نانو ابزاری برای رصد فعالیت های عضلانی بیماران مبتلا به پارکینسون

علی مجدی 

محققان مرکز تحقیقات نانوذرات سئول، موفق به ساخت نانوابزاری برای رصد فعالیت‌های عضلانی بیماران شدند. این دستاوردی برای بررسی اثر دارو در بیماری‌هایی نظیر پارکینسون و صرع بسیار مهم است. مهندسان پزشکی به دنبال رصد اختلالات حرکتی که معمولاً در بیماران دارای بیماری پارکینسون و صرع دیده می‌شود، بودند. پیش از این برای شناسایی این اختلالات از یک دستگاه ویدئو و لباس مخصوصی استفاده می‌شد که این روش محدودیت‌هایی برای شناسایی بیماری به همراه دارد. 

این ابزار جدید روی پوست قرار می‌گیرد و شباهت زیادی به باند کمک‌های اولیه دارد اما در آن از فناوری‌نانو استفاده شده است. محققان امیدوارند ابزار آنها بتواند اطلاعات پزشکی مورد نیاز پزشکان را در بدن بیمار رصد کند و در اختیار آنها قرار دهد. این اطلاعات می‌تواند پاسخ بدن بیمار به یک داروی خاص باشد. ساخت چنین ابزاری به دلیل این که نیازمند به تجهیزات پزشکی ویژه‌ و ادوات الکترونیک برای ذخیره‌سازی اطلاعات است، بسیار دشوار است. از دیگر مشکلات استفاده از این دستگاه مصرف انرژی بالا و نوع اتصال این ابزار به بدن است. ابزار محققان کره‌ای و آمریکایی می‌تواند برخی فاکتورهای مورد نظر پزشکان را رصد کند. برای این کار آن‌ها از نانوساختارهای انعطاف‌پذیر با قابلیت کشیده شدن استفاده و نمونه ی اولیه این دستگاه را تولید کردند. 

این گروه نتایج یافته‌های خود را به صورت مقاله در نشریه Nature Nanotechnology به چاپ رساندند. آن‌ها در این مقاله نشان دادند که نانوغشائی از جنس سیلیکون، حرکت اندام‌های بدن را رصد می‌کند و از نانوذرات طلا به عنوان حافظه‌ای برای ذخیره ی اطلاعات استفاده می‌شود. این گروه، ابزار ساخته شده را به تن بیمار پوشاندند و در نهایت فعالیت‌های عضلانی بیمار را اندازه‌گیری کردند. اطلاعات ذخیره شده موجب رهاشدن داروی ذخیره شده ی درون نانوذرات می‌شود. دمای پوست نیز از طریق حسگر گرمایی غشاء سیلیکونی اندازه‌گیری می‌شود. در نتیجه با کنترل این دما، مقدار داروی رهاشده کنترل می‌شود. با این ابزار بسیاری از محدودیت‌های رایج در ادوات پوشیدنی برداشته می‌شود و می‌توان اطلاعاتی با کیفیت بالا از فرآیند درمان بیمار بدست آورد.

دستگاه CardioMEMS HF

ملینا گهرور

دستگاه CardioMEMS HF  فشار شریان ریوی (PA) و ضربان قلب بیماران مبتلا به نارسایی قلبی را اندازه گیری و نظارت میکند. این دستگاه شامل یک سنسور قابل کاشت PA، سیستم انتقال و سیستم الکترونیک بیمار میباشد.

• سنسور PA: به اندازه ی یک کاغذ کوچک نازک میباشد و در شریان ریوی جاگذاری میشود (این رگ، خون را از قلب به ریه منتقل میکند). سنسور در طی یک روش کاتتریزاسیون قلب راست، گذاشته میشود.
• سیتم انتقال: لوله ای بلند، نازک و انعطاف پذیرمیباشد که از میان رگ ها میگذرد و به گونه ای طراحی شده است که سنسور PA را در انتهای شریان ریوی رها کند.
• سیستم الکترونیک بیمار: شامل واحد الکترونیک، آنتن و بالش میباشد. این مجموعه میزان فشارPA را از سنسور بی سیم دریافت کرده و اطلاعات را به پزشک مربوطه انتقال می دهد.

ساخت مولکول مکمل و حمل آن به داخل سلول زنده

مهسا باستانی

نانوذرات که قادر به ارائه و تبادل مولکولهای مکمل است ، سیکنالهای فلورسنت را منتشر میکند و این فرآیند با میکروسکوپ قابل مشاهده است.

مولکول مکمل در زیست شناسی شامل گرد هم آوردن جفت مولکول است که متضاد با یکدیگرند، یعنی نوکلئوتید های موجود در دو رشته DNA که با هم متضاد اند.در این روش علاوه بر تعمیر اطلاعات ژنتیکی ، از مولکولهای مکمل می توان برای ارائه پاره ای از انرژی های خوراکی جفت مولکولها نیز استفاده کرد.محققان دانشگاه میامی حمل مولکول مکمل به داخل سلول های زنده را توسعه دادند.

نانوذرات از پلیمرهای amphiphilic ساخته شده اند که وجود آب در داخل آن پلیمر سبب حمل ونقل مولکول به داخل سلول است.این امر سبب می شود مولکول آب دوست شده و سفری ایمن در بدن خواهد داشت.قطر نانوذرات به اندازه کافی کوچک است و به همین دلیل می تواند به راحتی از غشای سلول عبور کند.

محققان بر این باورند که این تکنولوژی دارای پیامدهای گسترده ای در پزشکی است از جمله:از بین بردن اثر دقیق مواد مخدر در سلول.

هنوز مشخص نیست که این نانوذرات در واقع می توانند از طریق جریان خون در بدن سفر کنند یا خیر؟!

مرحله ی بعدی این مطالعه شامل نشان دادن این است که آیا می توان این روش را برای انجام واکنش های شیمیایی به جای انتقال انرژی در داخل سلول انجام داد یا خیر؟!

دستگاه فیلتر عفونت

ملینا گهرور

محققان دانشگاه ایالتی اورگان یک فیلتر ویژه طراحی کردند که قادر به پاکسازی خون از اندوتوکسین است که نقش مهمی دربروزعفونت دارد. برخلاف آنتی بیوتیک ها، این فیلتر علاوه بر حذف باکتری ها ، اندوتوکسین ها را نیز از بین می برد.

این دستگاه به اندازه یک فنجان است که با دسته ای از میکروکانال ها به عرض یک تار مو پوشیده شده است که به اصطلاح "تارهای پلیمری آویزشده " نامیده شده اند که زنجیرهایی از کربن و اکسیژن هستند، به فیلتر مانند تارهای میکروسکوپی متصل اند، از انعقاد خون جلوگیری می کنند و با کمک پپتیدهای موجود روی نوک تارها به اندوتوکسین ها متصل می شوند و عفونت یا به اصطلاح " قاتل پنهان " را از بین می برند.

زانوی مصنوعی

محمدحسین میرزایی

یکی از مشکلات مربوط به پا مشکل زانو است که این مشکل با جایگزینی زانوی مصنوعی رفع می شود.اما بر اساس مطالعه در بخش ارتوروز و روماتولوژی در یکی از مراکز تحقیقاتی اسپانیا مشخص شد که یک سوم از کل این تعویض ها نامناسب هستند.بررسی ها نشان میدهد که سالانه 600000تعویض زانو در جهان انجام می شود.و این اعمال جراحی در 15 سال گذشته به طور شگفت انگیزی افزایش یافته است.محققان با بررسی های خود نشان می دهند که این روش موثر است اما در آن مشکلاتی وجود دارد که به یکی از نگرانی های محققان تبدیل شده است و آن هم این است که arthroplasties (TKA) زیاد مورد استفاده قرار میگیرد که مناسب نیست و مشکل ساز است.محققان در دانشگاه ویرجینیا بر روی تعیین مناسبTKAدر حال تحقیق و بررسی هستند. تجزیه و تحلیل نشان می دهد که 44٪ از اعمال جراحی TKA 'مناسب' و 34 درصد 'نامناسب' است.محققان عده ای را تحت بررسی و مطالعه قرار دادند و مطالعات نشان داد 60درصد کسانی که تعویض زانو میکنند زن هستند و متوسط سن آن ها 67 سال است.