استخدام تقنية النانو في الطب

استطاعت تقنية النانو أن تحدث تطوراً كبيراً في المجال الطبي حيث تعد تقنية شديدة الدقة توفر علاجاً فعالاً دون الضرر بالأجزاء الأخرى من الجسم، كما تُستخدم في عدة مجالات مثل الأدوية، والكشف المبكر عن الأمراض، وغيرها من التطبيقات المتطورة، لنتعرف فيما يلي على استخدام تقنية النانو في الطب.

ما هي تقنية النانو؟

النانومتر هو وحدة دقيقة للغاية لقياس الطول حيث يحتوي المتر الواحد على مليار نانومتر، على سبيل المثال يبلغ متوسط عرض شعرة الإنسان نحو 60.000 إلى 100.000 نانومتر، بينما ينمو أظافيرك نانومترًا كل ثانية لذلك هي أصغر من إدراكنا.

تقنية النانو يتم إجراؤها على المقياس النانوي الذي يتراوح من 1 إلى 100 نانومتر مما نجح في اكتشاف أبعاد جديدة، وتطوير تقنيات ذات دقة فائقة.

استخدامات تقنية النانو لديها القدرة على إحداث تأثير كبير في عدة مجالات مثل القطاعات الصناعية، وقطاعات المعلومات والاتصالات، وتكنولوجيا الأغذية، وتكنولوجيا الطاقة، والطب، والأدوية.

تدخل تقنية النانو في العديد من المجالات الطبية لما لها من استخدامات متعددة في تشخيص المرض بدقة، والتصوير والاختبارات، وتوصيل الأدوية، والغرسات الطبية، وعلاج حالات السرطان وغيرها من الأمراض، كما توفر بيانات عالية الدقة حول الوظائف الحيوية للجسم، وغيرها من الاستخدامات التي ستجعل مستقبل التشخيص والعلاج أكثر دقة.

تقنية النانو في الدواء

يقوم العلماء بتطوير استخدام الجسيمات النانوية لتوصيل الأدوية أو الحرارة أو الضوء أو غيرها من المواد إلى الخلايا مثل خلايا السرطان حيث يتم تصميم جزيئات تنجذب إلى الخلايا المريضة مما يؤدي إلى سهولة علاج تلك الخلايا مباشرة دون إلحاق الضرر بالخلايا الأخرى السليمة.

يقوم باحثون في جامعة ولاية كارولينا الشمالية بتطوير طريقة باستخدام تقنيات النانو لإيصال الخلايا الجذعية القلبية إلى أنسجة القلب التالفة لزيادة كمية الخلايا الجذعية التي يتم توصيلها إلى الأنسجة المصابة.^[1][2]  

تقنية النانو لعلاج السرطان

علاج السرطان بالطريقة التقليدية يواجه تحدياً كبيراً في العثور على الخلايا السرطانية بدقة والقضاء عليها، كما أن العلاجات التقليدية مثل الإشعاع والعلاج الكيميائي لهما آثاراً جانبية ضارة لكن باستخدام تقنية النانو قدر يكون علاج السرطان أكثر فعالية.

السرطان والروبوتات النانوية

نجحت كلية الطب بجامعة هارفارد في بناء روبوت نانوي، وهو روبوت صغير للغاية ودقيق بالمقاييس النانوية أطلقت عليه "روبوت أورغامي النانوي" من الحمض النووي، وهو حزمة من الجزيئات تحمل تعليمات للخلايا السرطانية تتعلق بتدميرها حيث تقوم هذه الروبوتات النانوية بتحفيز موت الخلايا في الأنسجة المصابة بسرطان الدم، والأورام اللمفاوية.

الكشف عن السرطان

يُستخدم الطب النانوي لتطوير طريقة جديدة للكشف عن الخلايا السرطانية في مجرى الدم من خلال تقنية تُسمى (NanoFlares) وهي جزيئات مصممة لربط نفسها بالأهداف الجينية في الخلايا السرطانية، عندما ترتبط بها يحدث توليداً للضوء عند العثور على الهدف الجيني بالتالي المساعدة في اكتشافها.

علاج السرطان

تقنية النانو تتمتع بقدرة كبيرة على استهداف الخلايا السرطانية والقضاء عليها بدقة كبيرة عن طريق استخدام الذهب في طلاء أغلفة نانوية يتم حقنها لتلتصق بالخلايا السرطانية، وعند تعريضها لأشعة الليزر يتم القضاء على تلك الخلايا السرطانية دون أن تتأثر الخلايا السليمة في الجسم.^[3][4]  

تقنيات النانو لتشخيص الأمراض

يقوم الباحثون في معهد (Worcester Polytechnic) بتطوير أجسامًا مضادة مرتبطة بأنابيب الكربون النانوية في رقائق للكشف عن الخلايا السرطانية في مجرى الدم، ويمكن استخدام هذه الطريقة في اختبارات معملية حيث توفر الكشف المبكر عن الخلايا السرطانية في مجرى الدم.

أدوات تشخيص الأمراض باستخدام تقنية النانو في الطب تدخل أيضاً في تطوير اختبار للكشف المبكر عن تلف الكلى باستخدام عصي الذهب النانوية لربطها بنوع من البروتين الناتج عن الكلى التالفة، ويتحول لونها عندما يتراكم هذا البروتين مما يسمح بالكشف المبكر عن تلف الكلى، وبتكلفة زهيدة.^[1][2]

الحبوب الذكية

الحبوب الذكية هي الأجهزة الإلكترونية على مستوى النانو، ويتم تصميمها مثل الحبوب الصيدلانية لكنها تقوم بوظائف أكثر تقدمًا مثل الاستشعار، والتصوير، وتوصيل الأدوية.

من أمثلة الحبوب الذكية التي يتم تطويرها حالياً هي كبسولة غاز (Atmo) التي تقوم بفحص الغازات في الأمعاء عند تناولها، وتكشف عن أي اضطرابات حيث تقوم المستشعرات في الكشف عن مستويات الأكسجين، وثاني أكسيد الكربون في الجسم أو أي مواد ضارة.

يمكن استخدام كبسولة غاز (Atmo) لتشخيص اضطرابات الجهاز الهضمي، وتتبع الحساسيات الغذائية لتمكين خطط النظام الغذائي والتغذية الشخصية.^[4]

تقنية النانو للعلاجات المضادة للبكتيريا

قام الباحثون في جامعة هيوستن الأمريكية بتطوير تقنية نانوية تعمل على قتل البكتيريا باستخدام جزيئات الذهب النانوية، وضوء الأشعة تحت الحمراء، وقد تؤدي هذه الطريقة إلى زيادة تعقيم وتنظيف الأدوات في المستشفيات.^[1][2]

ألياف النانو لعلاج الجروح

الخلايا هي ما تكون الأنسجة والأعضاء للجراحة الترميمية والزرع للمرضى، ويُجرى العديد من الأبحاث حول بناء أنسجة تتشابه وظيفتها وهيكلها مع تلك الموجودة في الإنسان بشكل طبيعي باستخدام تقنية النانو.

تُستخدم ألياف النانو في تحضير ضمادات الجروح والمنسوجات الجراحية حيث يعمل العلماء على تطوير "ضمادات ذكية" عند وضعها على المنطقة المصابة سوف تمتص نفسها في الأنسجة بمجرد التئام الجرح، ويمكن أن تحتوي الألياف النانوية في الضمادات الذكية على أدوية تخثر، ومضادات حيوية، وأجهزة استشعار لاكتشاف علامات العدوى.^[1][2]

روبوتات النانو

الروبوتات النانوية (بالإنجليزية: Nanobots) هي روبوتات صغيرة الحجم تعمل كجراحين مصغرين، يمكن إدخالها في الجسم لإصلاح واستبدال الهياكل داخل الخلايا كما يتم العمل على تطويرها للقضاء على الأمراض عن طريق استبدال جزيئات الحمض النووي.

يقوم العلماء أيضاً بتطوير عمل روبوتات النانو لإجراء جراحة للعين من خلال إبرة مجهرية يتم إدخالها في شبكية العين حيث يمكن للجراحين توجيهها.

يمكن أيضًا استخدام روبوتات النانو لإزالة انسداد الشرايين عن طريق الحفر خلالها حيث تعاون العلماء في جامعة ولاية ميشيغان وجامعة ستانفورد على تطوير روبوتات نانو تحتوي على أنابيب نانوية كربونية محملة بدواء يمكنه التهام اللويحات الشريانية مما يقلل من خطر الإصابة بالنوبات القلبية.

يقوم العلماء في جامعة تورنتو بتطوير روبوتات نانوية تشبه المكعبات غير المطوية لإجراء خزعات سريعة للكتل السرطانية الخبيثة المشتبه بها، وتعد أسرع وأكثر دقة من تلك التي يقوم بها الجراحون.^[4]

الأجهزة القابلة للارتداء بتقنية النانو

الأجهزة القابلة للارتداء باستخدام تقنية النانو تعد واحدة من تطبيقات التقنية الطبية التي تساعد في تحسين الحالة الصحية للمريض، ومراقبتها عن قرب حيث تحتوي هذه الأجهزة القابلة للارتداء على مستشعرات نانوية في القماش أو الخامات وفقاً لنوع الجهاز تعمل على تسجل البيانات الطبية مثل نبضات القلب، ومكونات العرق، وضغط الدم تساعد في تنبيه المريض والأطباء بأي تغييرات سلبية يواجهها الجسم.^[4]

تتمتع تقنية النانو بإمكانيات كبيرة لإحداث تغيرات عديدة في المجال الطبي والرعاية الصحية مثل التشخيص، ومراقبة الأمراض، والأجهزة الجراحية، والطب التجديدي، وتطوير اللقاحات وإيصال الأدوية.