کاربرد نانولوله های کربنی در پزشکی و مهندسی پزشکی

یکی از کاربرد های نانولوله های کربنی استفاده از نانو تیوب ها در مصارف پزشکی و غیر پزشکی می باشد. در ادامه این مقالات با کاربرد های نانو لوله های کربنی در پزشکی آشنا می شوید.

نانولوله های کربنی، یکی از محصولات نانوساختار هستند که امروزه کاربرد زیادی در پزشکی و مهندسی پزشکی دارند. در مقاله پیش رو به برخی از آنها اشاره خواهیم کرد. و با کاربرد نانولوله های کربنی در پزشکی و مهندسی پزشکی آشنا می شوید.

امروزه کاربرد نانولوله های کربنی در پزشکی نسبت به قبل بسیار افزایش یافته است و پژوهشهای بسیاری در این زمینه صورت میگیرد. از این رو فروشگاه تماد کالا این امکان را فراهم کرده است تا انواع نانولوله های کربنی را خریداری کنید.

خرید نانو تیوب و نانو لوله کربنی

کاربرد نانولوله های کربنی در پزشکی

نانولوله های کربنی، امروزه در بسیاری از تحقیقات پزشکی مانند بیوسنسورها و رهایش دارو مطرح هستند. نانولوله های تک جداره، از نظر سمیت برای سلولهای بدن و برانگیختن سیستم امنیتی، مشکلی برای بدن اینجاد نمیکنند. همچنین اثبات شده است که نانولوله های تک جداره، حل شوندگی و امکان دارورسانی هدفمند را افزایش میدهند.

یکی از بیماری های بسیار رایج در جهان امروز سرطان است که سالانه جان انسانهای زیادی را میگیرد. راه های فعلی درمان سرطان عبارتند از جراحی، شیمی درمانی و رادیوتراپی(درمان با امواج الکترومغناطیسی). این روش ها گاهی اوقات دردناک هستند و علاوه بر سلولهای بیمار، سلولهای سالم بدن را نیز مورد هدف قرار می دهند و با عوارض جانبی همراه هستند. نانوتیوب های کربنی به عنوان حاملهای دارو، میتوانند سلولهای نوع خاصی از سرطان را مورد هدف قرار دهند و با استفاده از دوز کمتری از دارو، سلولهای سرطانی را از بین ببرند. همین دقت در هدفگیری سلولهای بیمار، باعث میشود صدمه کمتری به سلولهای سالم وارد شود و در نتیجه عوارض دارو را کاهش میدهد.

روش های فعلی برای اندازه گیری قند خون بیماری که از دیابت رنج میبرد، به طور معمول تهاجمی و اغلب دردناک هستند. به عنوان مثال یکی از این روش ها به این صورت است که یک سنسور کوچک را از طریق سوزن به بدن بیمار وارد میکنند که هر چند وقت، مقدار قند خون فرد را اندازه گیری میکند. روشی دیگر به این شکل است که کیت هایی وجود دارند و خون باید روی آنها قرار داده شود تا بتوان مقدار گلوکز خون را مشخص کرد. این روشها معمولا روشهایی تهاجمی هستند و ممکن است به نتایج غیر دقیق نیز منجر شوند.

سطح بسیار زیاد فعال الکتروشیمیایی، رسانایی الکتریکی بالا و خواص ساختاری مناسب، نانولوله های کربنی تک دیواره و چند دیواره را برای استفاده به عنوان سنسورهای بسیار حساس و غیرتهاجمی اندازه گیری گلوکز به گزینه ای بسیار مناسب تبدیل کرده است.

به تازگی پژوهشگران موفق شده اند که از نانولوله های کربنی به عنوان پلی برای بازسازی و ترمیم بافت های عصبی استفاده کنند. برای اطلاعات بیشتر در این مورد میتواند خبر “نانولوله های کربنی، پلی میان بافت های عصبی” و “داربست نانویی جدید برای اتصال سلولهای عصبی نخاع” را مطالعه فرمایید.

استفاده از نانولوله های کربنی در پزشکی رهایش دارو و درمان سرطان

رهایش دارو یکی از حوزه های در حال رشد است که از نانوتیوب های کربنی استفاده میکند. سیستم هایی که در حال حاضر برای رهایش دارو استفاده میشوند، شامل دندریمرها، پلیمرها و لوپوزوم ها هستند. اما استفاده از نانولوله های کربنی برای این منظور، امکان استفاده از ساختارهایی موثر که ظرفیت حمل دارو و نفوذ پذیری به سلولهای بالایی دارند را فراهم میکند. نانوتیوب ها میتوانند از دو طرف بسته و یا باز باشند که آنهایی که انتهای آنها باز است، بدلیل اینکه عوامل دارویی در داخل آنها هستند، دارای دسترسی راحتتری هستند. البته استفاده از نانولوله ها در رهایش دارو، با چالش هایی مانند حلالیت پایین، نیمه عمر و غیره مواجه است که با پیشرفت در این زمینه به نظر میرسد این مشکلات در حال حل شدن باشند.

اخیرا پژوهشی نیز صورت گرفته است که با استفاده از نانولوله های کربنی، اقدام به تشخیص سرطان کرده اند. میتوانید خبر “فناوری جدید تشخیص سرطات با استفاده از نانولوله های کربنی” را از این طریق مطالعه فرمایید

• نابودی هدفمند سلولهای سرطانی

نانولوله های کربنی میتوانند با عنوان منتقل کننده های چندکاره بیولوژیکی و عوامل حدود IR برای نابودسازی سلولهای سرطانی استفاده شوند. سیستم های بیولوژی برای طول موج های 100-700 نانومتر(که نزدیک به طول موج مادون قرمز هستند) بسیار شفاف هستند.

در این روش درمانی، نانوتیوب های کربنی به نزدیکی سلولهای بیمار منتقل میشوند و با اعمال پالس های لیزر مادون قرمز، باعث گرم. شدن بیش نانولوله های کربنی و در نتیجه گرم شدن نقطه ای سلولهای سرطانی میشوند که در نتیجه این اتفاق، سلولهای سرطانی میمیرند. انتقال نانولوله های کربنی به سلولهای بیمار، با استفاده از نشانگر های بیولوژیکی صورت میگیرد. سلولهای سرطانی دارای گیرنده(receptor) هایی هستند که این نشانگرها به آنها متصل میشوند. این فرآیند باعث نابودی سلولهای سرطانی، بدون هیچگونه صدمه به سلولهای سالم بدن میشود.

• هدفگیری هدفمند تومورها

مطالعات برروی موش ها نشان داده است که نانولوله های کربنی عامل دار شده که به بدن تزریق میشوند، تا حد خوبی سلولهای سرطانی را هدف میگیرند و در اطراف آنها جمع میشوند.

به طور کلی فناوری نانو در دارورسانی بسیار مورد توجه و اقبال قرار گرفته است و مطالعات زیادی بر روی آن صورت میگیرد. با مشاهده اینفوگرافیک “فناوری نانو در دارورسانی” میتوانید اطلاعات بیشتری در این زمینه کسب نمایید.

استفاده از نانولوله های کربنی به عنوان بیوسنسورها(حسگرهای زیستی)

• شبکه نانولوله های کربنی به عنوان حسگر تنش های بیولوژیکی

مقاومت یک تک نانولوله کربنی در زمان اعمال یک تنش و یا کرنش به آن، تغییر میکند. این خاصیت میتواند به اندازه گیری استرس اعمالی کمک کند. با تشکیل شبکه ای از نانولوله های کربنی، میتوان جریان دقیقی که در اثر اعمال ولتاژ به این شبکه، باید از آن عبور کرد را تعیین کرد. میتوان این شبکه را درون صفحات ارتوپدی، گیره ها، پیچ ها و پودرهای استخوانی وارد کرد. بدین ترتیب میتوان وضعیت درمان درمان استخوان را با اندازه گیری فشار وارد بر هرکدام از این اجزا، تعیین کرد. یک استخوان ترمیم شده، بیشتر نیروی وارده بر خود را دریافت میکند و باعث میشود نیروی کمتری به صفحات، گیره ها و یا پیچ های موجود در استخوان وارد بشود.

• بیوسنسور های اندازه گیری گلوکز

بیوسنسورهای نانولوله های کربنی بر پایه پلاسما پلیمر(Carbon nanotube–plasma polymer-based amperometric biosensors)، برای اندازه گیری بسیار دقیق گلوکز تولید شده اند. اساس اندازه گیری این سنسورها، اندازه گیری با تغییرات جریان عبوری است. ترکیبی از آنزیم گلوکز اکسیداز و نانولوله های کربنی که توسط لایه های نازک پلیمری شده بوسیله پلاسما، پیچیده شده اند، این سنسور را تشکیل میدهند.

این حسگر زیستی(بیوسنسور)، حساسیت بسیار بالا و زمان پاسخ بسیار سریعی از خود نشان داده است. فرآیند پلاسما برای پلیمریزه کردن نانولوله های کربنی، باعث ایجاد بستری مناسب به عنوان واسط بین نانولوله ها و آنزیم اتصال به گلوکز است.

• بیوسنسورهای بهبودیافته با الکترودهای نانولوله های کربنی

بیوسنسور میکروبی با استفاده از الکتروهای نانولوله های کربنی بهبود یافته است.

به طور کلی، استفاده از نانولوله های کربنی به عنوان الکترود یا بهبود دهنده الکترود، بسیار مورد استفاده است و پژوهش های بسیاری نیز در این زمینه صورت میگیرد.

مشکلات سمیت

طی برخی تحقیقاتی که انجام شده است، نانولوله های کربنی باعث فعال شدن سیستم ایمنی بدن نخواهند شد. البته از نظر حلالیت مشکلاتی دارند که با عامل دار کردن آنها، مقدار بسیار زیادی از آنها حل شده است. نتایج پژهشها نشان داده است که عامل دار کردن نانولوله ها به کمک لیپیدها به حلالیت آنها کمک میکند. همچنین حرکت آنها در داخل بدن را راحتتر و سریعتر کرده و باعث کاهش ریسک مسدود شدن شریان های حیاتی بدن میشود که به همین دلیل آنرا به گزینه ای بسیار مناسب برای استفاده به عنوان حامل های دارو تبدیل میکند.

دفع شدن نانولوله های کربنی پس از رهایش دارو، یکی از چالش هایی است که این عرصه با آن دست و پنجه نرم میکند. پژوهشها برای یافتن روش هایی برای خارج کردن نانولوله ها بعد از انجام وظایفشان در داخل بدن، ادامه دارند.

اما به طور کلی استفاده از نانولوله های کربنی هنوز در بدن انسان آزمایش نشده است. هنوز نتایج دقیق و کاملا اثبات شده ای از میزان سمیت آنها در بدن حیوانات نیز بدست نیامده است و پژوهشها همچنان ادامه خواهند داشت.

امروزه کاربردهای بسیار زیادی برای نانولوله های کربنی در پزشکی پیشنهاد شده است ولی همچنان نیاز به بررسی های بیشتر برای موارد سمیت آن وجود دارد و باید آزمایشهای بیشتری صورت بگیرد. اما بنظر میرسد در آینده مشکلات این موضوع حل خواهد شد و در نهایت پزشکی پیشرفت های زیاید خواهد کرد.
خرید نانو تیوب و نانو لوله کربنی