوگیری از تجمع نانوذرات و داشتن چرخه ی طولانی در خون، اهمیت پوشش های زیست تخریب پذیر و زیست سازگار بر روی سطوح آن ها مشخص می شود.
