دانشمندان در حال طراحی ابزار و موادی با اندازه‌ی هزاران بار کوچکتر از قطر یک تار مو هستند. بعضی از این مواد که نانوماده یا نانوذره نام دارند قدرت درمان بیماری‌ها را دارا هستند. با این حال، مهندسی ذرات برای عملکردهای بیوپزشکی همچنان چالش‌برانگیز است؛ به خصوص هنگام انتقال آن‌ها از فاز آزمایشگاهی به محیط واقعی.
نانوذرات در آزمایشگاه ویژگی‌هایی بسیار متمایزتر از نانوذرات هنگام واکنش با خون، سلول‌ها و بافت‌ها از خود نشان می‌دهند، و رفتار ذرات به طور عمیقی هنگام عبور از محیطی به محیط دیگر تغییر می‌کند.
واکنش‌های «بیونانو» علت این تغییر رفتار هستند و تحقیقات در این زمینه علی‌رغم سختی‌هایش پتانسیلی بسیار عظیم دارد.
استفاده از نانوذرات برای هدف‌گیری بیماری‌ها
امکان استفاده از نانوذرات برای ایجاد درمان‌های مؤثرتر وجود دارد. هدف این درمان‌ها پیشرفت روش‌های به کار رفته در زمینه‌های بسیار متنوعی از جمله دارورسانی و تشخیص بیماری‌ها است.
مقاله مرتبط: مروری بر دارورسانی مبتنی بر نانوتکنولوژی
ازجمله مزایای استفاده از نانوذرات، امکان طراحی روش‌های درمانی هدفمند است؛ تا داروها بدون آسیب به سایر نقاط، دقیقاً به محل موردنیازشان در بدن برسند.
برای مثال، امروزه روش‌های شیمی‌درمانی تأثیرگذار بسیاری وجود دارند اما به دلیل اینکه علاوه‌بر سلول‌های سرطانی با بافت‌های سالم نیز واکنش داده و آن‌ها را از بین می‌برند، اکثراً عوارض جانبی از قبیل آسیب قلبی و مغز استخوان به جای می‌گذارند. این مشکلات، از کارایی شیمی‌درمانی‌های فعلی کاسته و نقش مهمی در سخت‌بودن درمان سرطان ایفا می‌کنند.
علت دشواری درمان هدفمند چیست؟
همانند سایر روش‌ها، درمان‌های هدفمند نوسط نانوذرات نیز دارای محدودیاتی هستند. همانند بسیاری از حوزه‌های دیگر، ترجمه و تبدیل آنچه که در آزمایشگاه رخ می‌دهد به روش‌های بالینی مشکل است.
برای مثال، استفاده از نانوذرات به عنوان «حامل» که با دارو بارگیری شده و سپس در سلول‌های هدف انباشته می‌شود؛ این نانوذرات عملکرد بسیار مناسبی در لابراتوار دارند اما هنگام استفاده در محیط‌های پیچیده‌تر بیولوژیکی (مانند خون به جای بافر نمک) کارها خیلی سریع پیچیده شده و از کنترل خارج می‌شوند.
برای مثال، هنگام تزریق نانوذرات به خون، پروتئین‌ها به سطح آن‌ها متصل می‌شوند. این اتفاق رفتار آن‌ها را کاملاً تغییر می‌دهد که علت آن نیز تغییر ویژگی‌های مهم ذرات مانند بار (مثبت، منفی و خنثی) و اندازه‌ی آن‌ها در این صورت است.
راهکارهای احتمالی
در حال حاضر دانشمندان به دنبال توسعه‌ی روش‌های جدیدی برای ارزیابی نانوذرات می‌باشند که شامل تکنیک‌های تحقیقاتی با قابلیت تکمیل مطالعات سلولی و حیوانی هستند. ازجمله‌ی این روش‌ها ساخت کانال‌های میکروفلوئیدی است که وظیفه‌ی رگ‌های خونی را شبیه‌سازی می‌کنند و برای مطالعه و بررسی رفتار نانومواد در عروق استفاده خواهند شد. گزینه‌ی دیگر، استفاده از بافت‌ها و اندام‌های ساخته‌شده توسط دستگاه‌های پرینت سه بعدی است؛ همانطور که اخیراً هیدروژل‌های پرشده با سلول‌ها با استفاده از پرینتر سه بعدی معمولی برروی سطحی پرینت شده بودند.
مقاله مرتبط: استفاده از نانوذرات برای درمان سرطان سینه
نکته‌ی کلیدی در این زمینه ایجاد ترکیبات انطاف‌پذیر و قابل تغییر است. به این معنی که امکان دست‌کاری روش‌ها برای دست‌یابی به اطلاعات ارزشمند از مطالعات وجود داشته باشد اما این دشواری به حدی نباشد که فعم مکانیسم‌های دخیل را با سختی مواجه کند. این امر بسیار مهم است؛ زیرا نانوذره‌ای که به بدن حیوانی افزوده می‌شود پیچیدگی‌هی بسیاری را از هنگام ورود به جریان خون تا رسیدن به نقطه‌ی هدف تجربه می‌کند و برای فهم کامل آنچه که اتفاق می‌افتد باید از تمامی این پیچیدگی‌ها باخبر شد.
نانوپزشکی در آینده
هرچه که اطلاعات دانشمندان درمورد علوم بیونانو و چگونگی واکنش مواد در علم بیولوژی به مقیاس نانو افزایش یابد، ساخت نانوذراتی با ویژگی‌های مدنظر و موردانتظار از آن‌ها آسان‌تر خواهد شد و بعد از سال‌ها تلاش، تصویر واضح‌تری از ماکنیسم‌های تعیین‌کننده‌ی علت و چگونگی عملکرد نانوذرات بر همگان آشکار خواهد شد.
محققانی که موفق به ترکیب موفقیت‌آمیز ایده‌ها در زمینه‌های مختلف شوند خواهند توانست نانوذرات تازه و پیشرفته‌ای را توسعه دهند که رسیدن به هدف نهایی این فعالیت، یعنی ایجاد نانوذرات هدفمند جدید و پیشرفته برای درمان بیماری‌های لاعلاج امروزی را میسر سازند.
