مدیریت فناوری نانو

Nano management

شناسايي تغييرات اپيژنتيکي با نانوسياليت

گروهي از پژوهشگران دانشگاه کرنل با استفاده از سيستمي از کانال‌هاي نانوسياليت و ميکروسکوپ فلورسانس چندرنگي موفق به ابداع روشي شدند که مي‌تواند پيوند بين DNA و پروتئين‌هاي چسبيده به DNA، که به هيستون معروف هستند، را در مکان‌هاي ويژه‌اي در طول مولکول‌هاي منفرد DNA مورد تحليل قرار دهد. داده‌هاي بدست آمده از اين روش اطلاعاتي درباره حالت‌ به اصطلاح اپيژنتيکي يک سلول، که منعکس‌کننده تفاوت ژن‌هايي است که يک سلول مشخص در هر لحظه از زمان بروز مي‌دهد (express)، بدست مي‌دهند.

هر سلولي در بدن داراي ساختار ژنتيکي يکساني مي‌باشد پس چه عاملي باعث تمايز سلول‌هاي جگر از سلول‌هاي قلب در يک سري از اصلاحات DNA، مانند متيلاسيون، مي‌گردد؟ متيلاسيون مي‌تواند مجموعه ويژه‌اي از ژن‌هاي بروز يافته از يک نوع خاصي از سلول را تعيين کند. اين اصلاحات به اصلاحات اپيژنتيکي، و نه تغييرات ژنتيکي، معروف هستند زيرا آنها توالي DNA را تغيير نمي‌دهند بلکه در خواص ساختاري آن تغييراتي ايجاد مي‌کنند.

تکنيک‌هاي فراواني براي مطالعه چنين تغييرات اپيژنتيکي در اختيار محققان وجود دارد، ولي اين روش‌ها نياز به تعداد بسيار زيادي سلول دارند و به همين خاطر تصوير ميانگيني از حالت اپيژنتيکي بدست مي‌دهند. علاوه بر اين، اين روش‌ها قادر به پيمايش کليه ژن‌ها نيستند و حتي نمي‌توانند دو گونه از تغييرات اپيژنتيکي را به‌طور همزمان بررسي نمايند.

گروه کرنل براي رفع اين محدوديت‌ها يک افزاره نانوسياليت ساخته است که مي‌تواند جرياني از مولکول‌هاي منفرد DNA را از يک کانال و آشکارساز عبور دهد و فلورسانس DNA و پروتئين‌هاي وابسته به آن را در هر لحظه از زمان ضبط و تحليل نمايد. اين پژوهشگران همچنين نشان دادند که قادر به جداسازي DNA از پروتئين‌ها، برچسب‌گذاري آنها با مولکول‌هاي فلورسانسي که مي‌توانند به پايه‌هاي متيله شده پيوند بخورند، و آشکارسازي مکان‌هاي مشخص متيلاسيون DNA، هستند.

اين محققان در مجموعه آزمايش‌هاي خود، از سيستم نانوسياليت براي مشخص کردن فرکانس و انطباق حالت‌هاي اپيژنتيکي در مولکول‌هاي منفرد DNA استفاده کردند. با اين حال، اين محققان معتقد هستند که قادر خواهند بود افزاره خود را براي منظم‌سازي ساختارهاي DNA- پروتئين بر اساس علامت‌هاي اپيژنتيکي آنها استفاده کنند. قطعه‌هاي کرومزومي منظم شده مي‌توانند با ابزارهاي مطالعاتي DNA، مانند توالي DNA، مورد مطالعه بيشتر قرار گيرند.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Analytical Chemistry منتشر شده است.

+ نوشته شده در  89/03/12ساعت 0:45  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

استفاده از مخلوط نانوذرات براي درمان سرطان

محققان دانشگاه کاليفرنيا و موسسه فناوري ماساچوست (MIT) به مخلوطي از نانوذرات دست‌يافته‌اند که مي‌توانند به صورت هماهنگ درون جريان خون حرکت کرده و تومورهاي سرطاني را شناسايي نموده، به آنها چسبيده و آنها را از بين ببرند.

مايکل سِيلور استاد شيمي و بيوشيمي دانشگاه کاليفرنيا در سن‌ديگو مي‌گويد: «اين اولين نمونه از مزاياي به‌کارگيري يک نانوسامانه هماهنگ در مبارزه با سرطان است».

اين محققان يک سامانه حاوي دو نانوماده مختلف با اندازه تنها چند نانومتر توسعه داده‌اند که قابل تزريق در خون مي‌باشد. نانوماده اول مي‌تواند تومورها را در موش شناسايي کرده و به آنها بچسبد و نانوماده دوم اين تومورها را از بين مي‌برد.

قبلاً ابزارهاي نانومقياسي براي چسبيدن به سلول‌هاي بيمار يا رهايش داروها به صورت اختصاصي به اين سلول‌ها توسط محققان توسعه يافته‌اند. اما عملکرد اين ابزارها اغلب با يکديگر تداخل پيدا مي‌کند.

سانگيتا باتيا استاد فيزيک، زيست‌مهندسي و علوم و فناوري سلامتي در MIT مي‌گويد: « به عنوان مثال نانوذره‌اي که براي چرخش طولاني‌مدت در بدن بيمار سرطاني طراحي شده است، بسيار محتمل است که با تومور برخورد کند. با اين حال شايد اين ذره نتواند پس از يافتن سلول‌هاي سرطاني به آنها بچسبد. به همين ترتيب ذره‌اي که براي چسبيدن به سلول‌هاي سرطاني طراحي شده است، شايد نتواند آنقدر در جريان خون باقي بماند که با تومور سرطاني برخورد کند».

زماني که دارويي روي يک بيمار اثر نمي‌کند، پزشک معالج مخلوطي از مولکول‌هاي دارويي را تجويز مي‌کند. اين راهبرد مي‌تواند در درمان سرطان بسيار موثر باشد، زيرا در آنجا بايد بيشترين تعداد جبهه ممکن را در برابر تومور بگشاييم.

درمان تومورها با استفاده از نانوذرات بسيار دشوار است، زيرا سلول‌هاي ايمني بدن به نام فاگوسيت‌هاي تک‌هسته‌اي به آنها حمله کرده و با حذف آنها از جريان خون، از رسيدن نانومواد به مقصدشان جلوگيري مي‌کنند.

دو تن از دانشجويان تحصيلات تکميلي دانشگاه کاليفرنيا و موسسه فناوري ماساچوست در رأس تلاش براي توسعه دو نانوماده مجزا (با قابليت کار به صورت هماهنگ) بودند تا بتوانند بر اين مشکل و مشکلات ديگر غلبه کنند. اولين ذره، «فعال‌کننده» نانوميله طلاست که به وسيله تراوش از طريق رگ‌هاي خوني وارد تومورها شده و در آنجا جمع مي‌شود. ذرات طلا کل تومور را پوشانده و با جذب تابش ليزر مادون قرمز که در شرايط عادي بي‌خطر است، همانند يک آنتن عمل نموده و تومور را گرم مي‌کند.

پس ازگردش نانوميله‌هاي طلا در جريان خونِ موشِ داراي تومور اِپيتليال به مدت سه روز، محققان از يک ليزر ضعيف براي گرم کردن ميله‌هاي متصل به تومور بهره بردند. اين امر موجب حساس شدن تومورها گرديده و در اين مرحله نانوذره دوم که نانوکرم‌هاي اکسيد آهن و يا ليپوزوم‌هاي حاوي دوگزوروبيسين بود، به موش تزريق شد. اين نانوذره دوم با مولکول خاصي که مي‌توانست تومور حساس شده با گرما را هدف بگيرد، پوشانده شده بود.

سِيلور مي‌گويد: «عملکرد اين سامانه همانند حمله سربازان به مقر دشمن است. ابتدا نيروهاي ويژه وارد پايگاه دشمن شده و هدف را نشانه‌گذاري مي‌کنند. سپس نيروي هوايي وارد عمل شده و بمب‌هاي هدايت شونده با ليزر را روي هدف مي‌ريزد. اين سامانه به نحوي طراحي شده است که کمترين آسيب جانبي را به بدن وارد نمايد».

جزئيات اين تحقيق در Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.

http://www.physorg.com/news181837761.html

+ نوشته شده در  89/01/18ساعت 18:46  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

ساخت رايانه‌هاي الهام‌گرفته از اعصاب با کمک نانوذرات

پژوهشگران فرانسوي براي اولين بار توانستند ترانزيستوري ابداع کنند که مي‌تواند کارهاي اصلي سيناپس (نقطه اتصال دو عصب) را تقليد کند. اين ترانزيستور ، که از پنتاسن و نانوذرات طلا ساخته شده‌است و به NOMFET (ترانزيستور اثر ميداني براي حافظه آلي نانوذره‌اي) معروف است، راه را به سوي نسل‌هاي جديدي از رايانه‌هاي الهام‌گرفته از اعصاب باز مي‌کند که قادر به انجام رفتاري مشابه با سيستم عصبي هستند.
 
یک ترانزیستور آلی جدیداً توسعه یافته، راه را به سوی نسل‌های جدیدی از رایانه‌های عصبی گشوده است.
 
در توسعه راهبرد‌هاي جديد براي پردازش اطلاعات، يکي از رهيافت‌ها شامل تقليد از روشي مي‌شود که سيستم‌هاي زيستي مانند شبکه‌هاي عصبي طبق آن عمل مي‌کنند، تا مدارهاي الکترونيکي با خواص تازه‌اي ساخته شود. در سيستم عصبي يک سيناپس باعث انتقال پيغام الکتريکي از يک عصب به عصب ديگر و نيز سازگاري پيغام بر حسب طبيعت سيگنال ورودي (خاصيت شکل‌پذيري) مي‌شود.

خاصيت شکل‌پذيري است که باعث شده است محققاني از CNRS (آژانس علوم ملي فرانسه) و CEA (کمسيون انرژي اتمي فرانسه) بتوانند با NOMFET به موفقيت برسند.

يک ترانزيستور ، آجر بنيادي هر مدار الکترونيکي، مي‌تواند به عنوان يک سوئيچ ساده مورد استفاده قرار گيرد- يعني مي‌تواند به يک سيگنال اجازه ورود بدهد يا ندهد- و يا اينکه کارهاي بسيار ديگري انجام دهد (تقويت، مدولاسيون، رمزگذاري و غيره) .

نوآوري NOMFET در ادغام ابتکاري يک ترانزيستور آلي با نانوذرات طلا است. اين نانوذرات کپسوله شده، که در کانال ترانزيستور قرار گرفته و با پنتاسن پوشش داده شده‌اند، داراي خاصيت حافظه‌اي هستند و به گونه‌اي عمل مي‌کنند که مشابه رفتار يک سيناپس در انتقال پتانسيل‌هاي کنشي بين دو عصب است. بنابراين، خاصيت مذکور به اين مولفه الکترونيکي اين توانايي را مي‌دهد که به‌عنوان تابعي از سيستمي که در آن قرار مي‌گيرد، نمود يابد. عملکرد آن قابل مقايسه با حداقل هفت ترانزيستور CMOS است که تاکنون براي ايجاد خاصيت شکل‌پذيري استفاده مي‌شده است.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Advanced Functional Materials منتشر شده‌است.

+ نوشته شده در  88/12/23ساعت 23:6  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

دارورساني هدفمند با کمک نانوپروب‌ها

نشان داده‌شده که گونه‌هاي مختلف نانوذرات در تزريق مستقيم داروهاي سرطان به سلول‌هاي تومور و در نتيجه کاهش آسيب به سلول‌هاي سالم، موثر هستند. ‌‌اکنون جوزف ايروداياراج وجيجي ‌چن، از دانشگاه پوردو نشان داده‌اند که نانوميله‌هايي از طلا که با داروي سرطان سينه"هرسپتين" روکش‌داده شده‌اند، مي‌توانند به اندوزوم‌هاي سلولي برسند. اين اندو‌زوم‌‌ها، يک تابع مرتب‌کننده را جهت تزريق اين دارو به مکان‌هاي مناسب، ايجاد مي‌نمايند.

دکتر ايرودياراج مي‌گويد: ما توانايي رديابي اين نانوذرات در قسمت‌هاي مختلف سلولي در سلول‌هاي زنده را اثبات کرده‌ايم و محلي را که آنها به صورت کمي تجمع مي‌کنند را نيز نشان داده‌ايم.

نانوپروب‌هايي که در اين مطالعه مورد استفاده قرار گرفته‌اند از طلا و ذرات مغناطيسي ساخته‌شده‌اند. يک روبشگر MRI مي‌تواند اجزاي مغناطيسي نانوپروب‌ها را رديابي کند، در حالي‌که فرآيند ميکروسکوپي حساس‌تري به نام طيف‌نگاري همبستگي‌ فلئورسانس که توانايي شناسايي تک‌مولکول‌ها را نيز دارد، مي‌تواند طلا را نيز شناسايي نمايد.

اين نانوپروب‌ها درون سلول‌هاي زنده تومور انسان در آزمايشگاه تزريق شدند. دکتر ايروداياراج و دانشجوي وي با استفاده از نشانگرهاي فلوئورسانت در سلول‌هاي متفاوت يا در اجزاي درون سلول توانستند تعداد نانوپروب‌هاي تجمع‌يافته در اندوزوم‌ها، ليزوزوم‌ها و غشاء‌هاي آن سلول‌ها را اندازه‌گيري نمايند.

در اين مطالعه، اندوزوم‌ها بخش عمده‌اي از نانوميله‌هاي حاوي هرکپتين را دريافت کردند. اما ليزوزوم‌ها که همانند واحدهاي جمع‌آوري زباله در سلول‌ها عمل نموده و تأثير‌گذاري دارو جلوگيري مي‌کنند، غلظت کمتري از نانوميله‌ها را دريافت مي‌کنند.

در مرحله بعد دکتر ايروداياراج تلاش خواهد کرد تا داروهاي چندگانه را به يک نانوذره متصل نموده و توزيع آنها درن سلول‌ها را رديابي نمايد. همچنين وي تصميم دارد که زمان رهاشدن داروها از اين نانوپروب‌ها پس از اتصال به سلول تومور را اندازه‌گيري نمايد.

اين محققان نتايج خود را در مجله‌ي ACS Nano منتشر کرده‌اند.

http://nano.cancer.gov/action/news/2010/jan/nanotech_news_2010-01-12d.asp

+ نوشته شده در  88/12/10ساعت 20:56  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

درمان دمل‌هاي چرکي با استفاده از فناوري‌نانو

پژوهشگران دانشکده پزشکي آلبرت انشتين در دانشگاه يشيوا، رويکرد جديدي را براي معالجه و درمان دمل‌هاي پوستي که توسط باکتري‌هاي مقاوم به بيشتر پادتن‌‌هاي، ايجاد مي‌شوند؛ توسعه داده‌اند.

دمل‌ها، عفونت‌هاي پوستي عميقي هستند که غالباً در مقابل پادتن‌‌ها مقاومت کرده و در بعضي مواقع به خارج‌کردن به روش جراحي نياز پيدا مي‌کنند. در روش درمان جديد، پژوهشگران دانشگاه يشيوا نانوذراتي ساخته‌اند که منوکسيدنيتروژن (NO) را حمل مي‌نمايند. اين گاز در پاسخ‌دهي طبيعي ايمني بدن به عفونت‌ها داراي نقش و کمک است.

دمل‌هاي موش‌هايي که درمان نشده‌، با نانوذرات خالي درمان شده و يا با نانوذرات حاويNO درمان شده‌اند.

زماني‌که اين روش براي دمل‌هاي موش اجرا گرديد، اين نانوذرات، منوکسيد نيتروژن خود را در عمق پوست آزاد نمودند و موجب از بين رفتن عفونت و درمان بافت گرديدند.

جوشا‌ ‌نوسانچک، يکي از اين محققان، مي‌گويد: مطالعات ما نشان مي‌دهد که نانوذرات آزادکننده منوکسيد نيتروژن که در اينجا ساخته شده‌اند، مي‌توانند بطور مؤثري دمل‌هاي پوستي ايجاد شده توسط استافيلو کوک اورئوس (staphylococcus aureus) مقاوم به پادتن را حتي بدون جراحي درمان نمايد.

وي مي‌افزايد: اين موضوع مهمي است زيرا سالانه چندين ميليون انسان در آمريکا به علت عفونت‌هاي استافي درمان مي‌شوند. اين عفونت‌ها نيز بطور روزافزوني توسط استاف اورئوس ( يا MRSA) مقاوم به متيسيلين ايجاد مي‌شوند. اين عفونت‌ها بسيار خطرناک بوده و قابليت کشندگي نيز دارند.

اين پژوهشگران بصورت آزمايشگاهي دمل‌هاي MRSA را به 60 موش وارد نمودند. اين دمل‌ها يا بدون درمان رها شدند يا با نانوذرات خالي درمان شده و يا با نانوذرات حاويNO (منوکسيد نيتروژن) درمان شدند و پس از چهار روز مورد ارزيابي قرار گرفتند.

غلظت ميکروبي در دمل ‌موش‌هايي که با نانوذرات حاوي NO درمان شده بودند، در مقايسه با دوگروه ديگر به‌طور قابل‌توجهي کاهش يافته‌بود. به‌علاوه دمل‌هايي که با نانوذرات حاوي NO درمان شدند، ظاهر آنها بهبوديافته و مقدار بسيار بيشتري کلاژن (پروتئيني که در نگهداري ساختار پوست اهميت دارد) درون آنها قرار گرفته بود.

اين نانوذرات وقتي روي پوست يا درون بدن وارد مي‌شوند، آب را جذب کرده و ورم مي‌کنند و شروع به رهاکردن محموله خود به روشي مناسب مي‌کنند. اين نانوذرات مي‌توانند داروها و مواد شيميايي مختلفي مانند NO را بارگيري کرده و رها نمايند.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي PLoS One منتشر شده‌است.

http://www.einstein.yu.edu/home/news.asp?id=446

+ نوشته شده در  88/12/04ساعت 22:12  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

گامي موفق به سوي درمان سرطان

پژوهشگران ايراني با كمك نانوذرات، نمونه‌اي از نانوسيستم‌هاي دارورساني را سنتز نموده‌اند كه اين نانوسيستم نتايج مطلوبي در درمان بيماري سرطان داشته است.

دکتر رسول ديناروند، از داروسازان توانمند ايراني است که در زمينه تهيه و ارزيابي نانوذرات حاوي داروي ضدسرطان با هدف ورود ترجيحي دارو به سلول‌هاي سرطاني و كم كردن عوارض آنها فعاليت مي‌کند.

داروهاي ضدسرطان، منجر به توقف فعاليت سلول‌هاي سرطاني و در نهايت نابودي آنها مي‌شود، ولي متاسفانه روي سلول‌هاي طبيعي بدن تاثيرگذار است. به همين دليل همه بيماران تحت شيمي درماني دچار عوارض جانبي شديدي مي‌شوند. از اين رو دانشمندان در تلاشند تا با استفاده از فناوري نانو، سيستم‌هاي دارورساني را به گونه‌اي طراحي نمايند که ضمن جلوگيري از آسيب به سلول‌هاي طبيعي، بتوانند به سلول‌هاي هدف حمله نموده و آنها را از بين ببرند.

رئيس دانشکده داروسازي دانشگاه علوم پزشکي تهران، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو، در مورد چگونگي انجام اين پژوهش گفت: «نانوذرات حاوي داروي ضدسرطان، با استفاده از پليمرهاي زيست تخريب‌پذير مانند PLGA، تهيه شده است. براي اينکه نانوذرات، مدت بيشتري در جريان خون باقي مانده و به وسيله سيستم رتيکولواندوتليال و سلول‌هاي فاگوسيت حذف نشوند، از pegylation استفاده شده است. اتصال مولکوهاي پلي‌اتيلن گليکول روي سطح نانوذرات، باعث عدم شناسايي آنها به وسيله سلول‌هاي فاگوسيت شده و مدت بيشتري در سيستم گردش خون باقي و شانس ورود به سلول‌هاي سرطاني افزايش مي‌يابد. براي هدفمندسازي نانوذرات نيز از مولکول folate که سلول‌هاي سرطاني گيرنده بسيار بيشتري از سلول‌هاي طبيعي دارند، استفاده شده است. همچنين مطالعات کشت سلولي با استفاده از رده‌هاي سلولي سرطاني براي نشان دادن کارايي اين نانوذرات انجام شده است».

سرپرست مرکز تحقيقات نانوفناوري دانشگاه علوم پرشکي تهران در پايان خاطر نشان کرد: «اين پژوهش بخشي از تلاش‌هاي بين‌المللي است که براي طراحي و ساخت سيستم‌هاي موثرتر و کم‌خطرتر ضدسرطان برنامه‌ريزي شده است».

جزئيات اين پژوهش که با همکاري دکتر فاطمه اطيابي، دکتر محمدحسين قهرماني، دکتر ناصر استاد و دکتر ابوالقاسم سجادي انجام شده، در مجله Journal of Food and Drug Analysis(جلد17، صفحات 256- 246، سال 2009) منتشر شده است.

ستاد ويژه توسعه فناوري‌نانو

+ نوشته شده در  88/11/08ساعت 0:2  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

جاسازي مولکول‌هاي‌ پروتئيني در ويروس

محققان هلندي موفق شدند تعداد زيادي پروتئين را درون پوسته‌ي خالي يک ويروس جاسازي کنند. اين کار مي‌تواند مسير جديدي را به‌سوي ساخت نانورآکتور حاوي آنزيم باز کند.

مدت‌هاست که براي حمل مولکول‌ها در ساخت کپسول‌هاي نانومتري از ويروس CCMV استفاده مي‌گردد. براي اين کار pHمحيط را به 7/5 مي‌رسانند که اين کار موجب هضم شدن پوسته‌ي پروتئني ويروس مي‌شود و پس از خارج کردن RNAويروس، pH را تا 5 پايين مي‌آورند که منجر به تشکيل دوباره‌ي پوسته‌ي پروتئيني (کپسول) مي‌گردد. حال اگر هنگام پايين آوردن pH در محيط، مولکول‌هاي هدف را وارد کنيم آنها هنگام تشکيل دوباره‌ي کپسول، به درون کپسول ويروس وارد مي‌شوند. مشکل اين روش آن است که با آن تنها يک يا دو مولکول هدف را مي‌توان وارد کپسول کرد. محققان دانشگاه رادبود هلند موفق شدند که اين مشکل را حل کنند. آنها براي اين کار مولکول‌هاي هدف را به اجزاي کپسول (پس از هضم شدن و پيش از تشکيل دوباره) متصل کردند. وقتي که کپسول دوباره تشکيل شد مولکول‌هاي هدف وارد کپسول مي‌شوند. نکته‌ي قابل توجه اين است که مولکول‌هاي هدف نبايد با پيوند کووالانسي به اجزاي کپسول متصل شوند كه در غير اين صورت باعث اختلال در تشکيل کپسول خواهند شد.

براي اتصال مولکول هدف به کپسول، محققان اين ويروس را از نظر ژنتيکي دست‌کاري کردند؛ به نحوي که روي کپسول ويروس يک دنباله‌ي پروتئيني به وجود آمد. اين دنباله يک اسيد آمينه است که بازهاي آن مکمل بازهاي مولکول هدف مي‌باشد، بنابراين مولکول هدف از طريق اين دنباله به کپسول متصل مي‌شود. با اين کار تعداد مولکول‌هاي هدف را درون کپسول تا 10 برابر مي‌توان افزايش داد. براي رديابي و بررسي تعداد مولکول‌هاي هدف، از پروتئين فلورساني سبز (GFP) استفاده مي‌شود.

+ نوشته شده در  88/10/29ساعت 11:51  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

استفاده از نانولوله‌هاي کربني در دارورساني هدفمند

شرکت Cromoz Inc. واقع در پارک مثلث تحقيقاتي (Research Triangle Park)، توليد سامانه دارورساني مبتني بر نانولوله‌هاي کربني محلول در آب براي درمان سرطان را امسال در حيدرآباد هند آغاز خواهد کرد. نانولوله‌هاي کربني محلول در آب که براي اتصال به داروهاي سرطان داراي گروه‌هاي عاملي در سطح ديواره خود هستند، با همکاري موسسه کانپور هند (ITT) توسعه يافته‌اند. اين نانولوله‌ها به عنوان حامل‌هاي دارويي هدفمند که مي‌توانند سلول‌هاي سرطاني را هدف بگيرند، عمل نموده و تأثير دارو را افزايش مي‌دهند.

دارورساني هدفمند ميزان داروي مورد استفاده در شيمي‌درماني را کاهش داده و اثرات جانبي ناشي از استفاده از اين داروها را به حداقل مقدار ممکن مي‌رساند. کاهش دُز مصرفي دارو در عين حفظ کارايي آن موجب مي‌شود درمان سرطان موثرتر و قوي‌تر شده و به دليل کاهش هزينه، عده بيشتري از مردم بتوانند از عهده مخارج اين درمان‌ها برآيند.

«ايفات علام» رئيس و مدير اجرايي شرکت Cromoz Inc. مي‌گويد: «درصد کمي از اين نانولوله‌هاي کربني از نقاط کوانتومي کربني کوچک‌تر تشکيل شده‌اند. اين نقاط کوانتومي کربني غيرسمي مي‌توانند به عنوان روبشگرهاي فلورسانس در تصويربرداري از فرايندهاي زيستي عمل کرده و در بررسي ميزان پيشرفت سرطان مورد استفاده قرار بگيرند. اين ذرات اندازه‌هاي متفاوتي داشته و مي‌توانند طول موج‌هاي مختلفي از نور را جذب و نشر کنند. اين امر امکان تصويربرداري چندرنگي را فراهم مي‌کند که در تشخيص يک بافت خاص و عملکرد آن و بررسي تأثير دارو روي سرطان‌هاي خاص بسيار مفيد است».

شرکت Cromoz Inc. توانسته است داروهايي همچون تاکسول و گمسيتابين (Gemcitabine) را با موفقيت به اين نانولوله‌ها متصل نمايد و در حال حاضر با مرکز سرطان جان هاپکينز در مريلند آمريکا همکاري مي‌کند. امسال اين شرکت يک مرکز تحقيق و توسعه و واحد توليدي در پارک زيست‌فناوري حيدرآباد افتتاح خواهد کرد.

شرکت Cromoz Inc. يک شرکت نوآور و توليدکننده در زمينه مواد پيشرفته است که روي محصولات توانمندشده با نانوفناوري کربن به ويژه براي کاربردهاي زيست‌پزشکي تمرکز دارد. اين محصولات نوآورانه بر دو فناوري اختصاصي نانولوله هاي محلول در آب و نقاط کوانتومي کربني فلورسانس محلول در آب مبتني هستند. نانولوله‌هاي کربني در آب حل نمي‌‌شوند. برخي از محققان از روش‌هاي معمول استفاده نموده و اين لوله‌ها را درون ترکيبات آبدوست پيچيده‌اند تا بتوانند آنها را در آب حل کنند. شرکت Cromoz Inc. موفق به توليد مشتقاتي از نانولوله‌هاي کربني چندديواره و نقاط کوانتومي شده است که محلول در آب هستند.

اين ترکيبات زيست‌سازگار و فلورسانس بوده و در نتيجه براي کابردهاي دارورساني مناسب هستند.

+ نوشته شده در  88/10/24ساعت 0:14  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

تبديل گرافن به حسگرهاي زيستي

محققان زيست‌‌پزشکي معتقدند که گرافن کاربردهاي مختلفي در زيست پزشکي خواهد داشت؛ البته تاکنون هيچ مطالعه‌‌اي پيرامون برهم‌‌کنش بين گرافن با DNA انجام نشده‌‌است. محققان دانشگاه پرينستون و پنسيلوانيا نانوساختارهايي از گرافن و DNA توليد نموده‌اند تا اين برهم‌‌کنش را مورد مطالعه قرار دهند.

اين محققان براي رديابي واكنش، يک مولکول فلورسنت را به DNA چسباندند و آزمايشات نشان داد که با قرار دادن تک‌‌رشته‌‌ي DNA در سطح گرافن، فلورسانس تا حد زيادي کم‌‌نور مي‌شود، ولي با قرارگيري DNA دورشته‌‌اي بر سطح گرافن، ميزان کاهش نور فلورسانس بسيار جزئي خواهد بود.

انديکاتوري که حاوي DNA تک‌‌رشته‌‌اي است، در مقايسه با DNA دورشته‌‌اي، برهم‌‌کنش قوي‌تري با گرافن دارد.

در ادامه، محققان امکان استفاده از تفاوت نور فلورسانس به هنگام اتصال با گرافن را بررسي کردند. آنها هنگاميکه DNA مکمل را به گرافن DNA- تک‌‌رشته‌‌اي، افزودند، دريافتند که فلورسانس از نو شروع مي‌‌شود. اين مشاهدات ثابت مي‌‌کند که دو رشته‌‌ي DNA به هم پيچيده، ب‌صورت يک مولکول جديد، سطح گرافن را ترک مي‌‌کنند.

توانايي DNA در خاموش و روشن کردن فلورسانس هنگامي که در مجاورت گرافن قرار دارد، مي‌‌تواند براي توليد يک حسگر زيستي مورد استفاده قرار گيرد.

محققان معتقدند کاربردهاي ممکن براي حسگر زيستي گرافن-DNA، شامل تشخيص بيماري‌‌هايي مانند سرطان شناسايي سم در غذاهاي فاسد و تشخيص پاتوژن‌‌ها از سلاح‌‌هاي زيستي است.

ساير آزمايشات نيز نشان دادند که تک‌‌رشته‌‌ي چسبيده به گرافن، کمتر مستعد تجزيه شدن توسط آنزيم مي‌‌شود و همين، موجب ثبات بيشتر ساختارهاي گرافن-DNA مي‌شود. از اين ساختارهاي باثبات مي‌‌توان براي انتقال دارو در ژن‌‌درماني استفاده نمود. نتايج اين تحقيقات و برخي از کاربردهاي احتمالي آن را در پزشکي، بهداشت غذايي و دفاع زيستي در کنفرانس سال 2009 با عنوان Micro Nano Breakthrough ـ که در 21 تا 23 سپتامبر در پورتلند برگزار شد ـ ارائه گرديد.

+ نوشته شده در  88/09/16ساعت 15:15  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

بهبود تصويربرداري از تومورها

محققان دانشگاه پوردو نانوستاره‌هاي مغناطيسي ساخته‌اند که شايد بتوانند راهکار جديدي براي تصويربرداري زيستي ارائه کنند. اين نانوستاره‌ها زماني که در معرض يک ميدان مغناطيسي دوار قرار مي‌گيرند، مي‌چرخند و مي‌توانند با نشر نور اثرات پالسي يا «چشمک‌زني» ايجاد کنند. اين چشمک‌زني آنها را از نويزهاي پس‌زمينه مانند نويزهاي منتشر شده از بافت‌هاي زيستي جدا مي‌کند. دکتر الکساندر وي و دکتر کنت ريچي رهبري تيم توسعه دهنده اين روش تصويربرداري ژيرومغناطيسي را بر عهده داشته‌اند.

دکتر «وي» مي‌گويد: «اين يک روش کاملاً متفاوت براي افزايش وضوح تصويربرداري نوري است. روشن‌تر بودن الزاماً براي تصويربرداري خوب نيست؛ مشکل اصلي نويز پس‌زمينه است و شما هميشه نمي‌توانيد با ايجاد ذرات روشن‌تر بر اين مشکل غلبه کنيد. در تصويربرداري ژيرومغناطيسي، ما مي‌توانيم با افزايش قدرت سيگنال در عين پايين نگهداشتن نويز پس‌زمينه، روي نانوستاره‌ها تمرکز نماييم».

اين نانوستاره‌هاي طلا که اندازه آنها از يک نوک تا نوک ديگر حدود 100 نانومتر است، داراي يک هسته از جنس اکسيد آهن مي‌باشند که باعث مي‌شود زمان قرار گرفتن در ميدان مغناطيسي دوار بچرخند. بازوهاي اين ستاره‌ها به نحوي طراحي شده‌اند که به نور پاسخ داده و زماني که جهت‌گيري مناسبي داشته باشند، نور يک منبع را به يک دوربين خاص انعکاس مي‌دهند. اين ويژگي باعث شده است که نانوستاره‌ها با سرعت قابل کنترل توسط سرعت چرخش ميدان مغناطيسي، چشمک بزنند. اين سرعت چشمک‌زني منحصر به فرد امکان شناسايي و تشخيص آنها را از ذرات درخشان و ثابت ديگري که ممکن است حتي از آنها روشن‌تر هم باشند، فراهم مي‌کند.

دکتر ريچي مي‌گويد هر سيگنالي که فرکانس آن با فرکانس ميدان مغناطيسي چرخنده مطابقت نداشته باشد، از تصوير حذف شده و بدين ترتيب نويز پس‌زمينه حذف مي‌شود. او مي‌افزايد: «باعث تعجب بود که اين روش چقدر خوب کيفيت تصويربرداري را بهبود بخشيد. با استفاده از اين روش تباين (کنتراست) نانوستاره‌ها نسبت به نويز پس‌زمينه تا بيش از 20 دسيبل افزايش يافت و اين ذرات چرخان به راحتي تشخيص داده شدند. در حالي که با روش‌هاي مستقيم تصويربرداري که در حال حاضر مورد استفاده قرار مي‌گيرند، در بيشتر موارد نمي‌توانيد يک ذره را با دقت پيدا کنيد».

اين گروه براي تصويربرداري ژيرومغناطيسي نمونه‌اي از سلول‌هاي حاوي نانوستاره‌ها را زير يک ميکروسکوپ استاندارد مجهز شده با يک منبع نور سفيد و يک مغناطيس چرخنده قرار دادند. سپس نور را از طريق يک شکافنده قطبي‌کننده نور به نمونه تاباندند. نور تابيده شده به نمونه، انعکاس يافته و از طريق شکافنده به دوربين مي‌رسد. دوربين ذکر شده سيگنال‌هاي ارسال شده از نانوستاره‌هايي را که با سرعت 5 دور در ثانيه مي‌چرخند، دريافت مي‌کند که نتيجه آن تصويربرداري با سرعت 120 فريم بر ثانيه است.

جزئيات اين کار در Journal of the American Chemical Society منتشر شده است.

http://nano.cancer.gov/action/news/2009/sep/nanotech_news_2009-09-23e.asp

+ نوشته شده در  88/09/08ساعت 13:42  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

درمان سرطان با استفاده از مکانيسم دوضربه‌اي

سلول‌هاي سرطاني مي‌توانند همانند باکتري‌ها مقاومت خود را در برابر داروها افزايش داده و منجر به بازگشت بيماري سرطان شوند. يکي از راهکارهاي نويدبخش براي غلبه بر مقاومت تومورها در برابر داروهاي مختلف اين است که دو داروي ضدسرطان مختلف را در يک ساختار نانومقياس باهم ترکيب نموده و با اين کار دو ضربه پشت سرهم را به سلول‌هاي سرطاني مقاوم وارد کنيم. اين کار موجب مرگ اين سلول‌ها مي‌شود. نمونه‌اي از استفاده از اين راهکار در مجله Small منتشر شده است.

هويکسين هي و تامارا مينکو رهبري گروهي از محققان دانشگاهي و صنعتي را بر عهده داشتند که از نانوذرات سيليکاي متخلخل براي رساندن يک داروي ضدسرطان معمولي و يک مولکول RNA تداخلي درماني کوچک (siRNA) به سلول‌هاي سرطاني بهره برده‌اند. دوگزوروبيزين که يک داروي ضدسرطان است، با آغاز فرايند مرگ برنامه‌ريزي شده سلولي يا آپوپتوسيس تومورها را از بين مي‌برد و siRNA از توليد پروتئين Bcl-2 جلوگيري مي‌کند؛ اين پروتئين توسط سلول‌هاي بدخيم براي متوقف ساختن آپوپتوسيس توليد مي‌شود.

اين محققان براي توليد اين عامل درماني دوگانه ابتدا دوگزوروبيزين را درون حفرات سيليکا بارگذاري کرده و سپس نانوذرات سيليکا را با نانوذرات پليمري کروي ديگري به نام درخت‌سان‌ها روکش‌دهي کردند. اين نانوذرات روکش‌دهي شده با درخت‌سان‌ها، محکم به siRNA متصل شده و عامل درماني جديد را به وجود مي‌آورند. زماني که از اين عامل درماني جديد براي از بين بردن سلول‌هاي سرطان تخمدانِ مقاوم به داروها استفاده شد، مشاهده گرديد که اثر کشندگي اين عامل درماني جديد نسبت به دوگزوروبيزين آزاد بيش از 130 برابر بالاتر است. بيشترين مقدار اين افزايش فعاليت ضدسرطاني حاصل از حضور siRNA است. همچنين اين محققان دريافتند که جذب اين نانوذرات به درون سلول‌هاي سرطاني از طريق اندوسيتوز صورت مي‌گيرد و دوگزوروبيزين جذب شده در هسته و محيط اطراف آن رها مي‌شود؛ در نتيجه اين احتمال وجود دارد که اين راهکار درماني قادر به غلبه بر مکانيسم پمپي سلول‌هاي سرطاني باشد که توسط اين سلول‌ها براي حذف داروهايي که از طريق انتشار وارد سلول مي‌شوند، مورد استفاده قرار مي‌گيرد. به‌علاوه اين پژوهشگران مشاهده کردند که مقدار بسيار کمي از دوگزوروبيزين در خارج از سلول رها مي‌شود که اين امر منجر به کاهش اثرات جانبي ناشي از درمان با اين دارو مي‌شود.

بخشي از هزينه اين پژوهش توسط موسسه ملي سرطان (آمريکا) تأمين شده است. محققاني از Carl Zeiss SMT و Merck & Co. نيز در اين تحقيق مشارکت داشته‌اند.

http://nano.cancer.gov/action/news/2009/oct/nanotech_news_2009-10-29d.asp

+ نوشته شده در  88/09/08ساعت 13:41  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

نانولوله‌ها، تومورهاي کليه را تخريب مي‌کنند

به‌وسيله‌ي تزريق نانولوله‌‌هاي چندديواره کربني (MWCNTs) به درون تومورها و گرم کردن سريع آنها با ليزر در 30 ثانيه، يك گروه تحقيقاتي مرکب از محققاني از چندين موسسه، نوع جديد درمان را توسعه دادند که به‌طور مؤثري تومورهاي کليه را در80 درصد از موش‌‌هاي تيمارشده، نابود مي‌‌کند.محققان معتقدند که اين يافته‌‌ها ثابت مي‌‌کند که در آينده، قابليت درمان سرطان براي انسان نيز وجود دارد.

دکتر سوزي تورتي سرپرست گروه تحقيقاتي مذکور، مي‌گويد:«وقتي سرطان را بررسي مي‌کنيم، ادامه‌ي حيات، آخرين نقطه‌اي است که شما به دنبال آن هستيد. اين تحقيق در صورتي که بتوانيد مقدمات کوچک کردن تومور را فراهم کنيد، بسيار باارزش است، ولي استاندارد طلايي اين است که تومور، کوچک شده و يا ناپديد شود و مجدداً برنگردد. به نظر مي‌رسد که ما راهي را براي رسيدن به اين هدف يافتيم.»

محققان در اين پروژه از MWCNTs استفاده کردند که حاوي چندين نانولوله‌ي تودرتو بود. اين لوله‌ها هنگامي که در معرض تشعشع ليزر مادون قرمزِ نزديک قرار گيرند، لرزش پيدا کرده و بنابراين گرما توليد مي‌کنند. اگر گرما کافي باشد، سلول‌هاي توموري در مجاورت لوله‌ها کوچک شده، مي‌ميرند.

با استفاده از مدل موش، محققان مقادير مختلفي از MWCNTs را به سلول‌هاي توموري کليه در موش تزريق کردند و در معرض ليزر 3 وات به مدت 30 ثانيه قرار دادند. آنها دريافتند که موش‌هايي که هيچ‌گونه تيماري را دريافت نکرده بودند، ظرف مدت 30 روز مردند.

موش‌هايي که فقط نانولوله‌ها را دريافت کرده و يا فقط ليزر دريافت کرده بودند، مدت مشابهي زنده ماندند. موش‌هايي که MWCNTs دريافت کرده و با ليزر به مدت 30 ثانيه تيمار شده بودند، مدت بيشتري زنده مانده، تومورهاي بسيار کمتري در آنها رشد مجدد را نشان دادند. تومورهاي 80 درصد از موش‌هايي که بيشترين مقدار MWCNTs را دريافت کردند، نابود شدند. در بسياري از اين موش‌ها در حدود 9ماه بعد از آزمايش هيچگونه توموري ديده نشد.

دکتر تورتي مي‌گويد:«شما مي‌توانيد واقعاً کوچک شدن تومورها را حتي در طول يک روز ببينيد، نه تنها اين موش‌ها زنده ماندند، بلکه موش‌هاي ذکرشده، وزن خود را نيز حفظ کرده، هيچ رفتار غير نرمال قابل توجهي را نشان ندادند و هيچ مشکل بارزي نيز در بافت‌هاي دروني آنها ثبت نشد، تا آنجا که مي‌توان گفت به غير از سوختگي موقت در سطح پوست، به نظر نمي‌رسد تأثير ديگري بر حيوانات داشته باشد. در واقع هيچ تأثير سوء جانبي ديده نشده و اين موضوع بسيار دلگرم‌کننده است.»

علاوه بر استفاده از MWCNTs نانومواد ديگر مانند نانولوله‌هاي تک‌ديواره‌اي و نانوصفحات طلايي نيز در تحقيقات مربوط به درمان سرطان نيز در ديگر انستيتوها آزمايش مي‌شوند.

دکترتورتي ، معتقد است که نانولوله‌هاي MWCNTs نسبت به نانومواد ديگر، به‌طور بسيار مؤثرتري گرما توليد مي‌کنند. اين روش نوعي گرما درماني به شمار مي‌رود كه نسبت به روش‌هاي درماني زيستي، در تمام انواع تومورها قابل انجام است به شرطي که بتوان گرماي کافي توليد کرد. ما اميدواريم که اين روش را براي انسان نيز قابل اجرا کنيم.»

http://nano.cancer.gov/news_center/2009/aug/nanotech_news_2009-08-27e.asp

+ نوشته شده در  88/09/01ساعت 0:25  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

استفاده از نانو ذرات در ترمیم مغز نخاع

محققان آمریکایی موفق شدند از نانو ذرات برای ترمیم مغز نخاع استفاده کرده و حدود 60 درصد از عملکردهای آکسونهای آسیب دیده را بازگردانند.

به گزارش خبرگزاری مهر، امروزه ترمیم مغز نخاع آسیب دیده یکی از مهمترین اهداف پزشکی مدرن به شمار می رود.

اکنون گروهی از محققان دانشگاه پوردو با آزمایش بر روی موشهای آزمایشگاهی و با کمک نانو ذرات موفق شدند یک گام رو به جلو در تحقق رویای ترمیم مغز نخاع بردارند.

مسیلهای کوپلیمر ترکیبی (The synthetic copolymer micelles) گویهای حامل دارویی کوچکی به قطر حدود 60 نانومتر هستند. به عبارتی دیگر این گویهای قابل تزریق حدود 100 برابر کوچکتر از یک گلبول قرمز هستند. از این گویها برای آزاد کردن دارو در داخل بدن استفاده می شود.

تاکنون تحقیقات مختلفی در خصوص استفاده از این کوپلیمرها در درمان تومورها انجام شده است. اکنون این دانشمندان نشان دادند که می توان از این نانوذرات در ترمیم آسیبهای آکسونهای نخاعی نیز بهره گرفت. آکسونها رشته هایی هستند که پالسهای الکتریکی را در مغز نخاع انتقال می دهند.

این دانشمندان در این خصوص اظهار داشتند: "نتایج این کشف ما شگفت انگیز بود. میسلها به مدت 30 سال است که در تحقیقات پزشکی استفاده می شوند اما تاکنون هرگز به عنوان یک حامل مستقیم دارو مصرف نشده بودند."

براساس گزارش نیچر نانوتکنولوژی، مهمترین خصوصیت میسلها ترکیب دو نوع پلیمر است که اولی "هیدروفوب" و دومی "هیدروفیل" نام دارند.

به دلیل ابعاد نانومتری و حالت لایه ای آنها، میسلها توسط کلیه ها و یا متابولیسم کبد فیلتر نمی شوند و می توانند در جریان خون باقی مانده و خود را به بافتهای آسیب دیده برسانند و دارو را انتقال دهند.

این دانشمندان توانستند با رنگ کردن میسلها و تزریق آنها به موشها مسیر حرکت این نانوذرات را تا رسیدن به هدف مورد نظر ردیابی کنند.

نتایج این تحقیقات نشان داد که در فقدان میسلها و با استفاده از روشهای جاری انتفال دارو، آکسونها تنها موفق شدند حدود 18 از پتانسیل عملکردی خود یعنی توانایی انتقال سیگنالهای عصبی را ترمیم کنند درحالی که 60 درصد از آکسونهایی که تحت درمان با میسلها قرار گرفتند ترمیم شده و عملکردهای خود را بازیافتند.

به این ترتیب موشهای قطع نخاعی شده توانستند کنترل هر چهار پای خود را بازیابند.

+ نوشته شده در  88/08/19ساعت 23:44  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

رسانش هدفمند دارو به سلول‌هاي جريان خون

با تلاش محققان دانشگاه کرنل امکان مهندسي ظرف‌هاي بسيار ريز (به اندازه ويروس‌ها) براي رهايش داروها و مواد ديگر با کارايي تقريبي 100 درصد به سلول‌هاي هدف در جريان خون فراهم شده است.
بنابر گفته اين پژوهشگران، شايد بتوان روزي از اين روش براي رسانش واکسن‌ها، داروها يا مواد ژنتيکي جهت درمان سرطان و اختلالات خوني و ايمني‌شناسي استفاده کرد.
دکتر مايکل کينگ استاديار مهندسي زيست‌پزشکي دانشگاه کرنل مي‌گويد: «اين مطالعه محدوده درمان‌ها را تا حد بسيار زيادي گسترش مي‌دهد. ما مي‌توانيم هر دارو يا ماده ژنتيکي را که امکان کپسوله شدن دارد، به هر سلول گردش کننده (در جريان خون) که مد نظر ماست، برسانيم».
در اين روش ظرف‌هاي ليپيدي بسيار کوچک يا کپسول‌هاي نانومقياس را با يک مولکول پر کرده و اين کپسول‌ها را با پروتئين‌هاي چسبنده‌اي به نام selectin که به سلول‌هاي هدف متصل مي‌شوند، روکش‌دهي مي‌کنيم. سپس يک شنت (shunt: لوله‌اي که در پزشکي براي انتقال مايعات درون بدن به کار مي‌رود) روکش‌دهي شده با اين کپسول‌ها را ميان يک سرخرگ و يک سياهرگ وارد مي‌کنيم. همانگونه که در صحرا خار و خاشاک به لباس شما مي‌چسبند، کپسول‌هاي روکش‌دهي شده با selectin نيز به سلول‌هاي هدف در جريان خون متصل مي‌شوند.
 
اين تصوير نشان مي‌دهد که پس از 36 ساعت تقريبا تمام سلول‌هاي هدف (کره‌هاي خاکستري گرد) يک نانوکپسول حاوي RNA مداخله‌گر (قرمز) را به درون خود جذب کرده است.

پس از اينکه اين سلول‌ها در طول ديواره شنت چرخيدند، همراه با کپسول‌ها از آن جدا شده و محتواي آنها را به درون خود مي‌کشند.
اين روش از يک پاسخ ايمني طبيعي بدن که هنگام التهاب اتفاق مي‌افتد، الهام گرفته شده است. در اين حالت بدن سلول‌هاي ديواره رگ‌هاي خوني را وادار مي‌کند تا selectin‌ها را بيان کنند و اين selectin‌ها به سرعت پيوندهاي چسبناکي با گلبول‌ها سفيد خون ايجاد مي‌کنند. سپس گلبول‌هاي سفيد خون به selectin‌ها چسبيده و قبل از اينکه جريان خون را براي مبارزه با بيماري يا عفونت ترک نمايند، در طول ديواره رگ غلت مي‌خورند.
مي‌توان از پروتئين‌هاي selectin براي هدفگيري سلول‌هاي هسته‌دار در جريان خون بهره برد.
اين مطالعه نشان مي‌دهد از آنجايي که تنها سلول‌هاي هدفگيري شده محتواي نانوکپسول‌ها را به درون خود مي‌کشند، استفاده از اين روش موجب کاهش چشمگير اثرات جانبي داروها مي‌شود.
نتايج اين تحقيق به صورت آنلاين در سايت مجله RNA يا ترجمه از قبل انتخاب شده RNA پيامبر به پروتئين است. '> Gene Therapy منتشر شده است.

http://www.physorg.com/news165158410.html

+ نوشته شده در  88/07/29ساعت 13:7  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

ارائه‌ي تركيب جديدي براي باتري‌هاي زيست‌سازگار

جلبک‌هاي Cladophora، داراي ساختار سلولزي ويژه‌اي با سطح وسيعي هستند. اين محققان با پوشاندن سطح پليمر‌هاي هادي ه‌وسيله‌ي اين ساختارها، موفق به ساخت باتري‌هايي شدند كه داراي وزن بسيار کم، مدت زمان شارژ کوتاه و قدرت ذخيره‌‌سازي بالايي هستند.

با تمام تلاش‌هايي كه در سال‌هاي اخير براي توسعه‌ي باتري‌هاي داري پوشش سلولزي صورت گرفته‌است، هنوز موفقيت چشمگيري در ايجاد توانايي شارژ شدن سريع به دست نيامده‌است. تا پيش از اين کسي از سلولزهاي موجود در اين جلبک براي پوشش‌دهي در اين باطري‌ها استفاده نکرده بود؛ اما پروفسور Stromme(از گروه مهندسي مواد) چند سالي است که بر روي کاربردهاي دارويي اين جلبک کار مي‌کند. وي معتقد است ساختار سلولزي اين جلبک با بقيه‌ي گياهان متفاوت بوده و از ضخامت نسبتاً خوبي براي مصارف دارويي برخوردار است. البته دليل استفاده از آن براي اين باطري‌ها سطح وسيع آن بوده‌است. وي سال‌ها به دنبال بهره‌‌گيري از اين ويژگي منحصربه‌فرد جلبک‌هاي Cladophora بود که بالاخره براي استفاده در باتري از آنها بهره جست. در اين پروژه يک متخصص شيمي باتري، يک متخصص فناوري نانو و يک داروساز متخصص در زمينه‌ي سلولز شرکت داشته‌اند.

در مقاله‌ي مربوط به نتيجه اين پروژه، از اين پوشش به‌عنوان ماده‌ي جديدي براي استفاده در باتري‌ها (در بخش الکترود) نام برده شده‌است.

باتري ساخته‌شده با اين ماده‌ي جديد، مي‌تواند تا 600 ميلي‌آمپر را در هر سانتي‌متر مکعب ذخيره كرده، پس از 100 بار شارژ شدن تنها 6 درصد از انرژي ذخيره‌شده از دست مي‌رود.

http://www.physorg.com/news171807013.html

+ نوشته شده در  88/07/29ساعت 13:6  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

استفاده از نانوذرات مغناطيسي براي دارورساني هدفمند

محققان در آمريكا نوع جديدي از غشاء را توسعه داده‌اند كه داراي خلل و فرج برگشت‌پذيري است و مي‌تواند بين حالت روشن و خاموش تغيير وضعيت دهد. دارويي كه در اين غشاء قرار داده مي‌شود، مي‌تواند در زمان معين رها شود. استفاده از اين غشاء كه حاوي نانوذرات مغناطيسي است، روش مفيد و جديدي براي رهايش كنترل‌شده داروها مي‌باشد. با اعمال يك ميدان مغناطيسي متغير، اين نانوذرات مغناطيسي از خود گرما ساطع مي‌كنند و اين گرماي توليد شده سبب ايجاد منافذي در غشاء‌ براي رهايش دارو مي‌شود.


به‌كارگيري يك ميدان مغناطيسي متغيير سبب گرم‌شدن نانوذرات مغناطيسي و در نتيجه تخريب نانو‍‍ژل و ايجاد منافذي براي رهايش دارو مي‌شود.

 اين گروه به رهبري دانيل كوهان از گروه پزشكي هاروارد در بوستون، خواص گرماحسيِ (حساسيت به گرماي) پلي (N-ايزوپروپيلا كريلاميد) (PNIPAM) را براي تشكيل اساس اين سيستم، بررسي كرد. اين ماده مي‌تواند هيدروژلي تشكيل دهد كه در حالت طبيعي خود متورم مي‌شود، اما در اثر گرما تخريب مي‌شود.
اين محققان ذرات نانومقياس ژل‌هاي مبتني بر PNIPAMرا در يك غشاء اتيل سلولز وارد كردند، بطوري كه خوشه‌هاي اين ذرات در تمام پهناي غشاء‌‌ وجود داشتند. آنها همچنين نانوذرات مغناطيسي را داخل ماتريس اين غشاء به دام انداختند.
هنگامي كه اين غشاء در معرض يك ميدان مغناطيسي قرار داده مي‌شود، نانوذرات مغناطيسي موجود در آن گرم شده و PNIPAM را چند درجه گرم مي‌كنند. اين چند درجه براي تخريب اين ذرات نانومقياس ژلي كافي است، اما بر بافت پيرامون اثري ندارد. تخريب نانوژل سبب ايجاد منافذي در غشاء مي‌شود كه محتوياتش مي‌توانند از آنها خارج شوند.
كوهان مي‌گويد: هنگامي كه ميدان مغناطيسي را از اين غشاء دور كنيد؛ اين ذرات ژل سرد شده، به حالت اوليه برگشته و منافذ ايجاد شده را آب‌بندي مي‌كنند.
اين محققان براي ارزيابي توان بالقوه اين سيستم براي رهايش كنترل‌شده‌ي دارو، رنگ‌دانه‌هاي سديم فلوئورسين را در اين غشاء كپسوله كرده و رهايش آن را در موش بررسي كردند. آنها متوجه شدند كه مقدار رنگ‌دانه‌ي رها شده متناسب با مدت زمان اعمال ميدان مغناطيسي است و اين غشاء غيرسمي و زيست سازگار است.
نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Nano Letters منتشر شده‌است.

http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2009/September/14090901.asp

+ نوشته شده در  88/07/26ساعت 10:45  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

فرصتي طلائي براي تشخيص زودهنگام آلزايمر

محققان موفق به كشف روشي سريع براي شناسايي زيست‌نشانه‌هاي بيماري آلزايمر شده‌اند. اين روش كه بر مبناي تحليل طيف‌هاي پراش دو- فوتون نانوذرات طلا است به طور گزينش‌پذيري پروتئيني كه در بدن يك بيمار مبتلا به آلزايمر موجود است، را شناسايي مي‌كند و نسبت به روش‌هاي قبل 100 برابر گزينش‌پذيرتر است. اين روش به تشخيص زودهنگام اين بيماري كمك شاياني مي‌كند.

آلزايمر با نابودكردن سلول‌هاي مغز باعث ايجاد مشكلاتي در حافظه‌ي طولاني‌مدت مي‌شود. متاسفانه درماني براي آلزايمر وجود نداشته و تنها در مراحل پيشرفته بيماري و با شناسايي پلاك‌هاي خوني كهنه و تارهاي عصبي درهم‌تنيده‌ي موجود در بافت مغز، قابل تشخيص است. اين تارهاي عصبي درهم‌تنيده متشكل از پروتئين تو ("Tau") در سلول‌هاي مغز هستند.
 
مراحل مختلف شناسايي زيست‌نشانه‌هاي بيماري آلزايمر توسط نانوذرات طلا.

دانشمندان متوجه شده‌اند كه پروتئين‌هاي تو كه سازنده‌ي نرون‌ها هستند با وجود بيماري آلزايمر تغيير ساختار فاحشي نشان مي‌دهند و بشدت فسفاته هستند. اندازه‌گيري اين پروتئين‌ها مي‌تواند روشي براي تشخيص بيماري در مراحل اوليه آن باشد تا با مصرف بموقع دارو از شدت پيشرفت بيماري كاسته شود.

اين روش كه توسط محققان دانشگاه ايالتي جكسون ارائه شده‌است بر مبناي متصل‌كردن نوعي پادتن به نانوذرات طلاست كه قادر به شناسايي اين پروتئين‌هاي تغيير ساختار يافته در بيماران آلزايمر است. با حضور اين پروتئين‌هاي خاص دسته‌هاي بهم پيوسته‌اي از اين نانوذرات در محل حضور پروتئين ها شكل مي‌گيرند (شكل را ببينيد).

در شكل اين دسته‌ها با رنگ آبي نشان داده شده‌اند كه با نانوذرات مستقل كه به رنگ قرمز هستند، متمايزند. اين تغيير رنگ با تحليل طيف بدست آمده از پراش نور دو- فوتون از محلول قابل تشخيص است. در اين روش با تحريك نانوذرات با نوري با طول موج مشخص، دو- فوتون پراش مي‌شوند.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي ACS Nanoمنتشر شده‌است.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/40256

+ نوشته شده در  88/07/20ساعت 18:41  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

ارتقاء کيفيت تصويربرداري نانولوله‌ها

محققان در آمريکا کشف کرده‌اند که با ايجاد روکش طلا بر روي عامل‌هاي کنتراستِ ساخته‌شده از نانولوله‌هاي کربني مي‌توان در کيفيت روش‌‌هاي تصويربرداري از تومورها و عفونت‌ها بهبود ايجاد کرد. روکش طلا در حاليکه باعث تقويت تأثير نانولوله‌ها به عنوان عامل کنتراست مي‌شود، سميت بالقوه نانولوله‌ها را نيز کاهش مي‌دهد.

پزشکان از هر دو روش تصويربرداري فوتوصوتي و فوتوگرمايي براي معاينه بافت‌هاي معيوب استفاده مي‌کنند. اين روش‌‌ها شامل تاباندن يک ليزر بر روي بافت و سپس اندازه‌گيري گرماي گسيل‌شده – يعني تابش مادون‌قرمز- يا فراصوت توليد‌شده مي‌باشند. با افزودن عامل‌هاي کنتراست، مثل زيست‌مولکول‌هاي رنگدانه‌اي، پاسخ بافت به ليزر بهتر مي‌شود و تصاوير واضح‌تر مي‌گردند.

به تازگي دانشمندان فهميده‌اند که نانولوله‌هاي کربني مي‌توانند 

 

فرآيند روکش‌دهي نانولوله‌ها با طلا و چگونگي استفاده از آنها در تصويربرداري.

عملکرد زيست‌مولکول‌ها را به عنوان عامل‌هاي کنتراست بهبود بخشند. با اين حال، جذب مادون‌قرمز آنها ضعيف است و سوالاتي نيز در مورد سميت آنها وجود دارد.

اکنون گروهي به راهنمايي جين- وو کيم از دانشگاه آرکانزاس متوجه‌شده‌اند که ايجاد روکش طلا هردوي اين مشکلات را برطرف مي‌کند. طلا از لحاظ شيميايي يک عنصر بي اثر است، بنابراين خاصيت سمي ندارد، و جاذب خوبي براي نور مادون‌قرمز مي‌باشد. علاوه براين، نانولوله‌هاي طلاکاري شده کوچکتراز نانوميله‌هاي طلا (که خود نيز به عنوان عامل‌هاي کنتراست استفاده مي‌شوند) هستند و همين امر باعث مي‌شود که قدرت نفوذ آنها به سدهاي بيولوژيکي بيشتر شود، و نيز فرايند روکش‌دهي باعث ايجاد يک هسته توخالي مي‌شود که مي‌تواند با دارو پرگردد.

کيم و همکاران‌شان عمل روکش‌دهي طلا را با فروبردن نانولوله‌هاي کربني و کلريد طلا در داخل آب انجام مي‌دهند. در دماي اتاق، نانولوله‌هاي کربني باعث احياي کلريد طلا شده و لايه نازکي از طلا بر سطح خود ايجاد مي‌کنند. کيم مي‌گويد: "تمام اين فرايند در داخل آب و بدون هيچ ماده شيميايي صورت مي‌گيرد، بنابراين مي‌توان گفت که فرايند ما از لحاظ محيطي "سبز" است. "

اين محققان در آزمايش‌هاي خود نشان داده‌اند که جذب مادون‌قرمز نانولوله‌هاي طلاکاري شده حداقل دو درجه بزرگي از همتاهاي بدون روکش‌شان بيشتر است.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Nature Nanotechnology منتشر شده‌است.

http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2009/August/23080901.asp 
 

+ نوشته شده در  88/07/18ساعت 19:44  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

نانو ذرات آهن سلولهای سرطانی را نابود می کنند

محققان دانشگاه کالج لندن با استفاده از نانو ذرات مغناطیسی آهن توانستند سلولهای عامل سرطان و سلولهای تومورهای سرطانی را با ایجاد حرارت به کلی نابود کنند.

به گزارش خبرگزاری مهر، ذرات کوچک مغناطیسی که می توانند به سوی تومورهای سرطانی هدایت شده و با ایجاد حرارت سلولهای کشنده سرطانی را نابود کنند می توانند امید را به بیمارانی که در گذشته بیماری خود را لاعلاج می دانستند، بازگردانند.

نانو ذرات آهن برای اینکه بتوانند سلولهای سرطانی را به کلی نابود کنند باید با حرارتی 6 درجه بیشتر از 36 درجه معمولی حرارت داخلی بدن گرم شوند محققان دانشگاه کالج لندن قصد دارند با کمک این شیوه سرطانهایی را مورد هدف قرار دهند که شیمی درمانی نیز از درمان آنها ناامید شده است. 

بر خلاف شیوه درمانی رایج، می توان نانو ذرات را با کمک آهن ربایی خارجی به سوی سلولها یا تومورهای تعیین شده ای هدایت کرد زمانی که این ذرات داخل تومور قرار می گیرند می توانند کار خود را آغاز کرده و ایجاد حرارت و کشتن تومورها را از سر گیرند.

حرارت مورد نیاز با ایجاد تغییرات سریع در ماشین حرارت جریانهای متناوب مغناطیسی یا Mach تامین می شود نسوج سالم بدن با استفاده از این شیوه دست نخورده باقی خواهند ماند و نانو ذرات نیز به راحتی از بدن زدوده خواهند شد.

به گفته محققان توانایی حرارت بالا در از بین بردن سلولهای سرطانی امری اثبات شده بوده اما تا کنون استفاده از این روش منجر به مرگ بیمار می شده است از مهمترین توانایی های این شیوه امکان مشاهده نانو ذرات و استفاده آگاهانه و به موقع از آنها در بدن انسان است.

بر اساس گزارش تایمز آنلاین، طی سه سال آینده مطالعات بیشتری بر روی این ذرات و شیوه های استفاده از آنها با هزینه ای برابر 1.6 میلیون پاوند ادامه خواهد یافت تا زمانی که این شیوه درمانی برای استفاده در کلینیکها آماده شود.

خبرگزاري مهر

+ نوشته شده در  88/07/15ساعت 0:56  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

نانوچراغ ها

با ترکيب نانوذرهي طلا با يک گروه انحصاري از نوکلئيک اسيدها، محققان دانشگاه نورث وسترن موفق به ساخت نوع جديدي از سيستم‌هاي گزارشگر درون‌سلولي شده‌اند که با يک فلاش نور، حضور و مقدار طيف وسيعي از مولکول‌هاي زيستي مهم را آشکار مي‌کنند.

اين ترکيب جديد که نانوچراغ ناميده مي‌‌شوند، مي‌تواند براي زيست‌شناساني که در مورد سرطان تحقيق مي‌کنند، يک روش با حساسيت بالا فراهم نمايد تا با استفاده از آن فرايندهاي بيوشيميايي پيچيده هنگام وقوع درون سلول قابل رهگيري باشند.

دکتر ميرکين و همکارانش با توسعهي سنجش و اندازه‌گيري در زمان وقوع، از اين نانو‌چراغ‌ها براي اندازه‌گيري ATP ـ که يکي از منابع کليدي انرژي در متابوليسم سلولي است ـ استفاده کردند.

در روش‌هاي رايج براي آناليز ATP، لازم است که يک سلول، تخريب گردد و تنها ميانگيني از مقدارATP مربوط به تعداد زيادي سلول به دست مي‌آيد.

در مرکز هر نانوچراغ، يک نانوذرهي طلا وجود دارد که با لايهي متراکمي از آپتامرهاي نوکلنيک اسيد(aptam ER ) پوشانده شده‌است.

آپتامرها که در آزمايشگاه سنتز مي‌شوند، مولکول‌هايي هستند که طراحي آنها مشابه آنتي‌بادي‌ها بوده‌است، به اين صورت كه بسيار محکم به مولکول مورد نظر متصل مي‌شوند.

در اين مورد، طراحي آپتامرها به نحوي بوده‌است که همان طور که به نانوذرات طلا مي‌چسبند، قابليت اتصال به مولکولATP را نيز دارند، آنها مجهز به مولکول گزارشگري هستند که مي‌تواند سيگنال‌هاي نوري فلورسنت را از خود توليد نمايد.

کليد توانايي منحصربه‌فرد علامت رساني(سيگنالينگ) اين نانوچراغ‌ها در اين است که نانوذرات طلا با چسبيدن آپتامربه نانوذره، موجب خاموشي و ممانعت از نور دادن مولکول گزارشگر خواهند شد و هنگامي که ATP حضور داشته باشد، موجب مي‌شود که آپتامر تغيير شکل پيدا کرده، از نانوذره جدا شود و اجازه دهد که مولکول گزارشگر، نور فلورسنت از خود صادر کند.

مقدار آپتامر آزادشده از نانوذره و همين طور تراکم سيگنال فلورسنت، ارتباط مستقيمي با مقدار ATP موجود در سلول دارد.

سلول‌هايي که در محيط کشت رشد کرده‌اند، سريعاً نانوذرات پوشش‌شده با آپتامر را جذب نموده و نور فلورسنت را از خود صادر مي‌کنند. حال اگر سلول‌ها با ترکيبات دارويي شناخته‌شده‌اي تيمار شوند، براي سلول اين امكان فراهم مي‌شود كه از ذخاير ATP خود بيشتر استفاده کند، كه اين امر ميزان نور فلورسنت را به‌صورت وابسته به دُز افزايش مي‌دهد.

به کمک روش‌هاي تثبيت‌شده براي توسعهي آپتامرها، به طوري که بتوانند به مولکول‌هاي زيستي ويژه‌اي متصل شوند، اين احتمال وجود دارد که نانوچراغ‌ها به‌صورت ابزار نوين و متغييري در انواع متنوعي از فرايندهاي درون سلولي استفاده شوند.

اين پژوهش ـ که متن کامل آن در مقاله‌اي با عنوان“Aptamer nanoflares for molecular detection in living cells,” آورده شده ـ از سوي مرکز NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer حمايت شده‌است.

http://nano.cancer.gov/news_center/2009/aug/nanotech_news_2009-08-27f.asp

+ نوشته شده در  88/07/13ساعت 14:22  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

ژن‌‌درماني بر پايه‌‌ي نانوذرات براي درمان سرطان

بر اساس گزارش مرکز تحقيقات سرطان، انتقال نانوذرات حامل DNA رمزگذار سم ديفتري که به‌طور انتخابي در سلول‌‌هاي سرطاني تخمدان بيان شده‌‌اند، موجب کاهش حجم تومورهاي تخمدان در موش شده‌‌است و محققان پيش‌بيني مي‌كنند که بتوان اين روش درماني را در انسان‌‌هايي که داراي سرطان پيشرفته‌ي تخمدان هستند در طول 18 تا 24 ماه تست کنند.

در صورت مؤثر بودن تست‌هاي بعدي، اين کشف مي‌تواند منجر به درمان جديدي براي سرطان تخمدان شود که در حال حاضر سالانه موجب مرگ بيش از 15000 نفر در آمريکا مي‌شود.

از آنجا که اين سرطان معمولاً در مراحل پاياني تشخيص داده مي‌شود، يکي از بيماري‌هايي است که داراي بيشترين ميزان مرگ و مير است.

روش درماني جديد منجر به انتقال يک ژن توليدکننده‌ي سم ديفتري مي‌شود که سلول‌ها را از طريق تخريب توانايي ساختن پروتئين‌ها از بين مي‌برد. اين سم، به‌طور طبيعي به‌وسيله‌ي باکتري کورينه‌ي باکتريوم ديفتريکوم ساخته مي‌شود.

در تحقيقات پيش‌کلينيکي، محققان دريافتند که اين روش ژن‌درماني نوين، تأثيري يکسان دارد و در مواردي هم بيش از شيمي‌درماني مرسوم موثر است. همچنين فاقد تأثيرات سمي جانبي ناشي از شيمي‌درماني است؛ زيرا ژن فوق طوري تهيه شده که تنها در سلول‌هاي تخمدان، بيان مي‌شود ولي در ديگر سلول‌ها غير فعال است.

براي اطمينان از وجود اثرات اختصاصي روي تومورها، نانوذرات مذکور به حفره‌ي صفاقي بدن تزريق شدند. اين حفره، اندام‌هاي داخلي شکم را مثل معده، روده و رحم و تخمدان در بر گرفته‌است.

سرطان تخمدان در ابتدا از طريق حفره‌ي صفاقي گسترش مي‌يابد و روش‌هاي درماني فعلي در انسان شامل تزريق مستقيم به فضاي صفاقي است تا بدين ترتيب، منجر به در مان تخمدان‌ها و بافت‌هاي مجاوري شود که تومور مي‌تواند با نفوذ در آنها گسترش يابد.

نانوذرات جديد به‌وسيله‌ي پليمرهاي زيست‌تجزيه‌پذيري ساخته مي‌شوند که با بار مثبت باردار شده‌اند و به نام پلي(بتا-آمينو استر ها) مشهورند. وقتي که با هم مخلوط شوند، اين پليمرها مي‌توانند همزمان با DNA ترکيب، منجر به تشكيل نانوذرات شوند،سپس نانوذره‌ي DNA- پليمر هنگام تزريق به درون و يا نزديکي ِبافت هدف، مي‌تواند DNA تغييريافته را منتقل کند.

چندين سال، گروه MIT-Lankenau با هدف جايگزين کردن اين نانوذرات به جاي ويروس‌ها، در حال تحقيق و بررسي بودند؛ زيرا ويروس‌ها خطرات خاص خود را بر سلامت و بهداشت دارند.

علاوه بر سرطان تخمدان، از اين نانوذرات، مي‌توان در درمان بسياري از بيماري‌ها مانند سرطان پروستات و عفونت‌هاي ويروسي نيز استفاده كرد.

در تحقيقات بعدي، گروه تحقيقاتي فوق، براي انتقال نانوذرات حاوي ژن‌هاي رمزگذار سم ديفتري به ديگر سرطان‌ها مثل مغز، ريه و کبد برنامه‌ريزي مي‌کنند. اين تحقيق ـ که بخشي از آن از سو‌ي انستيتوي ملي سرطان حمايت شده ـ در مقاله‌اي با عنوان "Nanoparticle-delivered suicide RNA يا ترجمه از قبل انتخاب شده RNA پيامبر به پروتئين است. '> Gene therapy effectively reduces ovarian tumor burden in mice" آمده است.

http://nano.cancer.gov/news_center/2009/aug/nanotech_news_2009-08-27d.asp

+ نوشته شده در  88/07/11ساعت 21:19  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

تشخيص تغييرات بسيار ريز در سلول‌هاي سرطاني

محققان دانشکده پزشکي دانشگاه استنفورد با ترکيب دو روش آزمايشگاهي (الکتروفورز موئين و شناسايي پروتئين‌ها بر مبناي پادتن) و بردن آنها به مقياس نانو، روشي جديد براي شناسايي تغييرات بسيار کم در سطح پروتئين‌هاي مرتبط با سرطان ابداع کرده‌اند. آنها توانستند با استفاده از اين روش حضور يا عدم حضور پروتئين‌هاي مرتبط با سرطان را در نمونه‌هاي بسيار کوچک تشخيص داده و حتي تغيير در نحوه عوض شدن پروتئين‌ها را در پاسخ به درمان‌هاي صورت گرفته بررسي نمايند. با وجودي که تمرکز اين مطالعه بر سرطان خون بوده است، اما اميد بر اين است که اين روش بتواند راهي سريع‌تر و با اثر تخريبي کمتر براي مطالعه تومورهاي جامد فراهم کند. دکتر آليس فن که به همراه دکتر دين فلشر رهبري گروهي را بر عهده داشته‌اند که اين سامانه NIA) Nanofluidic Proteomic Immunoassay) را توسعه داده است، مي‌گويد: «در حال حاضر نمي‌دانيم هنگامي که يک دارو به بيمار داده مي‌شود، چه اتفاقي در سلول‌هاي سرطاني وي مي‌افتد. روش استاندارد براي بررسي کارايي درمان صورت گرفته اين است که چند هفته منتظر مانده و ببينيم آيا اندازه تومور کاهش مي‌يابد يا نه. اگر بتوانيم اتفاقات صورت گرفته در سطح سلولي را تشخيص دهيم، گام بزرگي به سمت جلو برداشته‌ايم».
دکتر فلشر که عضو Center for Cancer Nanotechnology Excellence Focused on Therapy Response واقع در دانشگاه استنفورد است، مي‌افزايد: «اين فناوري به ما مکان مي‌دهد پروتئين‌هاي مرتبط با سرطان را در مقياس بسيار کوچک آناليز نماييم. با استفاده از اين روش نه تنها مي‌توانيم پروتئين‌ها را در سطح پيکوگرم تشخيص دهيم، بلکه امکان مشاهده تغييرات بسيار کوچک در نحوه عوض شدن پروتئين‌ها فراهم مي‌شود».
تغيير در نحوه عوض شدن يا فسفريله شدن يک پروتئين مي‌تواند روي چگونگي عملکرد آن در پيشرفت سرطان تأثير بگذارد. سلول‌هاي سرطاني به طور معمول از طريق تغيير در سطح بيان پروتئين و درجه فسفريله شدن در مقابل درمان‌هاي معمول مقاومت مي‌کنند. آناليز مکرر نمونه‌هاي کوچک از توموري که تحت درمان قرار دارد، مي‌تواند اين امکان را براي پزشکان فراهم نمايد که قبل از اينکه سلول‌هاي بدخيم تکثير شده و تومورهايي با مقاومت بالاتر را ايجاد نمايند، آنها را از بين ببرند. آنها همچنين مي‌توانند امکان شکست راهکارهاي معمول درماني را براي هر بيمار ارزيابي کنند.

http://nanotechwire.com/news.asp?nid=8141

+ نوشته شده در  88/07/08ساعت 23:31  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

توسعه‌ي سيستم‌ها‌ي گيت منطقي

محققان دانشگاه Ehime ژاپن با توسعه‌ي سيستم‌ها‌ي گيت منطقي مبتني بر DNA، از آنها براي شناسايي مولکول‌ها‌ي مختلف استفاده کردند. در اين سيم‌ها‌ي توسعه‌‌يافته، تجمع نانوذرات طلايي كه داراي رشته‌ها‌ي کوچک DNAهستند، نشانه‌ي حضور مولکول هدف در محيط است.

گيت منطقي در تراشه‌ها‌ي کامپيوتري وظيفه‌ي تبديل سيگنال ورودي به صفر يا يک را بر عهده دارد. در گيت منطقي مبتني بر DNA، رشته‌ها‌ي کوچک DNAبا اتصال به حسگرهاي گيت منطقي شناسايي مي‌شود. روي گيت منطقي مبتني بر DNA، آنزيم‌ها‌يي به نام aptamer قرار دارد که در صورت وجود مولکول هدف پاسخ مي‌دهد كه اين پاسخ به‌وسيله‌ي سيستم ديگري شناسايي و تبديل به سيگنال قابل رؤيت مي‌گردد. اين محققان ژاپني موفق به طراحي گيت منطقي مبتني بر DNA شدند که مي‌تواند در برابر هرگونه مولکول هدف پاسخ دهد.

در اين سيستم طراحي‌‌شده در صورت حضور مولکول هدف در محيط، آنزيم aptazyme يک رشته RNA را به‌‌عنوان پاسخ در محيط رها مي‌کند كه اين RNA به‌‌سمت سيستم گزارش‌‌دهنده مي‌رود. سيستم گزارش‌‌دهنده‌ي آنها نانوذرات طلايي هستند كه داراي رشته‌ها‌ي DNA بوده، مي‌توانند به رشته RNA رها‌‌شده متصل گردند. اين کار باعث تجمع نانوذرات طلا مي‌شود؛ به‌‌طوري که با چشم غير مسلح نيز مي‌توان کلوني‌ها‌ي متشکل از نانوذرات طلا را در محيط مشاهده کرد.

به نظر مي‌رسد اين سيستم شناساگر جديد مي‌تواند ما را به‌‌سمت توليد دستگاه‌هاي تشخيص بيماري هدايت كند؛ به‌‌طوري که به جاي ساخت دستگاه‌هاي مبتني بر سيليکون، از اين سيستم براي شناسايي استفاده شود.

http://www.nanowerk.com/news/newsid=12175.php

+ نوشته شده در  88/07/08ساعت 23:26  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

راهي ساده براي تشخيص استعمال کوکائين

محققان اسپانيايي از نانوذرات داراي روکش حاوي آنتي‌‌بادي در تشخيص استعمال کوکائين استفاده کرده‌‌اند. رامود آلوارز و همکارانش در دانشگاه ويگو اسپانيا، موفق به اتصال آنتي‌‌بادي‌هايي به سطح نانولوله‌هاي کربني شدند كه اين نانولوله‌ها داراي روکشي از جنس نانوذرات نقره هستند. اين آنتي‌‌بادي‌ها به‌‌صورت اختصاصي به بنزويل اسگونين (که ماحصل سوخت و ساز کوکائين در بدن است) متصل مي‌گردد.

افزودن محلول حاوي بنزويل اسگونين به محيطي داراي اين نانولوله‌ها، موجب اتصال آنتي‌‌بادي به بنزويل اسگونين گشته، در نهايت منجر به تغيير ساختار نانولوله‌ها مي‌گردد. اين گروه با کمک طيف‌‌سنجي SERS تغيير ساختار ايجادشده را رصد کرده، غلظت اين ماده را تعيين کردند. در روش‌هاي آناليزي رايج با SERS، مراحل آماده‌‌سازي نمونه ضروري است که طي آن از برچسب‌هايي براي شناسايي مولکول هدف استفاده مي‌گردد؛ اما در اين روش جديد نيازي به آماده‌‌سازي نيست.

http://www.rsc.org/Publishing/ChemTech/Volume/2009/10/analyte_sensing.asp

+ نوشته شده در  88/07/08ساعت 0:3  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

افزايش عمر پرکننده‌هاي دندان با استفاده از فناوري نانو

شايد جذابيت پرکننده‌هاي دندان که به رنگ خود دندان هستند، بيشتر از پرکننده‌هاي نقره‌اي‌رنگ باشد، اما پيوند ميان اين پرکننده‌هاي سفيدرنگ با دندان در مدت زمان کوتاهي ضعيف شده و از بين مي‌رود. يکي از محققان دانشکده پزشکي جرجيا (MCG) اميدوار است با استفاده از فناوري نانو بتواند عمر اين پرکننده‌ها را افزايش دهد.

دکتر فرانکلين تي استاديار دانشکده دندانپزشکي MCG مي‌گويد: «چسب‌هاي عاج دندان ابتدا خوب مي‌چسبند، اما به تدريج و در مدت زمان حدود يک سال، لايه هيبريدي ميان چسب و تاج دندان تجزيه شده و از بين مي‌رود. در نهايت ترميم انجام شده خراب گرديده و از دندان جدا مي‌شود».

بنابر گزارشي که در Journal of the American Dental Association منتشر شده است، نيمي از ترميم‌هاي هم‌رنگ دندان که از رزين کامپوزيتي ساخته مي‌شوند، در عرض 10 سال خراب شده و 60 درصد کارهاي دندانپزشکي انجام شده، به جايگزين کردن آنها مربوط مي‌باشد.

دکتر فرانکلين تي مي‌گويد: «چسب‌هاي ما به آن خوبي که فکر مي‌کرديم نبوده و مشکلاتي را براي پيوندهاي دنداني ايجاد مي‌کنند».

دندانپزشک‌ها براي ايجاد پيوند مقداري از مواد معدني تاج دندان رابا استفاده از اسيد فسفريک مي‌تراشند تا به يک شبکه کلاژني به نام لايه هيبريدي برسند. تميز کردن دندان با اسيد شبيه بتونه کردن يک ديوار قبل از رنگ زدن است. اين کار دندان را براي به‌کارگيري چسب روي لايه هيبريدي آماده مي‌سازد تا رزين بتواند به خوبي به شبکه کلاژني متصل شود. متأسفانه چسب‌هاي ناکامل برخي فضاهاي خالي درون کلاژن باقي مي‌گذارند که به خوبي به رزين متصل نشده و موجب گسستن پيوندها مي‌شوند.

دکتر تي تلاش مي‌کند با بازگرداندن مواد معدني به شبکه کلاژني از پير شدن و تجزيه پيوند ميان رزين و تاج دندان جلوگيري کند. او با استفاده از کمک‌هزينه معادل 252497 دلار که از طرف موسسه ملي تحقيقات دندان و سر و صورت به وي اختصاص داده شده است، روي معدني‌سازي مجدد و جهت‌دهي شده بافت تحقيق خواهد کرد. معدني‌سازي مجدد يک فرايند جديد فناوري نانو براي رشد بلورهاي بسيار ريز غني از مواد معدني و راهنمايي آنها به شکاف‌هاي عاري از مواد معدني ميان الياف کلاژني است.

ايده وي از چگونگي رشد بلورها در طبيعت نشأت گرفته است. دکتر تي مي‌گويد: «پوسته تخم‌مرغ و حلزون دريايي بسيار سفت و شگفت‌انگيز هستند. ما در حال شبيه‌سازي طبيعت هستيم و چيزهاي زيادي از مشاهده چگونگي ساخت صدف توسط حيوانات کوچک ياد مي‌گيريم».

http://www.physorg.com/news165675697.html

+ نوشته شده در  88/07/08ساعت 0:2  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

کشتن سلول‌هاي سرطاني با استفاده از «اسب تروژان» نانومقياس

محققان استراليايي شروع به استفاده از نانوسلول‌هايي نموده‌اند که به عنوان «اسب تروژان» عمل کرده و مي‌توانند سلول‌هاي سرطاني را از بين ببرند. بنابر گفته اين محققان، شايد اين پژوهش بتواند نياز به روش‌هاي زيانبار شيمي‌درماني را برطرف سازد.

اين پژوهشگران مي‌گويند اين فناوري مي‌تواند در نهايت اين امکان را براي بيماران سرطاني ايجاد نمايد که به جاي بستري شدن در بيمارستان و گذراندن دوره‌هاي سخت شيمي‌درماني، در خارج از بيمارستان درمان شوند.

هيمانشو برامبات از شرکت EnGeneIC واقع در سيدني که در زمينه فناوري زيستي فعال است، مي‌گويد اين تحقيق قابليت کاهش اثرات جانبي درمان سرطان و ارزان‌تر کردن اين درمان‌ها را دارد. نتايج اين پژوهش در مجلهNature Biotechnolog منتشر شده است.

برامبات مي‌گويد اين فناوري به پزشکان اجازه مي‌دهد بدون آسيب‌رساندن به بافت‌هاي سالم، سلول‌هاي سرطاني را هدف بگيرند. اين مشکل در روش‌هاي شيمي‌درماني فعلي وجود دارد.

وي مي‌گويد: «به طور اساسي شما نياز داريد دارو را به طور مستقيم و بدون اينکه در سراسر بدن حرکت کند، به درون سلول سرطاني برسانيد».

اين گروه پژوهشي حدود 5 سال است که روي درمان سرطان با استفاده از نانوسلول‌ها کار مي‌کند. بنابر گفته برامبات آخرين نسخه اين روش 100 درصد موثر بوده و توانست نوعي از سرطان در موش‌ها را که نسبت به درمان با روش‌هاي معمول شيمي‌درماني مقاوم بود، از بين ببرد. اين سلول‌ها با داروهاي ضدسرطان پر شده و براي مبارزه با سرطان، در «موج‌هايي» گسيل مي‌شوند.

برامبات مي‌گويد: «اولين موج از اسب‌هاي تروژان به محل سلول‌هاي سرطاني رفته و مکانيسم‌هاي دفاعي اين سلول‌ها را غيرفعال مي‌کند. جالب است که اين سلول‌هاي سرطاني به طور کامل آماده دريافت مکرر اين اسب‌هاي تروژان هستند. ما مي‌توانيم اين نانوسلول‌ها را چندين و چند بار به سمت سلول‌هاي سرطاني گسيل داشته و هر بار آنها را با سلاح‌هاي مختلف درمان سرطان تجهيز کنيم».

اواخر امسال اثر اين سلول‌ها روي سرطان‌هاي درازمدت در سه بيمارستان ملبورن مورد بررسي قرار خواهد گرفت.

برامبات مي‌گويد اين نانوسلول‌ها نسبت به روش‌هاي معمول درمان داروي کمتري مصرف مي‌کنند . در نتيجه درمان با آنها ارزان‌تر است. او مي‌افزايد درمان هدفمند بدين معنا نيز هست که استفاده از اين روش نسبت به شيمي‌درماني، اثرات جانبي کمتري دارد.

وي توضيح مي‌دهد: «استفاده از اين روش مي‌تواند درمان سرطان را به صورت واقعي به يک فرايند خارج بيمارستاني تبديل نمايد که در آن بيماران تنها يک يا دوبار در هفته نياز به مراجعه به مراکز درماني دارند. بيماران مي‌توانند داروي خود را در مدت زمان بسيار کوتاهي دريافت کرده و بدون نگراني از اثرات جانبي وحشتناک درمان، به زندگي معمولي خود بپردازند». 

http://www.physorg.com/news165478894.html

+ نوشته شده در  88/07/06ساعت 14:29  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

کشتن سلول‌هاي سرطاني با استفاده از «اسب تروژان» نانومقياس

محققان استراليايي شروع به استفاده از نانوسلول‌هايي نموده‌اند که به عنوان «اسب تروژان» عمل کرده و مي‌توانند سلول‌هاي سرطاني را از بين ببرند. بنابر گفته اين محققان، شايد اين پژوهش بتواند نياز به روش‌هاي زيانبار شيمي‌درماني را برطرف سازد.

اين پژوهشگران مي‌گويند اين فناوري مي‌تواند در نهايت اين امکان را براي بيماران سرطاني ايجاد نمايد که به جاي بستري شدن در بيمارستان و گذراندن دوره‌هاي سخت شيمي‌درماني، در خارج از بيمارستان درمان شوند.

هيمانشو برامبات از شرکت EnGeneIC واقع در سيدني که در زمينه فناوري زيستي فعال است، مي‌گويد اين تحقيق قابليت کاهش اثرات جانبي درمان سرطان و ارزان‌تر کردن اين درمان‌ها را دارد. نتايج اين پژوهش در مجلهNature Biotechnolog منتشر شده است.

برامبات مي‌گويد اين فناوري به پزشکان اجازه مي‌دهد بدون آسيب‌رساندن به بافت‌هاي سالم، سلول‌هاي سرطاني را هدف بگيرند. اين مشکل در روش‌هاي شيمي‌درماني فعلي وجود دارد.

وي مي‌گويد: «به طور اساسي شما نياز داريد دارو را به طور مستقيم و بدون اينکه در سراسر بدن حرکت کند، به درون سلول سرطاني برسانيد».

اين گروه پژوهشي حدود 5 سال است که روي درمان سرطان با استفاده از نانوسلول‌ها کار مي‌کند. بنابر گفته برامبات آخرين نسخه اين روش 100 درصد موثر بوده و توانست نوعي از سرطان در موش‌ها را که نسبت به درمان با روش‌هاي معمول شيمي‌درماني مقاوم بود، از بين ببرد. اين سلول‌ها با داروهاي ضدسرطان پر شده و براي مبارزه با سرطان، در «موج‌هايي» گسيل مي‌شوند.

برامبات مي‌گويد: «اولين موج از اسب‌هاي تروژان به محل سلول‌هاي سرطاني رفته و مکانيسم‌هاي دفاعي اين سلول‌ها را غيرفعال مي‌کند. جالب است که اين سلول‌هاي سرطاني به طور کامل آماده دريافت مکرر اين اسب‌هاي تروژان هستند. ما مي‌توانيم اين نانوسلول‌ها را چندين و چند بار به سمت سلول‌هاي سرطاني گسيل داشته و هر بار آنها را با سلاح‌هاي مختلف درمان سرطان تجهيز کنيم».

اواخر امسال اثر اين سلول‌ها روي سرطان‌هاي درازمدت در سه بيمارستان ملبورن مورد بررسي قرار خواهد گرفت.

برامبات مي‌گويد اين نانوسلول‌ها نسبت به روش‌هاي معمول درمان داروي کمتري مصرف مي‌کنند . در نتيجه درمان با آنها ارزان‌تر است. او مي‌افزايد درمان هدفمند بدين معنا نيز هست که استفاده از اين روش نسبت به شيمي‌درماني، اثرات جانبي کمتري دارد.

وي توضيح مي‌دهد: «استفاده از اين روش مي‌تواند درمان سرطان را به صورت واقعي به يک فرايند خارج بيمارستاني تبديل نمايد که در آن بيماران تنها يک يا دوبار در هفته نياز به مراجعه به مراکز درماني دارند. بيماران مي‌توانند داروي خود را در مدت زمان بسيار کوتاهي دريافت کرده و بدون نگراني از اثرات جانبي وحشتناک درمان، به زندگي معمولي خود بپردازند». 

http://www.physorg.com/news165478894.html

+ نوشته شده در  88/07/06ساعت 14:28  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

استفاده از نقاط کوانتومي در تشخيص و درمان سرطان

استفاده از نقاط کوانتومي به عنوان ابزارهاي جديد تشخيص سرطان در مراحل اوليه، بسيار نويد‌بخش بوده است، اما وجود نگراني‌ها درباره اثرات سمي اين ذرات روي بدن، توسعه باليني آنها را محدود کرده است. محققان دانشگاه بوفالو روش جديدي براي ساخت نقاط کوانتومي توسعه داده‌اند که شايد بتواند اين محدوديت را از بين ببرد. اين کشف آنها درست سر موقع اتفاق افتاده است، زيرا گروهي ديگر از محققان در دانشگاه تگزاس واقع در آرلينگتون (UTA) نشان داده‌اند که نقاط کوانتومي مي‌توانند به عنوان دماسنج‌هاي نانومقياس عمل کرده و درمان‌هاي حرارتي مختلف مبتني بر نانوذرات را که براي درمان سرطان توسعه يافته‌اند، راهنمايي کنند.

دکتر پاراس پراساد از دانشگاه بوفالو روي روش‌هاي مختلف توليد نقاط کوانتومي جديد کار کرده است. آخرين کار وي که در مجله Small منتشر شده است، منجر به توليد نقاط کوانتومي زيست‌سازگاري شده که تا بيش از سه ماه پس از تزريق هيچ اثر سميتي از خود نشان نمي‌دهند. اين نقاط کوانتومي داراي يک هسته از جنس سولفيد کادميوم هستند که با لايه نازکي از کادميوم، سلنيوم و تلوريوم پوشانده شده‌اند. آنها نقاط توليد شده را با يک لايه زبر از يک ماده آبگريز روکش‌دهي کرده و بدين ترتيب از نشت اين فلزات سمي به درون بدن جلوگيري نمودند. اين روکش همچنين داراي گروه‌هاي شيميايي است که مي‌توان عوامل هدفگير يا داروها را به آنها متصل کرد.

دکتر پراساد و همکارانش توانستند پس از تزريق اين ذرات بسيار درخشنده به بدن موش، با استفاده از طيف‌سنجي مادون قرمز نزديک از آنها تصويربرداري کرده و محل تجمع آنها را درون بدن تشخيص دهند. بر خلاف نقاط کوانتومي معمول، احتمال تجمع اين ذرات روکش‌دهي شده در کبد و طحال پايين است. مطالعه بافت‌هاي جداشده از بدن موش 100 روز پس از تزريق نشان داد که هيچ گونه آسيب ناشي از تجمع نقاط کوانتومي در آنها ديده نمي‌شود. اين پژوهشگران همچنين گزارش نموده‌اند موش‌هايي که تزريق روي آنها صورت گرفته بود، در طول دوره مطالعه رفتار عادي از خود نشان مي‌دادند.

در همين حال، دکتر بوسمو هان از UTA در مقاله منتشر شده درAnnals of Biomedical Engineering گزارش کرده‌ که توانسته است از نقاط کوانتومي تلوريد کادميوم/سولفيد روي به عنوان دماسنج‌هاي نانومقياسي که مي‌توانند تغييرات دماي موضعي را به صورت بلادرنگ تشخيص دهند، استفاده کند. هدف از انجام اين کار ايجاد يک ابزار تشخيصي است که تومورشناسان را قادر مي‌سازد رسيدن به دماي مناسب براي کشتن سلول‌ها در فرايند حرارت‌درماني را تشخيص دهند.

ترکيب اين دو کار پژوهشي مي‌تواند براي تشخيص و درمان کاراتر سرطان در آينده نويدبخش باشد.

http://nano.cancer.gov/news_center/2009/june/nanotech_news_2009-06-26i.asp

+ نوشته شده در  88/07/05ساعت 14:29  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

نانوجعبه‌هايي از جنس DNA

محققان ژاپني جعبه‌هايي از جنس DNA ساخته‌اند که مي‌تواند نانومواد را کپسوله کند. آرايش مولکول‌هاي DNA به ساختارهاي سازمان‌يافته و قابل برنامه‌ريزي به عنوان نانوفناوري DNA شناخته مي‌شود. يکي از حوزه‌هاي مهم اين عرصه اُريگامي DNA است که در آن DNA تک‌رشته‌اي پيچ خورده و بدين ترتيب ساختارهاي مورد نظر ساخته مي‌شوند. سپس مي‌توان از اين ساختارها به عنوان چارچوبي براي نانوساختارهايي همچون آرايه‌هاي پروتئيني، نانوذرات طلا و RNA پيام رسان استفاده کرد.

تاکنون پژوهشگران روي اُريگامي دوبعدي متمرکز بودند، اما ماکوتو کومياما و آکينوري کوزويا در دانشگاه توکيو روي ساختارهاي سه‌بعدي متمرکز شده‌اند. اين محققان رشته‌هاي DNA را به شکل يک جعبه باز درآورده و ساختار آن را با استفاده از ميکروسکوپ نيروي اتمي شناسايي کردند. کومياما مي‌گويد: «براي اينکه اين جعبه بتواند مواد ديگر را کپسوله نمايد، ابتدا به شکل يک جعبه درباز طراحي شده است که مي‌توان آن را با افزودن رشته‌هاي DNA مناسب بست. در طول فرايند، درون و بيرون جعبه قابل تشخيص است به نحوي که امکان قرار دادن مولکول ميهمان در وجه باز جعبه قبل از بستن آن وجود دارد».

جعبه باز DNA مي‌تواند قبل از بسته شدن، يک مولکول ميهمان را در خود جاي دهد.

کومياما مي‌گويد اندازه اين جعبه‌هاي مشابه اندازه غلاف‌هاي ويروسي ( Capsid ) است که در حال حاضر علاقه زيادي به استفاده از آنها به عنوان نانوظرف وجود دارد، اما تغيير شيميايي وجوه جعبه‌هاي DNA آسان‌تر است؛ اين امر موجب مي‌شود گرفتن انتخابي مولکول‌هاي ميهمان امکان‌پذير باشد.

کومياما مي‌پذيرد که اين کار چالش‌برانگيز است. او مي‌گويد: «DNA يک مولکول چندآنيوني است، بنابراين حفره داخلي جعبه توليد شده با هزاران آنيون احاطه شده است. بايد بررسي نماييم که آيا مولکول‌هايي همچون پروتئين‌ها وارد اين فضاي کوچک شده و در آن باقي مي‌مانند يا خير».

کورت گوتلف، متخصص نانوفناوري DNA در دانشگاه Aarhus در دانمارک مي‌گويد: «اُريگامي DNA در حال سه‌بعدي شدن است . اين جعبه يک مثال زيباست. همانند ساختار چهاروجهي ساخته شده از DNA توسط هائو يان و جعبه DNA ساخته شده توسط خود ما، حفره داخلي اين ساختار قابليت استفاده شدن در دارورساني را دارد».

http://www.rsc.org/Publishing/ChemScience/Volume/2009/08/DNA_box.asp

+ نوشته شده در  88/07/05ساعت 1:39  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

تعيين سطح پروتئين‌ در خون با نانوذرات روکش‌دار

رابطه‌ي مستقيم ميان سطح پروتئين موجود در سرم خون انسان و بيماري موجب شده تا ميزان اين پروتئين به‌‌عنوان شاخصي براي تشخيص بيماري و ساخت حسگر مورد استفاده قرار گيرد. با اين حال حضور بيش از 20000 پروتئين با غلظت‌ها‌ي مختلف در سرم خون انسان موجب شده‌‌است که توسعه‌ي حسگرهاي مؤثر با چالش روبه‌رو گردد.

در اين حسگرها، بخش‌ها‌ي شناساگر با پروتئين‌ها‌ي مختلف برهم‌کنش داده، پاسخ‌ها‌ي متعددي را ايجاد مي‌کند. اين پاسخ‌ها‌ در کنار هم الگويي را تشکيل مي‌دهند که از روي آن شناسايي پروتئين‌ها‌ انجام مي‌گردد. اين سيستم مشابه عملکرد بيني انسان است که چند صد گيرنده‌ي بويايي با گرفتن الگوهايي قادر به تشخيص هزاران بوي مختلف هستند.

سيستم‌هاي شبيه گيرنده‌ي بويايي براي تشخيص پروتئين‌ها‌ قبلاً به‌وسيله‌ي محققان ديگري طراحي و ارائه شده‌‌است؛ اما گروه تحقيقاتي دانشگاه ماساچوست آمريکا، از اين سيستم در شناسايي پروتئين سرم خون استفاده کرده‌اند که کاري بسيار دشوار بوده و ما را به روياي بهره‌گيري از اين سيستم در پزشکي نزديک‌تر کرده‌‌است.

روش‌ها‌ي متداول شناسايي پروتئين‌ها‌ کار بسيار پرهزينه‌‌اي مي‌تواند باشد؛ چرا که محققان مجبورند از آنتي‌‌بادي‌ها‌ يا روش‌هاي طيف‌‌سنجي پيچيده‌اي استفاده کنند. اين مسئله براي آنها ايجاد محدوديت مي‌کند بنابراين دانشمندان نياز به گيرنده‌ها‌ي عمومي‌تري دارند تا وابستگي آنها به يک آنتي‌‌بادي خاص يا روشي ويژه مرتفع گردد.

گروه تحقيقاتي Vince Rotello در دانشگاه ماساچوست، از نوعي نانوذرات طلا به‌عنوان گيرنده استفاده كرده‌اند كه داراي روکش پليمر با زنجيره‌ي کوتاه است. اين روکش پليمري شيمي‌سطح نانوذرات را به نحوي تغيير مي‌دهد که بتواند به پروتئين‌ها‌ي مختلف بچسبد. در واقع اين روش به‌‌عنوان بخش شناساگر قلمداد مي‌شود. آنها براي ايجاد سيگنال نيز از پروتئيني به نام پروتئين فلورسانس سبز (GFP) استفاده كردند. هنگام اتصال GFP به نانوذره، به‌‌دليل فشار وارده به آن، نشر فلورسانس GFP قطع مي‌گردد (GFP نوري ساطع نمي‌کند). با حضور پروتئين مورد نظر در محيط، اين پروتئين با GFP براي اتصال به زنجيره‌ي پليمري وارد رقابت شده، بخشي از پروتئين‌ها‌ي GFP را از زنجيره جدا مي‌كند و خود جايگزين آنها مي‌شود. GFPهاي آزادشده نيز فلورسانس توليد مي‌كند كه به‌‌عنوان سيگنال در اين سيستم شناسايي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. پروتئين‌ها‌ي مختلف در سرم براي چسبيدن به نانوذرات با هم رقابت مي‌کنند؛ به‌طوري که با افزايش غلظت پروتئين ميزان اتصال آنها نيز افزايش مي‌يابد. از اين مسئله در تعيين غلظت پروتئين‌ها‌ استفاده مي‌شود.

به اعتقاد انسلين اريك (يکي از محققان اين پروژه) استفاده از GFP به‌‌عنوان يک مولکول توليدکننده‌ي سيگنال در اين روش به مقبوليت آن به‌وسيله‌ي ديگر محققان کمک شاياني خواهد کرد. وي GFP را به‌عنوان يک ابزار زيست‌شيميايي واقعي برشمرد که مي‌توان از آن به‌‌سادگي بهره جست. هر چند 20000 پروتئين مختلف در سرم خون وجود دارد؛ 90 درصد آنها از 5 پروتئين کوچک تشکيل شده‌اند. بنابراين آنها در ابتدا درصدد چگونگي شناسايي اين 5 پروتئين برآمدند. اين گروه سه دسته نانوذرات مختلف را براي تمييز دادن اين 5 پروتئين از هم ارائه کردند که قادر بود تا غلظت 50 نانومتر از هر کدام از 5 پروتئين را در سرم خون انسان شناسايي کند که مانند ديدن يک سوزن در انباري پر از کاه است. روتلو اميدوار است که اين روش به تشخيص ارزان و سريع پروتئين‌ها‌ در سرم خون کمک کرده، بتواند تغييرات غير طبيعي ميزان پروتئين خون را که به‌‌دليل بيماري ايجاد مي‌شود، شناسايي کند.

http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2009/August/24080901.asp

+ نوشته شده در  88/07/05ساعت 1:38  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

سنجش دقيق انسولين به وسيله پژوهشگران کردستاني

نانوحسگرهاي الکتروشيميايي براي سنجش دقيق انسولين موجود در خون بيماران ديابتي در دانشگاه کردستان توليد شد.

دکتر عبدالله سليمي از نانوذرات سيلسسيم کاربيد (SiC) در ساخت نانوحسگرهاي الکتروشيميايي بهره گرفته است.

وي، ابتدا با پخش کردن نانوذرات SiC در حلال اتانول و قرار دادن مقداري از آن در سطح الکترود و تبخير حلال، نانوذرات SiC را روي سطح الکترود كربن شيشه‌اي، تثبيت کرده است. سپس الکترود اصلاح شده را به عنوان الکترود کار در اکسيداسيون انسولين استفاده نموده است.

داده‌هاي تجربي حاصل از اين پژوهش بيانگر اين مهم هستند که نانوذرات فوق، مي‌توانند به عنوان الکتروکاتاليزور در اکسيداسيون انسولين به‌کار روند. همچنين، با استفاده از روش تزريق جرياني، مي‌توان غلظت‌هاي پيکومولار انسولين را در سطح اين الکترودها اندازه‌گيري نمود. از طرفي مزاحمت ناشي از حضور ترکيبات اکسيدشونده مانند آسکوربيک اسيد، يوريک اسيد، گلوکز، کلسترول و ... روي سيگنال‌هاي انسولين قابل چشم‌پوشي است.

از اين نانوحسگر مي‌توان در آزمايشگاه‌هاي تشخيص طبي و کلينيک‌هاي ديابت استفاده نمود.

جزئيات اين پژوهش که با همکاري لقمان محمدي، رحمان حلاج و سعيد سلطانيان انجام شده، در مجله Electrochemistry Communications (جلد11، صفحات 1119- 1116، سال 2009) منتشر شده است.

ستاد ويژه توسعه فناوري‌نانو

+ نوشته شده در  88/06/31ساعت 0:7  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

نانوزنبورها کشنده‌ي سلول‌هاي سرطاني

زنبورها حين گزيدن زهر را به درون بدن طعمه خود وارد مي‌کنند. اکنون اين سم در زهر زنبورها تحت کنترل درآمده و توسط محققان دانشگاه واشنگتن براي نابودي سلول‌هاي سرطاني مورد استفاده قرار گرفته‌است. اين محققان اجزاي اصلي زهر زنبور را درون نانوساختارهاي کروي قرار داده‌اند و آن را نانوزنبور ناميده‌ند. 

در موش‌ها اين نانوزنبورها مليتين سمي را به تومور رسانده در حالي که ساير بافت‌ها از اثر سمي اين ماده در ايمن هستند. بعد از استفاده اين نانوزنبورها، رشد تومورها در موش‌ها متوقف شده و از بين رفتند.

مليتين يک پروتئين ( يا پپتيد) کوچک است که به‌شدت به غشاء‌هاي سلولي مي‌چسبد و مي‌تواند آنها را سوراخ کرده و سلول‌ها را از بين ببرد. 

ساموئل ‌ويکلين از اعضاي اين گروه تحقيقاتي در اين رابطه گفت: با رسيدن نانوزنبورها به سطوح سلول، محموله‌ي زهرآگين آن در سلول هدف تخليه شده و وارد فضاي سلول مي‌شود و با ايجاد حفراتي در ديواره‌ي غشايي سلول موجب نابودي سلول سرطاني مي‌گردد.

اين دانشمندان اين نانوزنبورها را توسط دو روش آزمايشگاهي با سلول‌هاي سرطاني سينه و پوست آزمايش کردند. بعد از تزريق اين نانوذرات به بدن موش رشد سلول‌هاي سرطاني سينه تا 25‌درصد کاهش يافت و اندازه‌ي تومور سرطاني پوست در موش ديگر تا 88 درصد کاهش پيدا کرد. 

اين محققان نشان داده‌اند که نانوزنبورها به دليل عروق خوني نشت‌کننده‌ي تومورها تنها در همين تومورها جمع مي‌شوند اما با اين حال جهت اطمينان از عدم حضور نانوزنبورها در بافت‌ها و سلول‌هاي سالم آن‌ها را با موادي خاص نشانه‌گذاري کرده‌اند. با تزريق زنبورهاي نشانه‌گذاري شده به موش‌ها تکثير سلول‌هاي مستعد سرطاني‌شدن تا 80 درصد کاهش نشان داده ‌است.

در نهايت نتايج نشان مي‌دهند که نانوزنبورها در کاهش اندازه و رشد تومورها مؤثر بوده و همچنين از پيشرفت سرطان در مراحل ابتدائي بيماري جلوگيري مي‌کنند.

اين محققان نتايج خود را در مجله‌ي Journal of Clinical Investigation منتشر کرده‌اند.

+ نوشته شده در  88/06/24ساعت 0:53  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

واکسيناسيون آنفلوانزاي خوکي با کمک فناوري ‌نانو

در پاسخ به رشد سريع و تهديدآميز آنفلوانزاي خوکي، يک گروه تحقيقاتي در دانشگاه کوينزلند واقع در استراليا براي حل مشکلات مرتبط با واکسينه‌کردن ميليون‌ها استراليايي که در معرض اين بيماري قرار دارند، فناوري نانومَرهَم که توان باقوه‌ي زيادي دارد؛ را به‌کار مي‌برد.

مارک کندال، استاد و محقق موسسه‌ي استراليايي براي فناوري‌نانو و مهندسي زيستي، رئيس يک گروه تحقيقاتي است که توانايي واکسيناسيون انبوه با استفاده از فقط کسري از دوز استاندارد، را آزمايش مي‌کند.
 
نانومرهم‌ها
اين پروژه همچنين با تحويل واکسن فصلي براي حفاظت در مقابل چالش ناشي از ويروس آنفلوانزاي خوکي AH1N1، به دنبال ايمن کردن استراليايي‌ها در مقابل اين ويروس است.

استاد کندال مي‌گويد که در اين تحقيق از فناوري جديد نانومرهم استفاده شده‌است. در اين فناوري براي تحريک يک پاسخ ايمني‌ِ ("immune response") بالقوه با دوز کم، از سوزن و سرنگ اسنفاده نمي‌شود. با تحريک اين پاسخ، بدن در مقابل اين بيماري مقاوم مي‌شود. او اضافه مي‌کند: با تحويل دقيق و مطمئن واکسن به سلول‌هاي ايمني فراواني که فقط زير سطح پوست قرار داده مي‌شوند؛ ما مي‌توانيم با مقدار کمي واکسن يک پاسخ قوي و سريع از بدن را شروع کنيم.

مزيت فناوري نانومرهم اين است که اين فناوري مي‌تواند با يک روش مؤثر و کم‌هزينه در مقياس بزرگ واکسيناسيون‌هاي سريع انجام دهد. فناوري نانومرهم همچنين به صورت بالقوه مي‌تواند ترس از سوزن و خطر زخم‌هاي ناشي از سوزن را حذف کند.

اين گروه تحقيقاتي شامل محققاني از دانشگاه ملبورن، آزمايشگاه سلامت حيواني استراليا و مؤسسه دايمتانتينا براي ايمن‌شناسي سرطان و پزشکي سوخت‌ساز (metabolie) در دانشگاه کوينزلند، مي‌باشد. همچنين اين طرح جزء طرح‌هاي تحقيقاتي پژشکي H1N1 (آنفولوانزاي خوکي) است که توسط انجمن ملي تحقيقات پزشکي و سلامت استراليا حمايت مي‌شوند.

http://www.nanowerk.com/news/newsid=11624.php

+ نوشته شده در  88/06/22ساعت 11:26  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

تشخيص تغييرات سلول‌هاي سرطاني با نقاط کوانتومي

يکي از پيشامدهايي که منجر به تبديل يک سلول نرمال به سلول بدخيم مي‌شود، متيلاسيون شديد "DNA" است که يک تغيير زيست‌شيميايي بوده که موجب تضعيف ژن‌هاي ضد تومور مي‌شود. اکنون يک گروه تحقيقاتي در دانشگاه جان هاپکينز روشي بر اساس نقاط کوانتوم ابداع کرده‌اند که ميزان متيلاسيون "DNA" در سلول‌هاي سرطاني برداشته شده از بدن بيمار را تعيين مي‌کند.
جف تزا- هواِي وانگ و هتي کاراوي که سرپرستي اين گروه تحقيقاتي را به عهده داشتند، اين روش را انتقال انرژي تشديد فلورسانس کمي ويژه- متيلاسيون"MS-qFRET" ناميده‌اند. اين فرآيند با فرآوري نمونه "DNA" با بي‌سولفيت سديم آغاز شده که تمامي سيتوزين‌هاي (يکي از چهار جزء اسيد نوکلئيک) متيل‌دار نشده را به يوراسيل تبديل کرده و ساير سيتوزين‌هاي متيل‌دار شده را بدون تغيير باقي مي‌گذارد. 

سپس "DNA" فرآوري‌شده با يک فرآيند واکنش‌هاي زنجيره‌اي پليمرازِ اصلاح‌شده که دو نوع "DNA" متيل‌دار شده و متل‌دار نشده را از هم تفکيک مي‌کند، تقويت مي‌شود. اين فرايند نشانگرهاي فلورسانت و مولکول‌هاي بيوتين را روي هر قطعه از "DNA" متيل‌دار شده قرار مي‌دهد. نهايتا نقاط کوانتوم پوشش‌داده‌شده با استريپتاويدين ("streptavidin") به مولکول‌هاي بيوتن متصل به "DNA" پيوند مي‌دهد و به اين "DNA" تقويت‌شده اضافه مي‌گردد. 

تعيين کمي "DNA" متيل‌دار با فرايند FRET انجام مي‌شود که با انتقال انرژي بين ملکول فلورسانت و نقطه‌ي کوانتومي مجاور امکان‌پذير است. اندازه‌گيري درجه‌ي فروکشي فلورسانس با ميکروسکوپ هم‌کانون، روشي حساس و دقيق براي اندازه‌گيري ميزان "DNA" متيل‌دار است. 

اين روش به اندازه‌اي حساس است که اين دانشمندان را قادر مي‌سازد تا تغييرات متيلاسيون را در سلول‌هاي سرطاني درمان‌شده ثبت نمايند. همچنين اين پژوهشگران به قابليت اين روش براي مقايسه چندين نمونه در يک بيمار اشاره کرده‌اند.

اين محققان نتايج خود را تحت عنوان (MS-qFRET: يک روش مبتني بر نقاط کوانتومي براي آناليز متيلاسيون "DNA") در مجله‌ي Genome Research منتشر کرده‌اند. 

http://nano.cancer.gov/news_center/2009/july/nanotech_news_2009-07-20e.asp

+ نوشته شده در  88/06/22ساعت 11:22  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

ساخت نانوموتورهاي مبتني بر DNA

گروهي از شيمي‌دانان دانشگاه فلوريدا ساز و كاري براي تبديل مستقيم نور خورشيد به انرژي جنبشي در مقياس بسيار کوچک گزارش دادند. اعضاي اين گروه تحقيقاتي در مقاله‌اي که به‌زودي در مجله‌ي Nano Letters به چاپ مي‌رسد، ساخت نوع جديدي از نانوموتورهاي مولکولي را شرح دادند که تنها به‌وسيله‌ي فوتون‌ها حرکت مي‌کنند. گرچه اين اولين نانوموتوري نيست که با نور حرکت مي‌کند، ولي اين ماشين بسيار کوچک اولين موتوري است که از يک مولکول منفرد DNA ساخته شده و ساختار ساده آن، پتانسيل آن را براي کاربردهاي مختلف از پزشکي گرفته تا ساخت و توليد، افزايش مي‌دهد.
اندازه‌ي اين نانوموتور در حالت بسته و متراکم بين 2 تا 5 نانومتر و در حالت باز بين 10 تا 12 نانومتر است و پيش‌بيني مي‌شود در سال‌هاي آتي به‌‌عنوان يکي از اجزاي تجهيزات ميکروسکوپي در ترميم سلول‌هاي منفرد و يا از بين بردن ويروس‌ها و باکتري‌ها مورد استفاده قرار بگيرد. با توجه به اينكه اين نانوموتورها از DNA ساخته شده‌اند، زيست‌سازگار هستند، همچنين هنگام تبديل نور به انرژي جنبشي هيچ ماده‌ي را زائدي توليد نمي‌کنند
 
   محققان براي ساخت اين نانوموتور يک مولکول DNA ساخته‌‌شده در آزمايشگاه را با آزوبنزن (يک ترکيب شيميايي حساس به نور است) ترکيب کردند. بدين ترتيب با تابش هر فوتون پاسخي در اين ترکيب ايجاد مي‌شود. براي تشريح اين پاسخ، يک فلئوروفور يا نشرکننده‌ي نور را به يک سر نانوموتور و يک خاموش‌‌کننده‌ي نور را به سر ديگر آن متصل و شدت نور منتشرشده را ـ که متناسب با حرکت موتور است ـ به کمک دستگا‌ه‌هاي مخصوص ثبت کردند.
هنوز زمان زيادي تا کاربرد اين ابزار در مقياس‌هاي بزرگ در پيش است. براي استفاده از آنها به‌‌عنوان منبع تغذيه‌ي وسايل نقليه، راه‌اندازي خطوط مونتاژ يا جايگزيني آنها به جاي سوخت‌هاي فسيلي يا الکتريکي به ميلياردها عدد از اين نانوموتورها نياز است. مشکل اصلي جمع‌آوري اين تعداد و يکي کردن نيروي حاصل از آنها به هنگام جذب نور خورشيد است. هم‌اکنون دانشمندان در حال ساخت گونه‌هايي مرکب از نانوساختارهاي مبتني بر DNA و کليدهاي نوري هستند که باعث هم‌زماني حرکت مولکول‌ها و هم‌افزايي نيروهاي توليدشده مي‌شوند.

http://www.physorg.com/news163348152.html

+ نوشته شده در  88/06/22ساعت 11:20  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

جلوگيري از ايجاد اسکار با استفاده از نوعي چسب نانويي

محققان ژاپني موفق به ساخت نانوماده‌ي زيست‌‌سازگاري شدند که بدون نياز به بخيه منجر به درمان محل برش عمل جراحي مي‌شود. بر اساس اظهارات آنها استفاده از نانوپوشش‌‌هاي مبتني بر پلي‌‌استري كه بر روي بخيه‌‌هاي محل جراحي استفاده شده‌است، در موش‌ها سبب شده تا اثري از بخيه بر روي پوست باقي نماند.

مديره پروژه، شين جي تاکي کا از دانشگاه واسي دا در توکيو، مي‌‌گويد: «ممکن است در آينده با استفاده از اين نوارچسب‌‌هاي نانويي ديگر به بخيه زدن ناحيه‌ي برش‌شده نيازي نباشد. با استفاده از اين روش، عمل جراحي ساده‌‌تر و در زمان کوتاه‌‌تري انجام خواهد شد و بعد از عمل جراحي اسکار ايجاد نمي‌‌شود. از اين روش به‌‌ويژه در جراحي‌‌هاي پلاستيک و مواردي استفاده مي‌شود که بيماران نگران باقي ماندن آثار جراحي بر روي پوست هستند.

اسکارها ممکن است خارجي و قابل رؤيت و نازيبا باشند و يا به‌‌‌صورت داخلي و همراه با درد و چسبندگي باشند؛ از اين رو استفاده از اين نوع مواد مي‌‌تواند مانع از ايجاد موارد فوق شود. در آزمايش‌هاي انجام‌‌شده روي شکم موش‌‌هايي که به روش سنتي بخيه زده شده بودند، بعد از يک هفته علايم چسبندگي ديده شد؛ در حالي كه با استفاده از روش جديد، نه تنها چسبندگي ايجاد نشد بلکه ايجاد اسکار به حداقل رسيد.
 
شکم موش‌‌ها هفت هفته بعد از درمان با ورقه‌‌هاي نانويي از جنس PLLA(سمت چپ)، شکم موش‌ها هفت هفته بعد از بخيه به روش سنتي (سمت راست)
ورقه‌‌هاي نانويي از جنس PLLA (پلي ال اسيد لاکتيک) هستند. PLLA و ساير پلي‌‌استرها براي دارورساني و به‌‌عنوان بخيه‌‌هاي تخريب‌‌پذير (جذبي) کاربرد دارند که خصوصيات چسبندگي و مکانيکي متفاوتي دارند. اين محققان توانستند ورقه‌‌هايي به ضخامت 23 نانومتر را با استفاده از پوشش‌‌دهي PLLA روي بستري از دي اکسيد سيليکون ساخته، سپس آن را به يک فيلم از جنس پلي وينيل الکل انتقال دهند. بعد از قرار گرفتن اينکه مجموعه‌ي نانويي روي محل برش جراحي، فيلم‌‌هاي حامل مواد در سالين حل شده و ورقه هاي نانويي روي موضع باقي خواهند ماند.
فرايند ساخت ورقه‌ي نانويي
ويليام چن، مهندس زيست‌‌‌پزشکي و داروساز در دانشگاه استوني بروک در نيويورک، مي‌‌گويد: «فيلم PLLA با اين روش کاملاً الاستيک، سازگار و داراي خصوصيت چسبندگي است.» او اشاره داشت که در آناليز کلاژن عمقي (دسته‌‌هاي کلاژني که بافت اسکار را تشکيل مي‌‌دهند) لازم است تا کيفيت درمان زخم تاييد گردد. 

بر اساس اظهارات تاکي کا، حداقل سه سال طول مي‌‌کشد تا پروژه وارد مرحله‌ي آزمايش‌هاي کلينيکي شود اما او گمان مي‌‌کند که کاربردهاي وسيعي مانند ترميم بافتي، بي‌‌حرکتي داروها و آزادسازي مواد براي مراقبت‌‌هاي پس از انجام عمل جراحي براي اين ماده وجود دارد. او مي‌‌گويد: «اگر از 100 دکتر در مورد کاربردهاي اين ماده سؤال کنيد، هر يک ايده‌‌هاي منحصربه‌‌فردي را پيشنهاد خواهند كرد.»

چن نگران اين موضوع است که نتايج آزمايش روي موش‌‌ها با نتايج آزمايش روي انسان يکسان نباشد. در مدل موش، ميزان کشش بافت در هنگام کنار هم نگه داشتن لبه‌‌هاي بريدگي کم است که اين امر ممکن است ميزان کشش بافتي در حيوانات بزرگ‌تر، مشکلاتي را به همراه داشته باشد.

http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2009/July/17070902.asp

+ نوشته شده در  88/06/22ساعت 11:19  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

توليد بيني شيميايي با آرايه‌اي از نانوذرات و پليمرها

محققان دانشگاه ماساچوست آمهرست با استفاده از آرايه‌اي از نانوذرات و پليمرها ابزار جديد و موثري به نام «بيني شيميايي» براي تمايز ميان سلول‌هاي سالم و سرطاني و حتي ميان سلول‌هاي سرطاني جابه‌جاشونده و غيرجابه‌جاشونده توسعه داده‌اند. بنابرگفته وينست روتلو (شيمي‌دان) و جوزف جري (سرطان‌شناس) اين ابزار مي‌تواند تشخيص و درمان سرطان را متحول نمايد.

در حال حاضر تشخيص سرطان با استفاده از نشانگرهاي زيستي سطح سلول به نام راهکار «قفل و کليد» شناخته مي‌شود. يکي از اشکالات اين روش اين است که نياز به دانش قبلي در مورد نشانگر زيستي وجود دارد. به علاوه، بنابر گفته روتلو، نشانگرهاي زيستي سطح سلول‌هاي سرطاني همان نشانگرهايي هستند که در سطح سلول‌هاي معمولي نيز وجود دارند و تنها تفاوت بسيار کمي در غلظت آنها وجود دارد؛ اين تفاوت آنقدر کم است که تشخيص آن را بسيار دشوار مي‌سازد. او مي‌گويد: «اغلب سيگنال مشخصي که حاکي از وجود سرطان باشد، دريافت نمي‌کنيد. تفاوت موجود بسيار ناچيز است».

وي مي‌افزايد: «در اين روش از آرايه‌اي از حسگرها نه تنها براي تشخيص انواع شناخته شده سرطان، بلکه براي شناسايي سلول‌هاي غيرعادي ناشناخته استفاده مي‌شود. اين بدين معناست که اين بيني شيميايي به سادگي به ما مي‌گويد که اشکالي وجود دارد». به علاوه مي‌توان اين بيني را به نحوي طراحي کرد که وجود سرطان‌هاي بسيار خطرناک را که تشخيص زودهنگام آنها از اهميت بالايي برخوردار است، به اطلاع پزشک برساند.

در آزمايشاتي که روي چهار نوع مختلف سرطان انساني (گردن، کبد، بيضه و پستان)، سه نوع سرطان جابه‌جا شونده پستان و سلول‌هاي سالم صورت گرفت، اين روش جديد نه تنها توانست حضور سلول‌هاي سرطاني را در نمونه مورد نظر شناسايي کند، بلکه سرطان جابه‌شونده را از سرطان اوليه تشخيص داد.
 

گروه تحقيقاتي روتلو به همراه محققاني از موسسه فناوري جورجيا اين سامانه تشخيصي جديد را با ترکيب سه نوع نانوذره طلا به همراه پليمري به نام PPE (پارافنيلن اتينيلن) توليد کردند. اين سه نوع نانوذره طلا تمايل ويژه‌اي به سطح سلول‌هاي غيرعادي شيميايي از خود نشان مي‌دهند. پليمر PPE همانند يک چراغ نشانگر عمل کرده و زماني که از سطح نانوذرات جدا مي‌شود، از خود نور فلورسانس متصاعد مي‌کند.

محققان با افزودن PPE متصل شده به نانوذرات به سلول‌هاي انساني کشت شده در يک محيط کشت سلولي، توانستند پديده‌اي به نام «پيوند رقابتي» را القا نمايند. نانوذرات به سطح سلول‌ها متصل شده و اين امر موجب جدا شدن PPE از سطح نانوذرات مي‌شود. بدين ترتيب خاصيت فلورسانسي PPE فعالي شده و اين پليمر شروع به نشر نور مي‌کند. سپس سلول‌ها با استفاده از الگوهايي که توسط سامانه‌هاي مختلف PPE-ذره توليد شده‌اند، شناسايي مي‌شوند. اين فرايند دقيقاً شبيه کاري است که در بيني انسان توسط گيرنده‌هاي شيميايي مختلف صورت مي‌گيرد. به همين دليل نام اين آرايه حسگري را «بيني شيميايي» گذاشته‌اند.

http://www.nanowerk.com/news/newsid=11293.php

+ نوشته شده در  88/06/17ساعت 1:39  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

تشخيص ميزان انتشار سلول‌هاي سرطاني با نانولوله کربني

وجود اولين سلول‌هاي سرطاني در غدد لنفاوي مجاور، از علائم اوليه‌ي انتشار سلول‌هاي سرطاني در ابتلا به سرطان سينه است. براي تشخيص سرطان مي‌‌توان از نزديک‌‌ترين غدد لنفاوي نمونه‌‌برداري کرد تا در صورت مثبت بودن نتيجه، تمامي غدد لنفاوي زير بغل را خارج کرد. ويژگي اين روش آن است که در صورت منفي بودن نمونه‌‌‌برداري، ديگر نيازي به انجام عمل جراحي نيست.

بي‌شك بيوپيسي سنتينل غده‌ي لنفاوي، نسبت به قطع و بيرون آوردن غده‌ي لنفاوي زير بغل قابل قبول‌تر است، اما معايبي دارد؛ مثلاً براي يافتن غده‌ي لنفاوي حاوي سلول سرطاني ماده‌ي ردياب راديواکتيو را ـ که پرتوي نور گاما را ساطع مي‌کند ـ به سينه تزريق مي‌کنند. در اين روش تضميني براي يافتن تمامي غدد داراي سلول سرطاني وجود ندارد و ممکن است مشکلاتي را به همراه داشته باشد كه از آن جمله مي‌توان به اين مورد اشاره كرد كه بيماران و احتمالاً درمانگران در معرض تابش پرتوهاي يونيزه‌شده خواهند بود.

بر اساس تحقيقات محققان در دانشگاه واشينگتن در سن لوئيس و دانشگاه دولتي نيويورک، تصويربرداري فتوآکوستيک با استفاده از واسطه‌ي کنتراستي از جنس نانولوله‌ي كربني تک‌ديواره‌ به جاي روش بيوپسي سنتينل غده‌ي لنفاوي مورد استفاده قرار گرفته‌است. آزمايش‌هاي انجام‌شده در خارج از بدن موجود زنده نشان داده‌است که از طريق تصويربرداري فتوآکوستيک با نانولوله‌ي كربني تک‌ديواره، مي‌توان غدد لنفاوي حاوي سلول سرطاني را تشخيص داد. در اين روش با افزودن گروه‌هاي وظيفه‌مند به نانولوله‌هاي كربني تک‌ديواره مي‌توان امکان مشاهده‌ي علايم سرطان را نيز در تصويربرداري فراهم کرد.

اساس تصويربرداري فتوآکوستيک تبديل انرژي نوراني به انرژي گرمايي در هنگام بمباران بافت‌هاي زيست‌شناختي با پالس‌هاي ليزري است. گرم کردن موضعي بافت باعث انبساط ترموالاستيک و ايجاد امواج فشاري مي‌شود که در صورت ايجاد اختلاف بين سيگنال فتوآکوستيک و ساختارهاي هدف، همچنين ديگر اجزاي بافتي تصاوير اولتراسوند تشکيل مي‌شوند.

پروفسور وانگ لي هونگ (همکار پروژه در آزمايشگاه تصويربرداري نوري دانشگاه واشينگتون) گفت: «ويژگي جذب نور نانولوله‌هاي كربني تك‌ديواره‌ سبب شد تا از آنها به‌عنوان واسطه‌هاي کنتراست فتوآکوستيکي استفاده کنيم. وجود طيف وسيع جذب نور نانولوله‌هاي كربني تک‌‌ديواره نيز کمک کرد تا بتوانيم از آنها به‌عنوان واسطه‌هاي کنتراست در منطقه‌ي قابل رؤيت و نزديک به زير قرمز استفاده نماييم. اين نانولوله‌ها به‌سادگي وظيفه‌مند مي‌شوند تا بيومارکرها را براي تصويربرداري فتوآکوستيک مولکولي نشانه روند.»

ذرات اپتيکي
بر اساس نظر پروفسور وانگ، فاصله‌ي متوسط موجود ميان غدد لنفاوي سينتينل و سينه تقريباً 12 ميلي‌متر است، تصويربرداري در اين عمق به نور نزديک به زير قرمز نياز دارد، بنابراين هر واسطه‌ي کنتراست در اين باند فرکانسي جذب مي‌شود. اندازه‌ي ذرات مورد استفاده به‌عنوان واسطه‌هاي کنتراست بسيار بااهميت است، همچنين بايد زمان حمل به غده‌ي لنفاوي حاوي سلول سرطاني نسبتاً کوتاه و اين در حالي است كه ميزان آشکارسازي بايد سريع باشد.

در آزمايش‌هاي فانتوم ـ که در آنها از بافت جوجه براي شبيه‌سازي سينه انسان استفاده شده‌است ـ منبع نوري با طول موج 793 نانومتر براي دريافت سيگنال فتوآکوستيک از نانولوله‌هاي تک‌ديواره‌اي کربني در عمق بيش از 20 نانومتر به کار گرفته شد. در اين حالت نانولوله‌ي مورد استفاده در زير بافت با کمک تصاوير اولتراسوند به‌وضوح مشاهده شد.

از اين روش در خارج از بدن موجود زنده روي موش‌هاي صحرايي نيز استفاده شده‌است. تصاوير غدد لنفاوي حاوي سلول سرطاني به دست‌آمده در فواصل زماني 25-30 دقيقه بعد از تزريق نانولوله‌هاي کربني تک‌ديواره داراي کنتراست بالايي بودند كه وضوح تصويري خوبي هم داشتند. قدرت سيگنال فتوآکوستيک دريافتي از نانولوله‌هاي كربني تک‌ديواره همچنين در هنگام استفاده از ليزر تنظيم‌شده در طول موج هاي مختلف نزديک به زيرقرمز (740-820 نانومتر) حفظ شد.

پروفسور وانگ بيان داشت: «پس از گذشت دقايقي از زمان تزريق، نانولوله‌هاي كربني تک‌ديواره در زمان کوتاهي در غده‌ي لنفاوي انباشته شدند و ما توانستيم در تصوير فتوآکوستيک غده را مشاهده کنيم. مدت زمان مشاهده با توجه اينکه نانولوله‌هاي كربني تک‌ديواره چندين ساعت در غده باقي ماندند، زياد بود.»

بر اساس گفته‌هاي پروفسور وانگ در وب‌سايت مديکال فيزيک، زيست‌سازگاري نانولوله‌هاي كربني تک‌ديواره در خارج از محيط بدن بايد قبل از هر گونه استفاده‌ي کلينيکي مورد بررسي قرار گيرد، همچنين تصويربرداري همزمان ممکن است براي کاربردهاي کلينيکي مورد نياز باشد.

پروفسور وانگ در پايان افزود: « هم‌اكنون اين سيستم تصويربرداري به‌دليل پايين بودن سرعت تجسس، محدوديت دارد و اميد مي‌رود بتوان با استفاده از ليزر داراي قابليت فرکانس تکرار، پالس قوي‌تر و يک سيستم آرايه‌اي اولتراسوند جمع‌آوري داده‌ها را سرعت بخشيد و با اين كار امکان انجام تصويربرداري فتوآکوستيک در زمان واقعي را فراهم نماييم.»

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/39493

+ نوشته شده در  88/06/16ساعت 11:55  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

تصويربرداري از پلاک‌هاي تصلب شرايين

محققان مرکز ابررسانايي تگزاس واقع در دانشگاه هوستون يک روش تصويربرداري مغناطيسي جديد براي شناسايي و تعيين مشخصات پلاک‌هاي شرياني توسعه داده‌اند. اين روش بر زمان استراحت نانوذرات مغناطيسي در يک ميدان مغناطيسي (پس از نظم‌دهي به آنها با استفاده از پالس‌هاي کوتاه مغناطيسي) استوار است.

اُدريوس برازديکيس و همکارانش از يک SQUID (ابزار تداخل کوانتومي ابررسانا) براي اندازه‌گيري دقيق چگونگي استراحت نانوذرات مغناطيسي اکسيد آهن در يک ميدان مغناطيسي به شدت چند صد ميکروتسلا پس از نظم‌دهي به آنها با استفاده از پالس‌هاي مغناطيسي به شدت 2 ميلي تسلا به مدت يک ثانيه استفاده کردند. اين روش بر اين واقعيت استوار است که نانوذرات مغناطيسي در يک ميدان مغناطيسي مشخص، سريع‌تر از زماني که هيچ ميداني وجود ندارد، به حالت استراحت مي‌رسند. اين محققان با نقشه‌برداري از چگونگي زوال خاصيت مغناطيسي اين نانوذرات توانستند به طور مستقيم از آنها تصويربرداري کنند.

با وجودي که قبلاً اين روش پيشنهاد شده بود، اما کاربرد آن به دو بعد محدود بوده و تفکيک‌پذيري فضايي آن بسيار پايين بود. روش توسعه يافته توسط برازديکيس و همکارانش اينگونه نبوده و به اندازه‌ي سيم‌پيچ مورد استفاده و يا فاصله ميان نمونه و حسگر بستگي ندارد.

دُز پايين نانوذرات
فعاليت بيوالکتريکي قلب روي تصاوير به دست آمده از روش استراحت مغناطيسي تأثيري ندارد و بنابراين مي‌توان از اين روش براي تشخيص و تعيين مشخصات پلاک‌هاي تصلب شرايين بهره برد. همچنين چون از هيچ نوع تابشي در اين روش استفاده نمي‌شود، دُز ذرات مغناطيسي به کار رفته مي‌تواند چندين برابر کمتر از سطح تحمل بدن انسان باشد.

سوباسيس سارانگي، پژوهشگر اصلي اين کار تحقيقاتي مي‌گويد: «اين روش نه تنها براي تصويربرداري مستقيم از نانوذرات مغناطيسي با استفاده از اندازه‌گيري جريان مغناطيسي در يک گراديان مغناطيسي ثابت (پس از رسيدن به حالت اشباع) مفيد است، بلکه قابليت تشخيص برچسب‌هاي مغناطيسي پيونديافته و پيوندنيافته را داراست. اين قابليت بدين معناست که مي‌توان از اين روش براي گرفتن تصاوير با تفکيک‌پذيري بالا از برهمکنش‌هاي مولکولي درون‌تني (با استفاده از نانوذرات مغناطيسي عامل‌دار) بهره برد.

حال اين گروه تحقيقاتي اميدوار است که بتواند با استفاده از آرايه‌اي از سيم‌پيچ‌ها روي SQUID و بهره‌گيري از روش‌هاي تصويربرداري کدگذاري پيشرفته حساسيت (SENSE) امکان تصويربرداري موازي را ايجاد نمايد. بدين ترتيب بدون اينکه نسبت سيگنال به نويز افزايش يابد، زمان تصويربرداري کاهش مي‌يابد.

نتايج اين کار تحقيقاتي در Journal of Applied Physics منتشر شده است.

p://nanotechweb.org/cws/article/tech/39240

+ نوشته شده در  88/06/03ساعت 11:5  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

روش جديد پوشش‌‌‌‌دهي ايمپلنت

پروفسور نوآم الياز (يک محقق از دانشکدۀ مهندسي مکانيک دانشگاه تل‌‌‌‌آويو) موفق به ابداع يك فرايند الکتروشيميايي براي پوشش‌‌‌‌دهي ايمپلنت‌‌‌‌هاي فلزي شده‌است که به ميزان چشمگيري قابليت عملکرد، طول عمر و سازگاري آنها را در درون بدن ارتقا مي‌‌‌‌دهد.


اين روش جديد مي‌‌‌‌تواند به ميزان زيادي زندگي افرادي را که تحت جراحي‌‌‌‌هاي جايگزيني مفصل کلي پيچيده قرار گرفته‌‌‌‌اند، بهبود بخشد. به کمک اين کشف، آنها قادرند تا بهتر راه رفته، دويده و نهايتاً از رد شدن ايمپلنت به‌وسيله‌ي بدن خود جلوگيري کنند.

پروفسور الياز توضيح مي‌‌‌‌دهد: «شيمي، ساختار و ريخت‌‌‌‌شناسي سطحِ پوشش‌‌‌‌هاي جديد ما شبيه ماده‌ي زيستي است. ما قادر بوده‌‌‌‌ايم تا يکپارچگي پوشش با بافت معدني‌‌‌‌شده‌ي بدن را ارتقا داده، به اين شکل به افراد بيشتري اجازه دهيم تا ايمپلنت‌‌‌‌ها را بپذيرند.» پوشش‌‌‌‌دهي جديد وي منجر به يک کاهش 33 درصدي در ميزان شکست مواد يا لايه‌‌‌‌لايه‌‌‌‌شدگي در اين ايمپلنت‌‌‌‌ها شده‌است.

پروفسور الياز يافته‌‌‌‌هاي خود را در دويست و پانزدهمين اجلاس جامعه‌ي الکتروشيميايي ـ که در مي 2009 در سان فرانسيسکو برگزار شد ـ ارائه کرد. جراحان امروزي مي‌‌‌‌توانند مفاصل را در بدن انسان و با استفاده از آن دسته از ساختارهاي فلزي‌‌‌‌ که در بدن جايگذاري شده‌‌‌‌اند (ايمپلنت‌‌‌‌ها)، بازسازي کنند. اين ايمپلنت‌‌‌‌ها جايگزين مفاصل طبيعي مي‌‌‌‌گردند. به‌منظور يکپارچگي بهتر عضو جديد با استخوان مجاور، اغلب ايمپلنت‌‌‌‌ها را با هيدروکسياپاتيت مصنوعي پوشش مي‌‌‌‌دهند. اين ماده شبيه ماده‌ي اصلي غيرآلي سازنده‌ي مينا، عاج دندان و استخوان مهره است. پيشرفت‌‌‌‌ پروفسور الياز در روش به‌کارگيري اين پوشش است نه در عناصر مورد استفاده در پوشش. وي و گروهش به جاي روش پلاسما ـ پاشش سنتي، روشي را ابداع کرده‌‌‌‌اند تا هيدروکسياپاتيت مصنوعي را به‌صورت الکتروشيميايي رسوب‌‌‌‌دهي کنند. در اين روش به جاي پلاسماـ پاششِ پوشش بر روي فلز، ايمپلنت فلزي در درون يک حمام از محلول الکتروليت قرار داده مي‌‌‌‌شود. در اين زمان، يک جريان الکتريکي نيز اعمال مي‌‌‌‌گردد.

بنا به اظهارات پروفسور الياز، وجود يک پوشش خوب براي پايداري ايمپلنت در ميان استخوان‌‌‌‌هاي مجاور، ضروري است. از آنجا که استخوان‌‌‌‌هاي انساني به‌صورت طبيعي داراي آپاتيت هستند، پوشش‌‌‌‌دهي ايمپلنت با يک گونه‌ي مصنوعي به بدن اجازه مي‌‌‌‌دهد تا ايمپلنت را همانند يک استخوان واقعي بپذيرد. اين امر علاوه بر تثبيت ايمپلنت، مانع از تراوش مواد سمي از فلزِ ايمپلنت به درون جريان خون مي‌‌‌‌گردد. پروفسور الياز کشف کرده که روش پوشش‌‌‌‌دهي وي مانع از ظهور معايب روش پلاسما ـ پاشش مي‌‌‌‌گردد. فرايند الکتروشيميايي مذکور، به هيدروکسياپاتيت مصنوعي اين امکان را مي‌‌‌‌دهد تا رفتار ماده‌ي طبيعي را به شکلي دقيق‌‌‌‌تر تقليد کند.

نسل بعدي پوشش، شامل نانوذراتي براي تقويت پوشش مي‌شود، همچنين فرايند جديد اين قابليت را دارد تا مواد زيستي يا داروها را در حين انجام پوشش‌‌‌‌دهي، به پوشش اضافه نمايد. پروفسور الياز اظهار داشت: «از آنجا که اين روش الکتروشيميايي در دماهاي پايين اجرا مي‌‌‌‌شود، مي‌‌‌‌توانيم مواد زيستي را اضافه کنيم، همچنين تقويت با نانوذرات، خصوصيات مکانيکي را ارتقا مي‌دهد و ممکن است پاسخ زيستي را بهبود بخشد و افزودن دارو نيز امكان خطر عفونتِ پس از جراحي را کاهش داده، حتي مي‌تواند رشد استخوان را تسريع نمايد.»

http://www.physorg.com/news165499519.html

+ نوشته شده در  88/05/26ساعت 12:58  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

استفاده از نانوذرات به‌عنوان تقويت‌كننده در چسب‌هاي دنداني

به‌تازگي در پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران، نانوذره‌اي سنتز شده است که مي‌توان از آن، به عنوان تقويت‌كننده در چسب‌هاي دنداني استفاده کرد. همچنين استفاده از اين نانوذره، خطر سميت ناشي از استفاده از ساير نانوذرات را ندارد.

پژوهشگران پژوهشگاه پليمر و پتروشيمي ايران بر اين باورند که با توجه به اتصال مستقيم سيستم چسباننده با عاج يا ميناي دندان، استفاده از نانوذرات هيدروكسي آپاتايت به عنوان تقويت‌كننده در سيستم‌هاي چسب دنداني، مناسب به‌نظر مي‌رسد.

همچنين برخي شواهد نشان مي‌دهند كه استفاده از نانوذرات هيدروكسي آپاتايت احتمالاً مي‌تواند باعث ترميم مجدد بخش از دست رفته دندان شود. عامل ديگري كه استفاده از نانوذرات هيدروكسي آپاتايت را در سيستم‌هاي اتصال‌دهنده عاجي مناسب مي‌سازد، امكان نفوذ نانوذرات به داخل توبول‌هاي عاجي و در نتيجه، افزايش اتصال ريزمكانيكي است. استفاده از اين نانوذرات در سيستم‌هاي چسب دنداني، علاوه بر افزايش در استحكام اتصال به دندان، مي‌تواند باعث كاهش خطر سميت در اثر استفاده از ساير نانوذرات شود.

مهندس مهدي سادات شجاعي در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو گفت: «دو ويژگي مهم نانوذرات هيدوركسي آپاتايت براي استفاده در چسب‌هاي دنداني، درجه بلورينگي و پايداري كلوئيدي آنهاست. با افزايش درجه بلورينگي، خواص استحكام‌بخشي نانوذرات افزايش مي‌يابد. پايداري كلوئيدي بالاي نانوذرات نيز براي سهولت كار كردن با چسب دنداني به‌وسيلۀ دندانپزشك ضروري است».

مهندس سادات شجاعي افزود: «به اين منظور، در اين تحقيق، از دو فرايند كاملاً متفاوت و ابتكاري اصلاح حلالي و هيدروترمال براي سنتز نانوذرات هيدروكسي آپاتايت استفاده کرديم. در روش اصلاح حلالي، ابتدا محلول‌هاي با غلظت مشخص از كلسيم نيترات چهار آبه و آمونيوم فسفات تهيه کرده و مقدار مشخصي هگزان نرمال و پنتانول نرمال و CTAB و محلول نيترات کلسيم چهار آبه با يكديگر مخلوط کرديم. سوسپانسيون حاصل را به شدت هم زده و تحت امواج التراسونيك قرار داديم تا محلول شفافي حاصل گردد. سپس مقدار مشخصي سورفكتانت خنثي و مقدار مشخصي از محلول آمونيوم فسفات را به صورت قطره قطره اضافه کرده و تغييرات pH را با استفاده از محلول آمونياك تنظيم نموديم. در پايان، براي جدا كردن قالب و كلسينه كردن نمونه، محصول را در دماي 600 درجه سانتیگراد براي مدت دو ساعت تحت حرارت قرار داديم. در روش هيدروترمال بر خلاف روش قبل از آب به جاي حلال آلي استفاده مي‌شود. همچنين مواد فعال سطحي نيز حذف مي‌گردند. در اين روش، بعد از پايان واكنش، سوسپانسيون حاصله وارد راكتور شده و در دماي 200 درجه سلسيوس به مدت 60 ساعت تحت اصلاح هيدروترمالي قرار مي‌گيرد».

نتايج نشان دادند که نانوذرات سنتز شده در روش هيدروترمال بدون نياز به انجام اصلاح سطحي داراي پايداري كلوئيدي و درجه بلورينگي بالاتري نسبت به روش اصلاح حلالي هستند.

طرح فوق که در ادامه كار تحقيقاتي دكتر محمد عطايي و با همکاري دكتر عزيزالله نودهي انجام شده، در مجله Journal of the Iranian Chemical Society (جلد6، صفحات 392-386، سال 2009) منتشر شده است.

 ستاد ويژه توسعه فناوري‌نانو

+ نوشته شده در  88/05/26ساعت 12:55  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

Cellular toxicity of titanium dioxide nanotubes and nanowires

Posted: July 27, 2009

(Nanowerk Spotlight) One of the complications of nanotoxicology is that the toxicity of a specific nanomaterial cannot be predicted from the toxicity of the same material in a different form. For instance, while the toxicity of inert systems such as iron oxides, gold, or silver has been investigated for nearly isotropic particles (i.e., with a low aspect ratio), the toxicity of these materials in nanofilament form cannot be predicted from their known toxicity as nanoparticles. Fully understanding the toxic mechanisms of nanoscale materials is an essential prerequisite in being able to design harmless nanomaterials whose interactions with biological cells is non-lethal.

Currently, a lot of nanotoxicological research effort is focused on carbon nanotubes, but nanofilaments are not exclusively based on carbon materials and can be produced from many inorganic materials in the form of nanotubes and nanowires. Applying the 'precautionary principle' to nanotechnology would require much more extensive nanotoxicological research on all types of nanomaterials; and there seems to be a particular lack of findings concerning non-carbon nanofilaments. Researchers in Switzerland have now taken a closer look at the fate of titanium dioxide (TiO2) based nanofilaments in the body. Their results are cause for concern.

"TiO2 nanoparticles are widely used as UV blockers in sunscreens" says Arnaud Magrez. "Their cytotoxicity has been tested before and they were found to be rather non-toxic. Our new study shows that TiO2 based nanofilaments, however, can be quite toxic. The geometry of nanoparticles appears to play a crucial role in cytotoxicity. Furthermore, the toxicity can be enhanced by the presence of defects on the nanofilament surface, resulting from chemical treatment."

These new findings clearly demonstrated that the presence of TiO2 nanofilaments (synthesized by hydrothermal treatment from anatase and highly concentrated NaOH solution) had a strong dose-dependent effect on cell proliferation and cell death. Nanofilament internalization and alterations in cell morphology were observed. Acid treatment performed to substitute Na+ with H+ in the nanofilaments strongly enhanced the cytotoxic action.

Magrez, a researcher at the NN Research Group (Laboratoire de nanostructures et nouveaux matériaux électroniques) at the Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in Switzerland, is first author of a recent paper in ACS Nano ("Cellular Toxicity of TiO2-Based Nanofilaments"). In this work, Magrez and colleagues from his group as well as the University of Fribourg, studied the cellular toxicity of TiO2-based nanofilaments in relation to their morphology and surface chemistry.

Transmission Electron micrograph of TiO2-based nanowires
Transmission Electron micrograph of TiO2-based nanowires. (a) Irreversible injuries and several morphological alterations of H596 epithelial cells can be observed after 2 days exposure with TiO2-based nanofibers (concentration is 2µg per ml). TiO2-based Nanofibers appear as golden wires (b). (Image: Arnaud Magrez, EPFL)

Apart from wide-spread use of TiO2 nanoparticles, large-scale arrays of TiO2-based nanofilaments (including nanotubes and nanowires) are already being used in photovoltaic cells and in photoelectrolyzer for the production of hydrogen by water splitting.

The surface cells of the airways, including the epithelial cells of the lungs, are the first cell type to encounter TiO2-based nanofilaments released into the environment. Therefore the Swiss researchers decided to investigate the acute cytotoxicity of different TiO2-based nanofilaments on lung cells in vitro. In their experiments they evaluated the cytotoxic effect of the TiO2-based nanofilaments by the widely established MTT assay performed with H596 human lung tumor cells.

Because the MTT assay measures the combined effects of cell proliferation and metabolic activity of cells and was reported to be prone to artifacts under certain experimental conditions, the EPFL team also validated their results by directly counting the number of surviving cells from microphotographs. Magrez says that, in comparison to untreated cells, both the MTT signals and number of cells were decreased in all nanomaterial-treated samples and the two methods – MTT assay and cell counting – yielded essentially identical results.

Morphology of H596 lung carcinoma cells exposed to TiO2-based nanofilaments
Morphology of H596 lung carcinoma cells exposed to TiO2-based nanofilaments. Cells were treated for 4 days with 2 µg/mL TiO2 nanotubes, fixed and HE-stained. (a) Nanofilaments inside the cells have needle-like structures often concentrated around the enlarged nucleus (arrows), and even thinner nanofilaments are found within the nucleus (arrowheads). (b) In some giant cells, the nuclei are strongly lobulated or possibly fragmented, and the nanofilaments are localized between the lobules (arrows). In (a) and (b), a weaker staining of the nuclei was chosen to better visualize the intranuclear nanotubes. (c) Besides larger fibers (arrow), nanofilaments are also present in the form of small dark particles (arrowheads). Scale bar: 20 µm. (Reprinted with permission from American Chemical Society)

The researchers found that geometry of the nanomaterials appears to play a role, surface chemistry was the most important aspect in determining the survival of exposed cells.

"The importance of surface chemistry had already been observed in a previous report on carbon-based nanomaterials," says Magrez. "Even though multiwalled carbon nanotubes have comparable diameter and length as TiO2 nanofilaments, their toxicity is markedly different. Thus, the chemical composition of nanomaterials also appears to have an effect on cell survival. Whether the toxicity determined in this acute model will also translate to models of chronic toxicity or even tumor development (lung carcinoma or mesotheliomas) needs to be addressed in future studies."

By Michael Berger. Copyright 2009 Nanowerk LLC

http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=11851.php

+ نوشته شده در  88/05/26ساعت 1:5  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

DNA-encasing increases carbon nanotubes' tumor killing power

Posted: August 13, 2009

(Nanowerk Spotlight) Various forms of hyperthermia – a form of cancer treatment with elevated temperature in the range of 41-45°C – have been intensively developed for the past few decades to provide cancer clinics with more effective and advanced cancer therapy techniques. The recent use of nanomaterials has shown promising for developing more effective hyperthermia agents (read more: Self-heating nanoparticles as tumor-destroying hyperthermia agents).

While most nanomedical hyperthermia research is conducted with various nanoparticles, carbon nanotubes are also of interest in these thermal ablation applications. So far, however, the utility of carbon nanotubes for in vivo use has been limited by self-association – i.e. they stick to each other. A new study has now demonstrated that DNA-encasement of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) results in well-dispersed, single MWCNTs that are soluble in water and that display enhanced heat production efficiency relative to non-DNA-encased MWCNTs.

"We showed that single-stranded DNA efficiently solubilizes multi-walled carbon nanotubes," William H. Gmeiner, a professor in the Department of Cancer Biology at Wake Forest University, tells Nanowerk. "Further, the DNA-encasement of the MWCNTs actually increased the amount of heat produced upon irradiation of the nanotubes with near-infrared light. Importantly, we were able to show that the heat produced by the DNA-encased MWCNTs was sufficient to selectively and completely eradicate a tumor mass without causing any significant toxicity to surrounding tissue."

DNA-encased maulti-walled carbon nanotubes (right)
SEM images for (left) non-DNA-encased MWCNTs and (right) DNA-encased MWCNTs. Upon DNA-encasement, the MWCNTs are well-dispersed with few aggregates observed. (Reprinted with permission from American Chemical Society)

Gmeiner explains that DNA-encasement has been used previously with single-walled nanotubes (see: "Carbon nanotubes as multifunctional biological transporters and near-infrared agents for selective cancer cell destruction") and that it was shown that they may be excited upon irradiation with near-infrared light (nIR) to release heat sufficient to kill cancer cells in tissue culture. MWCNTs, though, have a larger diameter than SWCNTs and it was not known how well this strategy would work for them. It was also not known if DNA-encasement would inhibit the thermal ablative properties of MWCNTs.

The Wake Forest team has now shown that it is possible to prepare DNA-encased MWCNTs and quantify the production of heat upon nIR irradiation. Their findings also indicate that control of these parameters – power and time – can be exercised to provide the desired selectivity of cell kill without damaging surrounding normal tissue.

Reporting their findings in the August 5, 2009 online edition of ACS Nano ("Increased Heating Efficiency and Selective Thermal Ablation of Malignant Tissue with DNA-Encased Multiwalled Carbon Nanotubes"), Gmeiner and his team also demonstrate that the conversion of nIR irradiation to heat by DNA-encased MWCNTs is linear with respect to both power and time.

Gmeiner explains that modest temperature increases of 3-5°C are sufficient to cause protein denaturation and subsequently cell death. "Our present study demonstrates that DNA-encasement of multi-walled carbon nanotubes increases heat production 2- to 3-fold relative to non-DNA-encased MWCNTs" he says. "This increased efficiency in heat production occurs over a wide range of MWCNT concentrations and irradiation times and a moderate range of power levels. Importantly, the time-dependent increase in temperature for both DNA- encased MWCNTs and non-DNA-encased MWCNTs was linear under all conditions that we evaluated."

Since their SEM and AFM images clearly show that the DNA-encased MWCNTs are well-dispersed – in contrast to the non-encased nanotubes that tend to lump together – the researchers assume that decreased aggregation is the likely origin of the increased heating from DNA-encased MWCNTs relative to non-DNA-encased MWCNTs.

This increased heating efficiency means that effective hyperthermia treatments could be developed using a lower concentration of carbon nanotubes – a positive development given the toxicity concerns surrounding the medical use of carbon nanotubes. Control of the power/time parameters also mean that, for a given MWCNT concentration, the required laser power could be decreased by increasing the irradiation time producing the same amount of heat while reducing damage to normal surrounding tissue in vivo.

By Michael Berger. Copyright 2009 Nanowerk LLC

http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=12136.php

+ نوشته شده در  88/05/26ساعت 1:3  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

جداسازي انواع مختلف نانولوله‌ها از همديگر

محققان دانشگاه ليهاي، در آمريکا، با پيچاندن رشته‌هاي کوتاه DNA دور نانولوله‌هاي کربني توانسته‌اند 12 نوع از رايج‌ترين نانولوله‌ها را از مخلوط‌هايي که هنگام توليد نانولوله‌ها به ناچار تشکيل مي‌شوند؛ جداسازي کنند. اين روش پيچاندن رشته‌هاي DNA بسيار وابسته به توالي DNA است.

خواص الکتريکي و فيزيکي نانولوله‌ها بسيار به اندازه و ساختارشان وابسته مي‌باشد، بنابراين جداسازي اين مخلوط‌ها مي‌تواند منجر به افزاره‌هاي بسيار مؤثرِ مبتني بر نانولوله‌ها و حتي روش‌هاي ساخت انواع ويژه‌اي از نانولوله‌ها شود.

مينگ زنگ و آناند زاگوتا از دانشگاه ليهاي، موقعي توانستند اين روش را ابداع کنند که متوجه شدند توالي‌هاي معين رشته‌هاي DNA مي‌توانند به صورت انتخابي دور لوله‌هايي با ساختار و اندازه‌ي ويژه بپيچند.
 
هر توالي DNA دور يک نانولوله‌ي خاص مي‌پيچد.

زنگ مي‌گويد: اين يک پيشرفت بزرگ در جداسازي و مرتب‌سازي نانولوله‌ها است. هيچ کدام از روش‌هاي جداسازي کنوني نمي‌توانند به اين سطح از جداسازي برسند. با روش‌هاي موجود فقط مي‌توان يک يا دو نوع نانولوله خاص را از يک مخلوط جدا کرد، اما ما نشان داده‌ايم که با اين روش مي‌توان همه انواع اصلي نانولوله‌ها را از يک مخلوط جدا کرد.

زنجيره‌هاي DNA که اين محققان استفاده کرده‌اند از 8 تا 30 رشته‌ي طويل و تکراري معينِ بازي تشکيل شده‌اند. اين رشته‌ها نيز از دو تا چهار باز تشکيل شده‌اند که به صورت نرمال شامل يک باز پيورين منفرد (A يا G) و يک يا بيشتر باز پيريميدين(C يا T) مي‌باشند. زنگ توضيح مي‌دهد متاسفانه هيچ رابطه‌اي قابل پيش‌بيني بين اين توالي‌ها و نانولوله‌هاييي که به صورت انتخابي با آنها پيوند مي‌دهند؛ وجود ندارد.

او ادامه مي‌دهد که ما هنوز تصور روشني از مکانيزم اين سيستم‌هاي جداسازي نداريم، اما توالي‌هاي متفاوت DNA دور نانولوله‌هايي با ساختار‌هاي مختلف مي‌پيچند و اين امکان جداسازي انواع مختلف نانولوله‌ها را از يک مخلوط فراهم مي‌کند.

اين محققان نتايج خود را در مجله‌ي Nature منتشر کرده‌اند.

http://www.nanowerk.com/news/newsid=11577.php

+ نوشته شده در  88/05/26ساعت 0:38  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

روش ميکروسکوپي جديد براي‌ شناسايي تک‌مولکول‌ها

استفاده از روش طيف‌نگاري SERS (پراکندگي رامان افزايش سطحي) اين امکان را فراهم مي‌آورد كه با دقتي در حد تک‌مولکولي به آشکارسازي و مطالعه‌ي در جاي خواص زيست‌فيزيکي و زيست‌پزشکي سيستم‌هاي کمپلکس (مرکب) زيستي پرداخته شود؛ البته اين امر مستلزم آن است كه بتوان از موادي كه داراي سازگاري زيستي و غير سمي هستند و به‌وفور هم يافت مي‌شوند، به‌عنوان پايه‌اي استفاده كرد که زيست‌مولکول‌ها به آن متصل مي‌شوند.

گروه تحقيقاتي CNM Nanobio Interfaces آزمايشگاه ملي آرگون (Argonne) با همکاري جمعي از محققان دانشگاه کوئينزلند استراليا و دانشگاه نورث‌وسترن در بررسي‌هاي خود موفق به درك افزايش قابل توجهي (تقويت شديدي) در مدهاي فعال انتخابي رامان مربوط به مولکول‌هاي فعال زيستي ـ که به سطح نانوذرات TiO2چسبيده بودند ـ شدند.

به عقيده‌ي آنها چنين افزايشي در وضعيت طيف رامان اين مولکول‌ها، مستلزم كمپلكس انتقال بار است. در اين فرايند آنها به شواهدي دست يافتند كه بيانگر وجود ساز و کار الکترونيکي منحصربه‌فردي بود كه از آن جمله مي‌توان به انتقال بار از مولکول زيستي به اکسيد تيتانيوم كرد كه امر باعث ايجاد ضريب افزايش‌هاي بزرگ‌تري تا 1000 در محلول نانوذرات دي اکسيد تيتانيوم و زيست‌مولکول‌ها (مولکول‌هايي از قبيل دسته‌ي مهم انتقال‌دهنده‌هاي عصبي (نوروترنسميترها) مانند دوپامين و دوپاک) مي‌شود.

در اين روش به‌دليل جهت و نوع اتصال زيست‌مولکول‌ها و ماده‌ي پايه، تنها برخي از ارتعاشات تقويت مي‌شوند كه آن هم به‌صورت انتخاب‌شده است؛ لذا تمامي مدهاي تقويت‌شده با ارتعاشات نامتقارني مربوط به مولکول‌هاي متصل‌شده به ماده‌ي پايه همراه خواهند بود كه انرژي و شدت آنها به اندازه و شکل نانوذرات پايه (يعني نانوذرات TiO2 ) بستگي دارد. اين امر موجب پايين آمدن تقارن کمپلکس انتقال بار مي‌شود.

از سوي ديگر تجمع موضعي بار در اين ذرات 2 نانومتري که هنگام اتصال ذره و مولکول ـ که از طريق جابه‌جايي آبي (بلوشيفت) ايجاد مي‌شود ـ منجر به كاهش ميزان تقويت SERS مي‌شود، همچنين مشخص است كه هر چه غلظت مولکول‌هاي جذب‌شده کمتر باشد تقويت رامان بيشتري هم ايجاد مي‌شود كه اين امر به معناي دقت بالاي سيستم در آشکارسازي زيست‌مولکول‌هايي است که با نانوذرات اکسيد فلزي کمپلکس انتقال بار تشکيل مي‌دهند.

علاقه‌مندان براي آگاهي از جزئيات اين تحقيق مي‌توانند به مقاله‌اي با عنوان «تصوير‌برداريSERS نانوذرات نيمه‌رسانا (کامپوزيت‌هاي هيبريدي TiO2) ـ كه در شماره‌ي 13 آوريل 2009 مجله‌ي انجمن شيمي آمريکا (J. Am. Chem. Soc ) به چاپ رسيده‌است ـ مراجعه نمايند.

http://www.physorg.com/news159799998.html

+ نوشته شده در  88/05/25ساعت 9:46  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

نانوالياف هاله‌اي و تحول در صنعت داروسازي

پژوهشگران ايراني با توليد نانوالياف هاله‌اي عامل‌دار، تحول بزرگي در ساخت نانوالياف‌ با مورفولوژي‌هاي جديد ايجاد کردند. با توجه به کاربري بسيار اين مواد، اين موفقيت مي‌تواند زمينه‌ساز تغييري شگرف در صنايع مختلف خصوصاً صنايع داروسازي باشد.
علاقه به توليد اليافي با قطر بسيار کم، از مدت‌ها پيش مورد توجه پژوهشگران بوده است. با ظهور و بروز فناوري نانو، فرصت توليد نانوالياف (اليافي با قطر چند صد نانومتر) براي محققين فراهم گرديده است. نانوالياف را مي‌توان با روش‌هاي مختلفي توليد کرد که از ميان آنها، الکتروريسندگي يک روش ساده و ارزشمند محسوب مي‌شود. قابليت کنترل فرآيند، امکان تنظيم ترکيب درصد محصول توليدي و تهيه نانوالياف با مورفولوژي‌هاي گوناگون از جمله برتري‌هاي اين روش هستند. اين ويژگي‌ها و نتايج آن سبب شده که الياف توليدي حاصل از اين روش در حوزه‌هاي مختلفي همچون الکترونيک، انتقال دارو، حسگرهاي شيميايي، مهندسي بافت، فيلتراسيون و ... مورد استفاده قرار گيرند.
محمد مدني، محققي است که توانسته در يک تجربه پژوهشي، گروه جديدي از نانوالياف هاله‌اي عامل‌دار را توليد کند. وي در اين مورد گفت: «تهيه نانوالياف با مورفولوژي جديد از جايگاه مهمي در علوم تجربي و بويژه حوزه انتقال دارو برخوردار است. چرا که اين مواد داراي کاربردهاي جديد و پتانسيل‌هاي کاربري فراواني هستند».
وي در مورد چگونگي تهيه اين نانوالياف افزود: «نانوالياف سنتز شده در اين پژوهش از ترکيب پليمر PEO و درخت‌سان PAMAM بدست آمده‌اند. پلي‌اتيلن‌اکسيد PEO يک پليمر قابل کريستال شدن است و درخت‌سان PAMAM نيز قابليت تجمعي دارد. از سويي ديگر دي‌بلاک‌هاي PEO-PAMAM، در حالات مختلف (از جمله در حالت توده) از خود، جدايي فازي نشان مي‌دهد. بنابراين مي‌توان نتيجه گرفت که با استفاده از خاصيت تجمعي درخت‌سان PAMAM و خاصيت کريستال شدنPEO ، مي‌توان نانوالياف هاله‌دار را از الکتروريسندگي محلول PEO-PAMAM  تهيه کرد. در اين پژوهش ما ابتدا پلي‌اتيلن‌اکسيد را حل کرده و سپس درخت‌سان را به آن اضافه نموده‌ايم. در پايان نيز با استفاده از سيستم الکتروريسي، اين محلول را به نانوالياف هاله‌دار تبديل کرده‌ايم. با توجه به اينکه، اين نانوالياف با کمک يک درخت‌سان تهيه شده‌است، مي‌تواند با گروه‌هاي عاملي مختلف واکنش داده و پتانسيل کاربردهاي درخت‌سان پلي‌آميد و ‌آمين و کاربردهاي نانوالياف را به‌طور هم‌زمان دارا باشد».جزئيات اين پژوهش که به عنوان بخشي از پايان‌نامه محمد مدني و با راهنمايي دکتر ناصر شريفي سنجاني و رسول ايرجي‌راد انجام شده، در مجله Journal of AppliedPolymer Science (صفحات 3011–3005 ، سال 2009) منتشر گرديده است.

ستاد ويژه توسعه فناوري‌نانو

+ نوشته شده در  88/05/18ساعت 12:47  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

تشخيص زودهنگام سرطان

گروهي از پژوهشگران موسسه سرطان Winthrop P. Rockefeller در دانشگاه علوم پزشکي آرکانزاس براي اولين بار در حال انجام آزمايشات باليني تشخيص سرطان در مراحل اوليه خود هستند. هزينه اين کار تحقيقاتي توسط موسسه ملي سرطان (آمريکا) تأمين شده است.

دکتر ولاديمير ژاروف مدير آزمايشگاه‌هاي نانوپزشکي و ليزر کلاسيک فيليپس در دانشگاه علوم پزشکي آرکانزاس برنده کمک هزينه تحقيقاتي موسسه ملي سرطان به مبلغ کلي 5/1 ميليون دلار شده است که در عرض 5 سال به وي اعطا خواهد شد. او مي‌گويد: «تا جايي که ما مي‌دانيم، اين اولين کاربرد باليني فناوري مبتني بر نانوپزشکي در تشخيص غيرمخرب سلول‌هاي سرطاني منتشر شونده است. ما از دريافت اين جايزه بسيار هيجان‌زده هستيم و اين مبلغ گروه ما را که متشکل از پزشکان، مهندسان زيست‌پزشکي، زيست‌شناسان و بهترين سرطان‌شناسان دنياست، حمايت خواهد کرد تا تحقيقات خود را ادامه دهيم».

بر خلاف تحقيقات قبلي دکتر ژاروف که بر استفاده از نانوذرات سنتزي طلا براي هدفگيري سلول‌هاي سرطاني با قابليت جابه‌جايي بالا متمرکز بوده است، گروه وي در حال حاضر از مفهوم ديگري از نانوپزشکي که مبتني بر توليد طبيعي نانوذرات در سلول‌هاي زنده است، استفاده مي‌کند. خاصيت ذاتي اين نوع از نانوذرات کمک به تشخيص خطرناک‌ترين نوع سرطان بدخيم پوستي (ملانوما) است که در همان مراحل اوليه بيماري تا نقطه غيرقابل علاجي پيشرفت مي‌کند.

اين آزمايش باليني بر روشي پايه‌گذاري شده است که قبلاً توسط دکتر ژاروف و همکارش اِکاترينا گالانژا توسعه يافته و به نام photoacoustic flow cytometry درون‌تني شناخته مي‌شود. اين روش امکان شناسايي و شمارش انواع مختلفي از سلول‌ها از جمله سلول‌هاي سرطاني و سلول‌هاي سيستم ايمني بدن را به محققان مي‌دهد.

حدود 90 درصد از مرگ‌هاي مربوط به سرطان (مخصوص ملانوما) از جابه‌جايي سلول‌هاي سرطاني و ايجاد تومورهاي جديد در بافت‌هاي ديگر بدن نتيجه مي‌شوند. ژاروف و گالانژا ابتدا سطح بي‌خطري از انرژي ليزر را به دست بيمار مي‌تابانند. با کنترل دقيق نور ليزر تابيده شده، اين تابش در عمق بدن نفوذ کرده و سلول‌هاي ملانوماي حاوي نانوذرات ملانين را تا حدي گرم مي‌کند. انبساط سريع اين نانوذرات موجب ايجاد يک موج ماوراي صوت مي‌شود که از بدن خارج شده و توسط يک تقويت کننده ماوراي صوت دريافت مي‌شود. مطالعات اوليه نشان داده است که حساسيت اين روش بسيار بالا بوده و مي‌تواند يک سلول منفرد ملانوما را از ميان يک ميليارد سلول خوني شناسايي کند.

گالانژا مي‌گويد در صورت تشخيص زودهنگام سلول‌هاي سرطاني در جريان خون مي‌توان آنها را با استفاده از ليزر از بين برده و در نتيجه از گسترش سرطان جلوگيري کرد.

http://www.nanowerk.com/news/newsid=10853.php


+ نوشته شده در  88/05/17ساعت 15:14  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

ترکيب نانوذرات براي مقابله با سرطان

شيمي‌دان‌هاي کره‌اي يک نانوذره چندکاره توسعه داده‌اند که توانايي هدفگيري، تصويربرداري و درمان سلول‌هاي سرطاني را دارد. در اين روش درماني، تشخيص، درمان و نظارت دائمي بر پيشرفت سرطان به صورت همزمان صورت مي‌گيرد. با وجودي که ممکن است تا رسيدن اين فناوري به بازار چندين سال فاصله وجود داشته باشد، اين تحقيق يک پيشرفت عمده در پزشکي مبتني بر نانوذرات محسوب مي‌شود.جين وو چئون که همراه با تائي گوان پارک مسئوليت اين پژوهش را در دانشگاه يونسي در سئول کره جنوبي بر عهده داشته است، مي‌گويد: «ما نانوذره مغناطيسي جديدي توليد کرده‌ايم که مي‌تواند سلول‌هاي سرطاني را تشخيص داده و براي سلول‌هاي عادي بي‌ضرر باشد. اين ذره مي‌تواند به خوبي عوامل درماني را به سلول‌هاي سرطاني منتقل نموده و در عين حال قابليت بسيار بالايي براي استفاده در تصويربرداري نوري و MRI دارد».

 

اين ذره از چهار جزء اصلي تشکيل شده است. در مرکز آن يک ذره اکسيد آهن مغناطيسي قرار دارد که مي‌تواند به عنوان عامل وضوح تصوير در MRI عمل کند. جزء دوم که به سطح اين هسته مرکزي متصل مي‌شود، پپتيدي است که به integrin پيوند مي‌يابد.  Integrin گيرنده‌اي است که به مقدار زياد در سطح سلول‌هاي سرطاني يافت مي‌شود. وجود اين پپتيد در سطح نانوذره موجب مي‌شود که اين ذرات به سختي به سلول‌هاي هدف اتصال يابند.
جزء سوم پروتئيني است که siRNA نام دارد. siRNAها بخش‌هايي از RNA دورشته‌اي هستند که به نحوي طراحي مي‌شوند که به ژن‌هاي خاصي درون سلول سرطاني حمله کنند. اين پروتئين‌ها RNA پيام‌رسان (mRNA) را تکه تکه کرده و در نتيجه از توليد پروتئين‌هاي خاصي درون سلول سرطاني جلوگيري مي‌کنند. بدين ترتيب سلول سرطاني از رشد بازمي‌ماند.
جزء آخر يک مولکول رنگي آلي مزدوج است که امکان رديابي نانوذره را در طيف‌سنجي فلورسانس فراهم مي‌کند. اين امکان همراه با توانايي تشخيص نانوذرات توسط MRI محققان را قادر مي‌سازد پيشرفت بيماري را به دقت پيگيري کرده و ميزان موفقيت درمان را بررسي کنند.
اين ذره تاکنون تنها روي سلول‌هاي کشت شده آزمايش شده است، اما محققان بر اين باورند که قابليت بسيار بالايي براي موفقيت در تست‌هاي حيواني وجود دارد. چئون مي‌گويد: «بسياري از اجزاي اين نانوذره از مواد غيرسمي ساخته شده است، بنابراين اميدواريم که ذره توليدي ما زيست‌سازگاري بالايي داشته باشد. اگر همه چيز خوب پيش برود، حداقل 5 سال طول خواهد کشيد تا اين ذرات وارد بازار شوند».

http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2009/May/13050901.asp

+ نوشته شده در  88/05/17ساعت 15:10  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

رهايش آنتي‌بيوتيک‌ها با نانوذرات آئروسلي

رهايش آنتي‌بيوتيک‌ها با استفاده از نانوذرات آئروسلي مي‌تواند وسيله‌اي براي بهبود رسانش دارو و افزايش پذيرش دارو توسط بيماران بوده و در نتيجه شدت بيماري‌ها را کاهش داده، از فراگير شدن آنها جلوگيري کرده و حتي مقاومت آنتي‌بيوتيکي را نيز کم کند.

نشان داده شده است که رهايش آنتي‌بيوتيک‌ها با استفاده از نانوذرات يکي از نويدبخش‌ترين مکانيسم‌هاي رهايش دارويي است. اين امر به خصوص در مورد رهايش کنترل شده و تدريجي داروها در جهت کاهش دُز مصرفي مورد نياز براي به دست آوردن نتايج باليني مورد انتظار صادق است. تاکنون تأثير اين مکانيسم رهايشي به صورت مستقيم در مدل‌هاي عفوني يا در بيماران تأييد نشده است، اما بر اساس داده‌هاي جديدي که محققان به دست آورده‌اند، اين مکانيسم کاملاً نويدبخش به نظر مي‌رسد.

دکتر کارولين کانُن از دانشکده پزشکي دانشگاه واشينگتن و همکارانش از مرکز تحقيقات دارويي نقره در دانشگاه Akron در اُهايو تأثير آنتي‌بيوتيک‌هاي مبتني بر نقره کپسوله شده در نانوذرات را در درمان عفونت‌هاي ريوي ناشي از ذات‌الريه در موش مورد بررسي قرار دادند. انجام فرايند درماني با استفاده از اين نانوذرات حاوي آنتي‌بيوتيک تا حد زيادي عفونت‌هاي تنفسي ناشي از Pseudomona aeroginosa را در موش از بين برد. Pseudomona aeroginosa نوعي باکتري بسيار شايع است که موجب ايجاد عفونت در مجاري تنفسي انسان مي‌شود. اين نوع از عفونت ريوي در مورد بيماراني که سيستم ايمني آنها دچار اختلال شده است و همچنين بيماران مبتلا به Cystic Fibrosis، بسيار شايع است.

ميزان بقاي موش‌هاي مبتلا به عفونت که نانوذرات حاوي کمپلکس‌هاي کاربن نقره يا SCC (گروه جديدي از مواد ضدميکروبي با محدوده فعاليت وسيع) را تنفس کردند، نسبت به موش‌هاي گروه کنترل که نانوذرات بدون اين آنتي‌بيوتيک را به درون ريه‌هاي خود وارد نمودند، بسيار بالاتر بود. محتواي باکتري ريه‌ي موش‌هاي درمان شده و همچنين ميزان انتشار اين باکتري توسط آنها نيز نسبت به موش‌هاي گروه کنترل کاهش يافت. به علاوه تناوب زماني استفاده از اين نانوذرات يک بار در هر 24 ساعت است که باعث مي‌شود بيماران انساني به راحتي اين نوع از درمان را بپذيرند؛ قابل ذکر است که تناوب زماني استفاده از آنتي‌بيوتيک تنفسي P. aeruginosa دوبار در روز است.

دکتر کانُن مي‌گويد: «از ديدن اينکه صد در صد موش‌هاي درمان شده با نانوذرات حاوي SCC22 زنده ماندند، بسيار هيجانزده شديم، در حالي که براي رسيدن به همين نتيجه با SCC22 کپسوله نشده، بايد با دُز بالاتر و دوبار در روز موش‌ها را درمان مي‌کرديم. در عرض 72 ساعت تمام موش‌هاي گروه کنترل مردند، در حالي که تمام موش‌هايي که تنها دو بار نانوذرات حاوي SCC22 را با فاصله زماني 24 ساعت دريافت کرده بودند، زنده ماندند».

http://www.physorg.com/news161955592.html

+ نوشته شده در  88/05/13ساعت 10:34  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

ساخت ماهيچه‌هاي مصنوعي پرتوان

محققان دانشگاه تگزاس به‌وسيله‌ي جنگلي از نانولوله‌هاي کربني چند‌ديواره و تبديل آن به آئروژل‌هاي کربني، موفق به ساخت نوعي ماهيچه‌ي مصنوعي شدند. اين ماهيچه‌هاي مصنوعي پس از شارژ با بار الکتريکي، مي توانند ظرف چند ميلي‌‌ثانيه در دماي 80 تا 1900 کلوين خم شده، تا 220 درصد طول اوليه‌ي خود امتداد پيدا کنند. از اين ابزار مي‌‌توان در پزشکي، هوافضا و حتي در نسل آينده‌ي روبوت‌ها استفاده نمود.

نکته‌ِي جالب توجه در اين روش، رفتار دوگانه‌ي بي‌سابقه‌ي لاستيکي و الماس‌‌گونه در يک ماده است. اين نانولوله‌هاي کربني جنگل‌‌مانند با شدت 2m/s به ورقه‌هايي آئروژلي با چگالي تنها 1/5mg/cm3 (چيزي در حد چگالي هوا) و استحکامي بيش از فولاد تبديل مي‌‌شوند که در صورت اعمال بار الکتريکي همانند لاستيک کش مي‌‌‌آيند. مزيت اين دستگاه جديد نسبت به انواع مشابه قبلي آن، قابليت کاربرد آن در گستره‌ي دمايي وسيع و شدت انبساط و انقباض فوق‌‌العاده‌ي آن (حدود صدها برابر ماهيچه‌هاي طبيعي) است. اين ماهيچه‌هاي مصنوعي همچنين مي‌‌توانند نيرويي تا 30 برابر بيشتر از ماهيچه‌هاي طبيعي بر اجسام وارد کنند.

به عقيده‌ي ري باغمان و همکارانش، از اين ماهيچه‌هاي مصنوعي مي‌‌توان به‌عنوان محرک ابزارهاي پزشکي و ديگر دستگاه‌ها، الکترود پيل‌هاي خورشيدي، ديودهاي نشردهنده‌ي نور و نمايشگرها استفاده نمود و حتي در بازوهاي نسل آينده‌ي روبوت‌ها آن را به کار گرفت، همچنين قابليت کار در گستره‌ي دمايي وسيع موجب مي‌‌شود تا اين ماهيچه‌ها در صنايع هوافضا نيز کاربرد داشته باشند. گفتني است جزئيات اين کار تحقيقي در نشريه‌ي ساينس منتشر شده‌‌است.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/38318

+ نوشته شده در  88/05/13ساعت 10:32  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

توليد مجدد بافت مثانه با فناوري‌نانو

فناوري نانو نقش بسيار مهمي در توليد مجدد بافت مثانه ايفا مي‌کند. بافت‌هاي نانو با دارا بودن حفرات نانومتري و برجستگي‌هاي نانومقياس، رشد بافت مثانه را بهبود بخشيده و در عين حال از تشکيل سنگ کلسيم جلوگيري مي‌کنند. تشکيل سنگ مثانه يک بيماري بسيار معمول است که   2/5 درصد از بزرگسالان آمريکايي با درصد بسيار بالايي از عود، دچار اين بيماري هستند.

نياز به توليد مجدد بافت مثانه به دلايل مختلفي از جمله سرطان مثانه ايجاد مي‌شود؛ اين بيماري سالانه در 38000 مرد و 15000 زن در آمريکا تشخيص داده مي‌شود. فناوري نانو امکان ايجاد چارچوب‌هايي را براي رشد بافت مثانه ايجاد مي‌کند که نسبت به مواد موجود به شکلي دقيق‌تر بافت طبيعي را شبيه‌سازي مي‌کنند. اين امر باعث مي‌شود سرعت رشد بافت افزايش يافته و در عين حال از تشکيل سنگ مثانه جلوگيري شود.

نشان داده شده است که ناهمواري‌هاي نانومقياس عملکرد سلول‌ها را در بسياري از کاربردهاي مهندسي بافت (همچون استخوان، غضروف، رگ، سيستم‌هاي عصبي و پوست) بهبود مي‌بخشند. اين ناهمواري‌هاي نانومقياس که فناوري نانو مي‌تواند ايجاد کند، مشابهت بسيار زيادي با ناهمواري‌هاي بافت‌هاي طبيعي داشته و از ويژگي‌هاي سطحي خاصي (همچون انرژي) برخوردارند که براي بهبود عملکرد سلول ها مهم هستند.

اين ساختارهاي نانومقياس سطحي را مي‌توان به راحتي با استفاده از روش‌هاي فيزيکي و شيميايي ايجاد کرد. به عنوان مثال مي‌توان پليمرهاي با ساختار اسيدي را در يک باز و يا پليمرهاي داراي ساختار بازي را در يک اسيد غوطه‌ور نمود و يا از فرايندهاي فيزيکي همچون تبخير با تابش الکتروني بهره برد. اين فرايندها موجب تغيير ناهمواري‌هاي سطحي شده و در نتيجه انرژي مواد زيستي را براي برهمکنش اوليه با پروتئين‌ها تغيير مي‌دهد. اين برهمکنش‌ها شامل جذب سطحي و فعاليت زيستي براي بهبود عملکردهاي سلولي همچون چسبندگي، تکثير و سنتز محيط خارج سلولي است.

تحقيقات اخير که توسط محققان دانشگاه براون انجام شده است نشان داده است که تغييرات ايجاد شده در ناهمواري‌هاي نانومقياس سطح پلي «لاکتيک-گليکوليک اسيد» (PLGA) و پلي اورتان (PU) سرعت رشد سلول‌هاي اوروتليال مثانه را نسبت به مواد پليمري بدون اين ناهمواري‌ها افزايش مي‌دهد. نتايج مشابهي در مورد سلول‌هاي ماهيچه‌اي نرم مثانه به دست آمده است.

اين گروه همچنين از برجستگي‌هاي نانومقياس سطحي روي PLGA و PU براي جلوگيري از تشکيل سنگ مثانه بهره برده‌اند. اين مطالعات نشان داده‌اند که تشکيل بلورهاي کلسيم روي سطوح پليمري داراي ساختارهاي نانومقياس سطحي در مقايسه با پليمرهاي معمولي تا 50 درصد کاهش مي‌يابد.

نتايج کار اين پژوهش در مجله Nanotechnology منتشر شده است.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/38783

+ نوشته شده در  88/05/11ساعت 12:46  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

اسکن سه بعدی بدن با کمک نانولوله های کربنی

پژوهشگران آمریکایی نانولوله های کربنی را توسعه دادند که می توانند با تولید پرتوهای ایکس سرد تصاویر سه بعدی از بدن را اسکن کنند.

به گزارش خبرگزاری مهر، اولین نمونه دستگاههای تولید پرتوهای "ایکس" در اوایل قرن بیستم ارائه شدند. این دستگاهها درحال حاضر از یک لوله خلاء که داخل آن یک رشته از فلز تنگستن شبیه به لامپهای التهابی قرار دارد، تغذیه می شوند.

دمای این فلز درون لوله خلاء باید حداکثر به هزار درجه سانتیگراد برسد. این گرمای زیاد قادر است الکترونها را ساطع و سپس حرکت آنها را به سوی آند شتاب داده و به این ترتیب پرتوهای ایکس تولید کند.

اکنون دانشمندان دانشگاه کارولینای شمالی موفق شدند لوله هایی را با پرتوهای ایکس سرد توسعه دهند که در آنها نانولوله های کربنی جایگزین رشته تنگستن شده است. این نانو لوله های کربنی که شبیه به رشته نازک علف به نظر می رسند می توانند میزان زیادی الکترون را در کوتاه ترین زمان ممکن ساطع کنند.

براساس گزارش نیچر، این محققان با کمک این لوله های خلاء نوآورانه توانستند اسکنری در ابعاد میکروسکوپی ایجاد و به کمک آن تصاویری آزمایشی از بدن حیوانات آزمایشگاهی را تهیه کنند.

خبرگزاري مهر

+ نوشته شده در  88/05/10ساعت 11:32  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

درمان سرطان‌هاي مقاوم با فناوري‌نانو

سلول‌هاي سرطاني همانند باکتري‌ها مي‌توانند در مقابل داروها مقاوم شوند. در حقيقت محققان بر اين باورند که سلول‌هاي سرطاني مقاوم در برابر چندين نوع دارو، پس از شيمي‌درماني زنده مانده و مسئول ظهور تومورها و بازگشت بيماري هستند. يکي از راهکارهاي غلبه بر اين مشکل و از بين بردن سلول‌هاي مقاوم در برابر داروها، استفاده همزمان از دو عامل ضدسرطان درون يک ساختار نانوذره‌اي است که مي‌تواند موجب کشته شدن اين نوع از سلول‌هاي سرطاني شود.

دکتر منصور آميجي پژوهشگر ارشد موسسه ملي سرطان در دانشگاه نورث وسترن و دکتر سيرينيواس گانتا، همکار فوق دکتراي وي در اين دانشگاه موفق به ساخت نانوامولسيون‌هايي شده‌اند که به صورت همزمان دو داروي پاکليتاکسل و کورکومين را درون خود به دام انداخته‌اند. پاکليتکسل يک داروي ضدسرطان پرکاربرد است، در حالي که کورکومين از زردچوبه استخراج شده و از انجام چندين فرايند مرتبط با سرطان جلوگيري مي‌کند.

اين محققان براي تهيه نانوفرمولاسيون خود، دو داروي ضدسرطان مذکور را با روغن بذر کتان، يک ماده امولسيون کننده حاصل از زرده تخم مرغ، و پلي اتيلن گليکول (يک پليمر زيست‌سازگار) مخلوط کردند. آنها همچنين براي پيگيري اثر اين فرمولاسيون جديد، يک ماده رنگي فلورسانس را نيز به اين ترکيب افزودند. قرار دادن اين مخلوط در معرض امواج ماوراي صوت به مدت 10 دقيق منجر به توليد قطرات نانومقياسي شد که به راحتي توسط سلول‌هاي سرطاني کاشت شده جذب شدند. به علاوه، فعاليت ضدسرطاني اين فرمولاسيون جديد از فعاليت دو داروي مورد استفاده در تهيه آن بيشتر بود، خواه اين داروها به صورت مجزا استفاده مي‌شدند، خواه همراه هم به کار مي‌رفتند. اين اثر مخصوصاً درباره سلول‌هاي سرطاني مقاوم در برابر داروهاي مختلف مشهودتر بود. بررسي‌هاي زيست‌شيميايي نشان داد که کورکومين از فعاليت جزء p-گليکوپروتئين جلوگيري مي‌کند؛ سلول‌هاي سرطاني از اين ماده براي خارج کردن عوامل ضد سرطان از درون خود استفاده کرده و در نتيجه از خود در برابر اين عوامل محافظت مي‌کنند. همچنين هر دوي اين عوامل موجب فعال شدن فرايند آپوپتوسيس (خودکشي برنامه‌ريزي شده) در سلول‌ها مي‌شوند.

هزينه اين کار پژوهشي که جزئيات آن در مجله Molecular Pharmaceutics منتشر شده است، توسط NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer که يک پيشگامي فراگير براي تسريع استفاده از فناوري نانو در پيشگيري، تشخيص و درمان سرطان است، تأمين شده است. خلاصه‌اي از اين مقاله در سايت اينترنتي مجله قابل دسترسي است.

http://nano.cancer.gov/news_center/2009/april/nanotech_news_2009-04-27e.asp

+ نوشته شده در  88/05/07ساعت 12:57  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

دارورساني مفيد به کمک فناوري نانو

شيميدان‌هاي ايراني، موفق به توليد نانوکپسول‌هايي شدند که اين نانوذرات کروي شکل با دارا بودن قابليت گيراندازي و آزادسازي کنترل‌شده دارو، موجب داروساني مفيد در صنعت پزشکي شده‌اند.

دکتر سپيده خوئي در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو گفت: «اخيراً نانوذرات پليمري زيست تخريب‌پذير به عنوان حامل‌هاي دارو توجه زيادي را به خودشان جلب کرده‌اند. اين نانوذرات، دارو را به طور کنترل شده و مؤثر، به بافت هدف رسانده و در آنجا آزاد مي‌کنند. بنابراين باعث افزايش فوايد درماني و کاهش اثرات جانبي ناشي از حضور مقادير فراوان دارو در بدن مي‌گردند. از جمله اين نانوذرات مي‌توان نانواسفرها، نانوکپسول‌ها و نانوذرات مايسلي را نام برد.

داروها را مي‌توان، درون نانوذرات با روش‌هاي مختلف شامل انحلال، گيراندازي و اتصال به ماتريکس پليمري بارگذاري نمود. از ميان نانوذرات موجود، نانوکپسول‌ها و نانوذرات مايسلي، کارايي بيشتري دارند. نانوذرات مايسلي، دارو را به دليل برهم‌کنش دارو با قسمت هيدروفوب مرکزي نانوذره، به آرامي در بدن رها مي‌کنند، در صورتي‌که نانوکپسول‌ها به دليل داشتن پوسته نازک پليمري، عمل رهايش دارو را خيلي سريع‌تر، انجام مي‌دهند.»

عضو هيئت علمي دانشگاه تهران در ادامه گفتگو اذعان داشت: «در اين پژوهش موفق به تهيه نانوکپسولي پليمري براي رهايش داروي پني سلين جي در بدن شديم.»

وي در رابطه با نحوه ساخت نانوکپسول گفت: «ابتدا امولسيون آب در روغن را از طريق اختلاط دارو با ماده فعال سطحي (سورفکتانت) مورد نظر با استفاده از روش مافوق صوت‌دهي(ultrasoni cation )، ايجاد نموده و سپس امولسيون موجود را با محلول آبي ديگري که حاوي ماده فعال سطحي مناسب (twee N ) است مخلوط کرده‌ايم. در ادامه، با استفاده از صوت‌دهي(sonicat OR )، امولسيون دوم را که همان امولسيون مضاعف آب در روغن در آب است، ايجاد نموديم و در نتيجه موفق به تهيه نانوکپسول‌هاي پليمري شديم.

نکته مهم در اين پژوهش، نقشي اساسي و مهم نوع سورفکتانت در تشکيل امولسيون اوليه و نهايي است، با تغيير نوع و مقدار سورفکتانت، اندازه نانوذرات تغيير مي‌کند، که با تغيير نوع و مقدار دو نوع سورفکتانت tween و Span نانوذراتي توليد شده‌اند که اندازه آنها تا 75 نانومتر کاهش يافته ‌است.

در ادامه پژوهش نيز ميزان گيراندازي دارو و آزادسازي دارو را مورد مطالعه قرار داديم و توانستيم مقدار گيراندازي دارو را تا 8/76% برسانيم».

جزئيات اين پژوهش که با همکاري مرتضي يعقوبيان در دانشگاه تهران انجام شده، در مجله European Journal of Medicinal Chemistry(جلد 44، صفحات 2399–2392، سال 2009) منتشر شده‌است.

ستاد ويژه توسعه فناوري‌نانو

+ نوشته شده در  88/05/07ساعت 12:56  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

نانوذرات هيبريدي و درمان سرطان

محققان دانشگاه کلرادو با استفاده از مجموعه‌اي از سه پليمر زيست‌سازگار و يک نانوذره حاوي گادولينيوم يک سيستم نانوذره‌اي توليد کرده‌اند که مي‌تواند تومور‌هاي سرطاني را هدفگيري کرده، از آنها تصويربرداري نموده و در نهايت اين تومورها را درمان کند.

در تصويربرداري پزشکي به طور وسيعي از يون‌هاي گادولينيوم استفاده مي‌شود، زيرا اين يون‌ها مي‌توانند تا حد زيادي سيگنال‌هاي تصويربرداري تشديد مغناطيسي (MRI) را تقويت کنند. با اين حال اين فلز اثرات سمي مخصوصاً روي کليه دارد. بنابراين محققان تلاش نموده‌اند ساختارهايي از گادولينيوم توليد نمايند که از تماس مستقيم اين فلز با بدن جلوگيري شود.

پژوهشگران دانشگاه کلرادو به رهبري دکتر استفان بويز اين مشکل زيست‌سازگاري را با توسعه يک سيستم نانوذره‌اي حل کرده‌اند. اين محققان ابتدا نانوذراتي از گادولينيوم را توليد کردند که در آن يون‌هاي گادولينيوم درون يک ساختار آلي حبس شده‌اند. سپس با استفاده از يک فرايند شيميايي به نام RAFT (reversible addition-fragmentation chain transf ER ) يک پليمر سه‌جزئي را روي اين نانوذره رشد دادند. بررسي‌ها نشان داد که اين روکش پليمري هم بسيار پايدار بوده و هم زيست‌سازگار است. به علاوه اين روکش داراي گروه‌هاي شيميايي مختلفي است که امکان اتصال داروي ضدسرطان متوترکسات و يک پپتيد هدفگيرنده تومور به نام GRGDS را براي محققان فراهم مي‌کند. اين محققان تأکيد مي‌کنند که مي‌توانستند از مولکول‌هاي هدفگير و داروهاي ضدسرطان ديگر نيز استفاده کنند.

بررسي‌هاي انجام شده با استفاده از MRI نشان داد که شدت سيگنال توليد شده توسط اين نانوذرات به اندازه شدت سيگنال عوامل وضوح تصويري بود که هم اکنون در کاربردهاي باليني مورد استفاده قرار مي‌گيرد، در حالي که در اين مورد مقدار عوامل مورد استفاده تنها يک سوم مقدار استفاده شده در کاربردهاي باليني است. به علاوه اين محققان نشان دادند که يکي از پليمرهاي مورد استفاده در توليد اين نانوذرات خاصيت فلورسانسي قوي دارد و در نتيجه مي‌توان از اين نانوذرات به عنوان عوامل تصويربرداري دوکاره استفاده کرد. آزمايش‌هاي انجام شده روي سلول‌هاي سرطاني کاشته شده نشان داد که اين نانوذرات مي‌توانند به خوبي سلول‌هاي سرطاني را هدفگيري نمايند، در حالي که مقدار جذب آنها توسط سلول‌هاي معمولي بسيار پايين است. پس از جذب اين ذرات توسط سلول‌هاي سرطاني، قدرت کشندگي آنها مشابه قدرت متوترکسات بود.

جزئيات اين کار پژوهشي در مجله Biomacromolecules منتشر شده است.

http://nano.cancer.gov/news_center/2009/april/nanotech_news_2009-04-27b.asp

+ نوشته شده در  88/05/07ساعت 12:56  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

رفتار سلول‌هاي بنيادي روي الگوهاي نانومتري

دانشمندان در آلمان متوجه شده‌اند که شکل سطح مي‌تواند براي سلول‌هاي بنيادي با اهميت‌تر از شيمي آن باشد. اين پژوهشگران رفتار سلول‌هاي بنيادي بر روي سطوح روکش‌داده‌شده با نانولوله‌ها را بررسي کرده‌اند و دريافته‌اند که واکنش آنها به اين الگوهاي نانومتري، وابسته به اندازه است.

سلول‌هاي بنيادي mesenchymal روي نانولوله‌هاي اکسيد زيرکنيوم تکثير مي‌يابند

پاتريک اسکموکي از دانشگاه فردريچ الکساندر و همکارانش پيشنهاد داده‌اند که سطوح با الگوي نانومتري مي‌توانند کاربردهاي بالقوه‌اي در مهندسي بافت و کاشت‌‌هاي پزشکي مانند مفصل‌ران جايگزين، داشته باشند. اسکموکي پيشنهاد داده است که شکل‌دهي سطوح کاشت‌‌ها با الگوهايي با مقياس‌ مشابه با سلول‌ها (حدود 10 ميکرومتر) ممکن است موجب افزايش سازگاري کاشت‌ها‌ در بدن گردد.

به گفته اسکموکي الگوهاي سطحي در مقياس ميکرومتري در حال حاضر به عنوان عامل تأثيرگذار در رشد و فعاليت شناخته شده هستند ولي در مورد الگوهاي زير 100 نانومتر اطلاعات اندکي در دست است. او و همکارانش الگوهايي از نانولوله‌هاي اکسيد تيتانيوم و زيرکونيوم با طول‌هاي مختلف ايجاد کردند (از اکسيدها بطور گسترده‌اي در سطوح کاشت‌ها استفاده مي‌شود).

آنها سپس سلول‌ها مرتبط (يعني سلول‌هاي بنيادي mesenchymal) را براي اکسپرس کردن يک پروتئين فلئورسانت سبز، به صورت باليني اصلاح کردند. اين پژوهشگران توانستند با استفاده از يک ميکروسکوپ فلوئورسانت، چگونگي برهم‌کنش اين سلول‌ها با اين الگوهاي نانومتري، را مشاهده نمايند. آنها فهميدند که چگالي سلول‌ها بر روي سطح به قطر نانولوله‌ها بستگي دارد اما به طول و شيمي آنها وابسته نمي‌باشد.

اسکموکي معتقد است که مرحله مهم بعدي مطالعه در زمينه تمايز و تفکيک‌پذيري است. همچنين وي قصد دارد کار را تا سلول‌هاي بنيادي سازنده خون (سلول‌هايي که به سلول‌هاي خوني تبديل مي‌شوند) گسترش داده و مي‌خواهد سطوح نانولوله‌اي را به عنوان دارويي بالقوه و سيستم تزريق زيست‌مولکولي مورد بررسي قرار دهد.

اين محققان نتايج خود را در مجله‌ي Integr. Biol. منتشر کرده‌اند.

http://www.rsc.org/Publishing/Journals/cb/Volume/2009/8/Size_matters.asp

+ نوشته شده در  88/05/03ساعت 14:58  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

تخريب تومورها توسط نانوآنتن‌هاي طلايي

نانوميله‌هاي طلا، جزء نويدبخش‌ترين نانومواد جديدي هستند که براي کشتن تومورها توسعه يافته‌اند. آنها همانند آنتن‌‌هايي عمل مي‌کنند که انرژي نور را به گرما تبديل کرده و موجب مرگ سلول‌هاي سرطاني مي‌شوند. هم‌اکنون يک گروه تحقيقاتي بين‌المللي نشان داده‌است که نانوميله‌هاي طلاي روکش داده‌شده با پليمر فقط با يک دوز، تمام تومورها را در يک مدل حيواني از سرطان انساني، تخريب مي‌نمايند.

اين گروه پژوهشي به سرپرستي سانگيتا بهاتيا از مؤسسه فناوري ماساچوست، نانوميله‌هاي طلاي روکش‌داده‌شده با پلي‌اتيلن گلايکولي توسعه داده‌اند که رکورد جديدي براي زمان باقي ماندن در گردش جريان خون، ثبت کرده‌اند. اين نيمه عمر بلند مدت گردش که حدوداً 17 ساعت است، موجب مي‌شود که اين نانوميله‌ها فرصت تجمع در تومورها را بدست آورند.

نانوذرات طلا مي‌توانند بسته به شکل خود، فرکانس‌هاي متفاوتي از نور را جذب نمايند. ذرات ميله‌اي شکلي که براي اين مطالعه ساخته شده‌اند، نور نزديک به مادون قرمز را جذب مي‌کنند که موجب گرم‌شدن نانوميله‌ها مي‌شود ولي بدون هيچ خطري از پوست انسان عبور مي‌نمايد. در اين کار، تومورهاي موجود در بدن يک موش که اين نانوميله‌ها از راه تزريق وريدي وارد بدنش شده بودند، در اثر تابيدن نور ليزر نزديک به مادون قرمز، طي مدت 15 روز از بين رفتند. اين موش‌ها به مدت 3 ماه بدون هيچ اثري از عود بيماري و تا پايان مطالعه زنده ماندند، امّا آنهايي که هيچ درماني دريافت نکرده بودند يا فقط نانوميله‌ها يا ليزر را به تنهايي دريافت کرده بودند، طي چند هفته مردند.

در طي يک بار قرارگرفتن در معرض ليزر نزديک به مادون قرمز، اين نانوميله‌ها تا دماي oC70 گرم مي‌شوند که براي کشتن سلول‌هاي سرطاني کافي است. به علاوه گرم‌کردن آنها تا دمايي کمتر، موجب ضعيف شدن سلول‌هاي سرطاني مي‌شود بطوري که تأثيرپذيري از درمان‌هاي شيميايي فعلي را افزايش مي‌دهد و در نتيجه امکان استفاده از اين نانوميله‌ها به عنوان مکملي در اين‌گونه درمان‌ها، را افزايش مي‌دهد. اين نانوميله‌ها همچنين مي‌توانند براي از بين بردن سلول‌هاي سرطاني باقيمانده پس از عمليات جراحي مورد استفاده قرار گيرند.

نتايج اين تحقيق در مجله‌يAdvanced Materials منتشر شده‌است.

http://nano.cancer.gov/news_center/2009/june/nanotech_news_2009-06-26a.asp

+ نوشته شده در  88/05/03ساعت 14:54  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

استحکام دندان‌هاي مصنوعي افزايش مي‌يابد

نانوکامپوزيت آلومينا زيرکونيا، به‌عنوان جايگزيني مناسب براي فلزات و پليمرهاي مورد استفاده در دندان‌ها، ريشه دندان‌ها و استخوان‌هاي تخريب شدۀ فک و ... در دانشگاه علم و صنعت ايران سنتز شد.

مشکل اساسي سراميک‌هايي‌ که جايگزين دندان‌ها، ريشه دندان‌ها، استخوان‌هاي تخريب شده فک و ... مي‌شوند، استحکام و چقرمگي پايين آنها است، لذا سنتز و استفاده از نانوکامپوزيت آلومينا زيرکونيا با توجه به دارا بودن خواص مکانيکي مناسب، ضروري به‌نظر مي‌رسد.

آقاي مهدي ابراهيمي بسابي، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو، يکي از کاربردهاي عمده ديگر اين نانوکامپوزيت را کاربري در ابزارهاي برشي عنوان کرد و افزود: «ابزار برشي تهيه شده از نانوکامپوزيت آلومينا زيرکونيا، داراي عمق و طول عمر بيشتري نسبت به ابزار برش آلومينايي بوده، که اين امر ناشي از حضور زيرکونيا به عنوان فاز چقرمه در زمينه آلومينا است. همچنين نانوکامپوزيت آلومينا زيرکونيا به دليل زيست‌سازگاري و مقاومت عالي در برابر سايش و خنثي بودن آلومينا از نظر شيميايي، خصوصيات زيستي مناسبي از خود نشان مي‌دهد».

مهندس ابراهيمي و همکارانش که در دانشگاه علم و صنعت ايران موفق به سنتز اين نانوکامپوزيت به‌روش مکانيکي شده‌اند، در مورد چگونگي سنتز نانوذرات آلومينا زيرکونيا گفت: «ابتدا کلريد آلومينيم، کلريد زيرکونيم و اکسيد کلسيم را به‌عنوان مواد اوليه مخلوط کرده و مخلوط حاصل را به‌وسيلۀ آسياي پرانرژي، تحت کار مکانيکي قرار داديم. پس از انجام کار مکانيکي و عمليات حرارتي در دماهاي پايين با انجام واكنش ميان مواد اوليه، نانوذرات آلفا آلومينا و زيرکونيا با ساختار مکعبي، درون زمينۀ نمک کلريد کلسيم تشکيل گرديد».

گفتني‌است نانوآلياژ تهيه شده، مقاومت مناسبي در برابر خوردگي در اثر بخار آب و ترکيبات خورنده‌اي نظير اتيلن گليکول، اسيد سولفوريک، اسيد فسفريک و سود، از خود نشان مي‌دهد.

جزئيات اين پژوهش که با همکاري دكتر جعفر جوادپور، دكتر حميدرضا رضايي و دكتر مسعود گودرزي انجام شده، در مجله Advances in Applied Ceramics (جلد107، صفحات 321-318، سال 2008) منتشر شده‌است.

ستاد ويژه توسعه فناوري‌نانو

+ نوشته شده در  88/04/21ساعت 19:19  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

موفقیت کشور در ارائه روش نوین درمان سرطان

پژوهشگران انیستیتو پاستور با استفاده از نانوذرات اکسیدآهن روش نوینی را برای درمان سرطان و تومور مغزی ارائه کردند که در این روش از نانوذرات اکسید آهن که دارای میدانهای مغناطیسی هستند استفاده شد تا با اعمال میدانهای مغناطیسی دارو به نقطه مورد نظر تزریق شود.

زهرا انصاریان مجری طرح در گفتگو با خبرنگار مهر در این باره گفت: داروهایی که مورد استفاده قرار می گیرند در تمام بدن پخش می شوند که این امر برای برخی بیماریها مانند سرطان باعث می شود که به بافتهای سالم بدن نیز آسیب وارد شود.

وی افزود: از این رو در این تحقیق سعی کردیم با استفاده از نانوذرات داروهای هدفمند را تولید کنیم تا این مشکل برطرف شود. این داروها قادر خواهند بود دارو را در محل مورد نظر رهاسازی کنند.

انصاریان با بیان اینکه در این تحقیق از نانوذرات اکسید آهن استفاده شد، ادامه داد: این نانوذرات دارای میدانهای مغناطیسی هستند که با استفاده از آن و اعمال میدانهای مغناطیسی دارو به نقطه مورد نظر تزریق می شود.

وی با اشاره به مشکلات درمان تومورهای مغزی به مهر گفت: درمان تومورهای مغزی به دلیل نرسیدن دارو همواره با مشکلاتی مواجه است. این در حالی است که با نانوذرات اکسیدآهن و ایجاد میدانهای مغناطیسی می توان دارو را در محل تومور تزریق کرد.

انصاریان با تاکید بر اینکه نانوذرات اکسید آهن در حوزه پزشکی کاربردهای وسیعی دارند، اظهار داشت: از این نانوذرات علاوه بر دارورسانی می توان در تشخیص بیماریها برای استفاده در MRI استفاده کرد. استفاده از این ذرات می تواند کنتراست تصویر را افزایش دهد.

این محقق با بیان اینکه این تحقیق به منظور درمان انواع سرطانها در حال انجام است خاطرنشان کرد: در حال حاضر این نانوذرات سنتز شده و درصدد هستیم با اتصال آنتی بادیها و یا دارو به این نانوذرات داروهای هدفمند را برای درمان سرطان و تومورهای مغزی تولید کنیم.

خبرگزاري مهر

+ نوشته شده در  88/04/19ساعت 23:11  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

درمان سرطان با نانوالماس‌ها

يك گروه تحقيقاتي در دانشگاه نورث‌وسترن آمريكا موفق به توليد ابزاري شده‌‌اند كه مي‌تواند مقادير اندك و دقيق داروهاي حامل نانومواد را در سلول‌هاي منفرد آزاد كند.

اين ابزار به دو روش عمل مي‌كند:

روش اول: در اين روش به‌عنوان خودنويسي عمل مي‌كند كه در آن نانوالماس روكش‌شده با دارو به‌عنوان جوهر داخل خودنويس قرار داشته، مي‌توان به‌وسيله‌ي آن آرايه‌هاي مختلفي از نانومواد را ايجاد كرد.

روش دوم: اين ابزار مانند يك سرنگ تك‌سلولي عمل ‌مي‌كند كه به‌و‌سيله‌ي آن، مولكول‌هاي زيستي و مواد شيميايي را به سلول‌هاي منفرد تزريق مي‌كنند؛ بنابراين اين اختراع مي‌تواند هم به‌عنوان يك ابزار تحقيقاتي براي توسعه‌ي روش‌هاي جديد درمان سرطان و هم به‌عنوان ابزاري براي ساخت سيستم‌هاي رهاسازي دارو مورد استفاده قرار گيرد.

محققان با استفاده از اين ابزار، موفق شدند برخي از آرايه‌هاي نقطه‌اي را كه از جنس نانوالماس‌هاي پوشيده‌شده با دارو هستند، مستقيماً روي زيرلايه‌ي شيشه‌اي طراحي كردند. ساخت اين آرايه‌ها كه قطر نقاط آن كمتر از 100 نانومتر است، مي‌تواند مقدمه‌اي براي ساخت سيستم‌هاي رهاسازي مواد در بدن باشد.

محققان زيست‌شناسي، همواره براي مطالعه‌ي اثرات يك دارو بر روي جمعيتي از سلول‌ها تحت فشار قرار دارند؛ چرا كه تزريق دارو به يك سلول منفرد كار دشواري است. براي نشان دادن پيامدهاي اين امر، اعضاي اين گروه تحقيقاتي از ابزار جديد خود براي تزريق نانوالماس به داخل سلول‌هاي منفرد استفاده كردند و بدين ترتيب توانستند مقادير دقيقي از دارو را وارد يك سلول كرده، عكس‌العمل آن را نسبت به سلول‌هاي مجاور آن بررسي كردند.

ساخت ابزاري به‌منظور انجام عمل رهاسازي مستلزم كنترل مقدار داروي رهاشده است. براي اين منظور اين گروه قبلاً براي رهاسازي موضعي داروهاي شيميايي، يك سيستم پليمري طراحي كردند. درون اين سيستم، لايه‌اي از نانوالماس‌هاي پوشيده‌شده با مواد دارويي جاسازي شده‌است كه نقش آن كنترل نحوه‌ي رهاسازي دارو در طول مدت چند ماه و كاهش مصرف مواد شيميايي مورد استفاده براي حذف تومورهاست.

يكي از مهم‌ترين جنبه‌هاي اين كار، توانايي اين ابزار در رهاسازي نانوالماس‌هاي روكش‌شده با محدوده‌ي وسيعي از داروها و عامل‌هاي زيستي است. هم‌اكنون مطالعاتي بر روي استفاده از اين روش تزريق براي رهاسازي انواع مختلفي از عامل‌هاي زيستي از قبيل DNA، ويروس‌ها و موارد مشابه در حال انجام است.

http://www.physorg.com/news161862130.html

+ نوشته شده در  88/04/19ساعت 23:4  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

فيلم‌هاي نانولوله‌اي كشسان در كاربردهاي پزشكي

يكي از موانع مهم توسعه افزاره‌هاي الكترونيكي پزشكي با قابليت كاشت در بدن انسان، فقدان مواد مناسب است. بيشتر مواد نيمه‌هادي سخت و شكننده هستند، در صورتي كه بافت بدن انسان نرم و قابل انعطاف است. اكنون دانشمندان در دانشگاه كاليفرنيا با مطالعه‌ي يك ماده‌ي بسيار نازك‌ِ مبتني بر نانولوله، يك قدم مهم به سمت الكترونيك قابل‌كاشت برداشته‌اند. آنها عكس‌العمل اين ماده به كشش‌هاي بسيار زياد را از نظر الكتريكي و نوري بررسي كرده‌اند.

اين محققان متوجه شده‌اند كه اين ماده حتي هنگامي كه بيش از 700 درصد كشيده شود (بيش از 7 برابر ابعاد اوليه كشيده شود)، خواص الكتريكي خود را از دست نمي‌دهد و فقط هنگامي كه ترك‌هاي ايجاد شده روي آن توسعه مي‌يابند، رسانايي خود را از دست مي‌دهد. افزاره‌هاي الكترونيكي پزشكي قابل‌كاشت مي‌توانند گستره‌ي وسيعي از عملكردهاي بدني از قبيل جريان سيال، دما و فشار خون، را پايش كنند. آنها همچنين مي‌توانند خواص شيميايي، الكتريكي و حتي مغناطيسي داخل بدن را اندازه‌گيري كنند.

اما اين افزاره ‌ها نيازمند انعطاف‌پذيري بسيار بالا بدون از دست دادن راندمان خود، هستند. بهترين مواد كنوني براي اين افزاره‌هاي الكترونيكي پزشكي، تحت كشش‌هاي بيش از 10 يا 20 درصد دچار ترك‌هاي پيشرفته‌اي مي‌شوند. نانولوله‌هاي كربني ماده‌اي مناسبي براي اين افزاره‌ها مي‌باشند، زيرا نسبت طول به پهناي بزرگي دارند؛ بنابراين مي‌توانند بين نواحي ترك خورده پل زده و رسانايي خود را حفظ كنند.

فيلم‌هاي نازك نانولوله‌هاي كربني به طور گسترده‌اي براي گستره‌ي وسيعي از كاربردهاي الكترونيكي مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. آنها داراي خواص مفيد و جالبي هستند. يكي از اين خواص انعطاف‌پذيري بسيار بالاي آنهاست كه در الكترونيك پزشكي قابل‌كاشت نقش كليدي دارد.

اين محققان براي اولين بار اين نانولوله‌هاي كربني را روي يك بستر بسيار كشسان ترسيب كرده‌اند، بطوري كه اين فيلم مي‌تواند به اندازه كافي كشيده شود. آنها يك ولتاژ در عرض اين فيلمِ كشيده‌شده اعمال كرده و تغييرات الكتريكي آن را بررسي كرده‌اند.

نتايج اين تحقيق در مجله Applied Physics Letters منتشر شده‌است.

http://www.physorg.com/news160652779.html

+ نوشته شده در  88/04/19ساعت 23:3  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

تشخيص تفاوت سلول‌هاي معمولي با سرطاني با استفاده از AFM

محققان دانشگاه کلارکسون در نيويورک توانسته‌اند با استفاده از يک ميکروسکوپ نيروي اتمي تفاوت مهمي در ويژگي‌هاي سطحي سلول‌هاي معمولي با سلول‌هاي سرطاني کشف کنند. ايگور سوکولوف و همکارانش دريافته‌اند که در سطح سلول‌هاي سالم، ليفچه‌هايي با طول يکسان وجود دارند، در حالي که اين ليفچه‌ها در سطح سلول‌هاي سرطاني از دو طول مختلف برخوردار بوده و چگالي آنها نيز با چگالي اين ليفچه‌ها در سلول‌هاي سالم فرق زيادي دارد. اين تفاوت مهم بدين معناست که شايد سلول‌هاي سرطاني و سالم به دو شکل مختلف با نانوذرات برهمکنش نمايند. مي‌توان از اين ويژگي براي شناسايي و درمان سلول‌هاي سرطاني از طريق رسانش دارو استفاده کرد.

سلول‌هاي سرطاني از جهات مختلفي با سلول‌هاي سالم فرق دارند. به عنوان مثال اين سلول‌ها ويژگي‌هاي مکانيکي متفاوتي داشته و به شکلي متفاوت به بافت خارج سلولي و يا به سلول‌هاي ديگر مي‌چسبند. تفاوت در ليفچه‌هاي سطح سلولي که توسط سوکولوف و همکارانش کشف شده است، تقريباً با هيچ روش ميکروسکوپي ديگري، از جمله ميکروسکوپي نوري يا الکتروني قابل تشخيص نيست. اين ليفچه‌ها از ميکروبرآمدگي‌ها و موهاي ريزي به نام microvillus تشکيل مي‌شوند که براي برهمکنش سلول‌ها با محيط اطراف ضروري هستند.

سلول‌هاي سالم و سرطاني

گروه کلارکسون با تحليل اندازه‌گيري‌هاي انجام شده توسط ميکروسکوپ نيروي اتمي، به نتايج خود دست يافتند. اين محققان با تحليل منحني‌هاي تغيير شکل، يک رفتار دولايه‌اي را در سلول‌ها مشاهده کردند. سپس مدلي براي جدا کردن اين دو لايه توسعه داده و توانستند هر کدام از اين لايه‌ها را به صورت مجزا مطالعه کنند.

سوکولوف مي‌گويد: «سلول‌هاي سالم و سرطاني بايد به دو شکل مختلف با ذرات نانو و ميکرو برهمکنش نمايند، زيرا هندسه سطحي متفاوتي دارند. از اين پديده مي‌توان در شناسايي سرطان و درمان احتمالي آن با استفاده از دارورساني بهره برد». او توضيح مي‌دهد که به عنوان مثال مي‌توان از ذرات سيليکاي فلورسنت براي تشخيص سلول‌هاي سرطاني استفاده کرد.

اين گروه پژوهشي در حال توسعه مدل بهتري است تا بتواند جزئيات بيشتري از سطح سلول را شناسايي کند. اين محققان همچنين اميدوارند زيست‌شناسان براي تشخيص ساختارهاي ريزي همچون ليفچه‌هاي سطح سلولي، از AFM استفاده بيشتري کنند. سوکولوف مي‌افزايد: «بسياري از زيست‌شناسان بر اين باورند که AFM براي استفاده در زمينه تخصصي آنها محدوديت‌هاي زيادي دارد، اما کارهاي ما نشان داد که اين ابزار قابليت‌هاي بسيار زيادي دارد که تاکنون پنهان مانده است».

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/38795

+ نوشته شده در  88/04/19ساعت 22:59  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

پايان عصر تزريق‌هاي دردناک براي واکسيناسيون

بنا بر گزارشي که گرام اُنيل و دِبورا اسميت در Sydney Morning Herald منتشر کرده‌اند، شايد به زودي دوران سوزن‌هاي دردناک به سر آيد. محققان استراليايي چسب‌هايي براي زخم ابداع کرده‌اند که پوست را سوراخ کرده و مواد سمي کمتري رها مي‌کنند.

چنين به نظر مي‌رسد که دوران تزريق دردناک و عميق واکسن به سر آمده است. يکي از اولين کاربردهاي فناوري نانو در پزشکي مي‌تواند نانوچسب‌هاي واکسن بدون سوزن باشد که توسط محققان استراليايي توسعه داده شده است. اين پيشرفت همچنين مي‌تواند براي مردمي که در نقاط دوردست زندگي مي‌کنند، حفاظت بيشتري در برابر بيماري‌هاي کشنده ايجاد کند. در اين مناطق معمولاً مشکل کمبود يخچال يا سرنگ‌هاي يکبار مصرف براي واکسيناسيون معمولي وجود دارد. براي اين مناطق مي‌توان اين نانوچسب‌ها را با پست ارسال کرد.

اين نانوچسب‌ها نيز پوست را سوراخ مي‌کنند. اين ابزار سيليکوني به مساحت يک سانتي متر مربع، هزاران سوزن بسيار تيز ميکروسکوپي دارد که با واکسن خشک پوشيده شده‌اند. زماني که اين چسب‌ها را به آرامي استفاده کنيم، اين سوزن‌ها به ميزان کمتر از ضخامت يک مو وارد پوست مي‌شوند.

پروفسور پيتر گري، مدير موسسه مهندسي زيستي و فناوري نانوي استراليا در دانشگاه کوئينزلند مي‌گويد اين يکي ديگر از مزاياي فناوري نانو است.

اين سوزن‌هاي کوچک واکسن را در نزديک محل سلول‌هاي ايمني که به نام سلول‌هاي درخت‌ساني معروف هستند، رها مي‌کنند، در حالي که تزريق زيرپوستي مقدار زيادي از واکسن را در عمق نسبتاً زيادي از پوست که دور از دسترس اين مبارزان بيماري قرار دارد، وارد مي‌کند. بدين ترتيب کارايي واکسيناسيون کم مي‌شود.

گري مي‌گويد بسياري از دشمنان ميکروبي قديمي ما هنوز شکست نخورده‌اند. فلج اطفال که در کشورهاي جهان سوم از بين رفته بود، دوباره در حال شيوع است. مالاريا در مناطق گرمسيري دوباره طغيان کرده است، سرخک هنوز وجود دارد و آنفلوآنزا يک تهديد هميشگي است.

او مي‌افزايد: «حذف يا کنترل بيماري‌هايي که هزاران سال انسان‌ها را از بين برده است، به جهشي اساسي در فناوري واکسيناسيون نياز دارد».

او مي‌گوي فناوري نانو برخي از اين مشکلات را حل خواهد کرد. همزمان با توسعه نانوچسب‌ها توسط پروفسور مارک کندال، واکسن‌هاي مهندسي شده نيز دراين موسسه توسعه داده مي‌شوند. آنها همچنين روي توسعه نانوذراتي براي رهايش هدفمند داروها در نقاط مورد نظر بدن کار مي‌کنند.

http://www.nanowerk.com/news/newsid=10225.php

+ نوشته شده در  88/04/16ساعت 15:55  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

پيشرفت در ساخت بافت‌هاي مصنوعي

توليد اجزا و بافت‌هاي مصنوعي، توليد موادي با خصوصيات نزديك به نمونه‌هاي طبيعي از اهميت بسزايي برخوردار است. بافت‌هاي بدن انسان تركيبي از خواص ويژه (مانند نرمي و در عين حال استحكام بالا) دارد كه ساخت مواد سنتزي را بسيار مشكل كرده‌است.

بافت‌هاي نرم از قبيل تاندون‌ها، ماهيچه‌ها، شريان‌ها، پوست و... خاصيت مكانيكي خود را از يك بستر خارج سلولي (يعني شبكه‌اي از نانوالياف مبتني بر پروتئين) به ‌دست آورده‌اند. اشكال مختلف پروتئين‌ها در اين بستر خارج‌ سلولي منجر به توليد بافت‌هايي مي‌شود كه داراي سختي متفاوتي هستند.

اجزاي مصنوعي ـ كه از آنها در رشد بافت استفاده مي‌شود ـ بايد از مواد نرم و متخلخل ساخته شده باشند كه اين مواد معمولأ بسيار ترد و شكننده هستند. از آنجا ‌كه بسياري از بافت‌هاي زيستي به‌طور مستمر در معرض فشارهاي مكانيكي شديد قرار دارند، اجزاي كاشتني بايد از قابليت انعطاف و ارتجاع‌پذيري قابل مقايسه‌اي با نمونه‌هاي طبيعي برخوردار بوده و در عين حال استحكام خوبي هم داشته باشند.

در اين تحقيق با استفاده از رشته‌هاي "DNA"، اسكلت‌هاي متشكل از نانولوله‌هاي كربني را در حضور يك مايع يوني به‌طور كامل پوشانده، به‌صورت يك شبكه ژلي درمي‌آورند. ژل حاصل را مي‌توان به‌وسيله‌ي ريسندگي مرطوب به‌صورت نخ و الياف سنتزي درآورد. الياف به دست‌آمده پس از خشك شدن يك ساختار اسفنجي متخلخل دارند كه از شبكه‌اي از الياف50 نانومتري به هم بافته‌شده تشكيل شده‌اند. با خيس كردن اين الياف در محلول كلريد كلسيم، اتصالات عرضي رشته‌هاي "DNA" و در نتيجه استحكام الياف بيشتر مي‌شود.

الياف اسفنجي به دست‌آمده شبيه الياف كلاژن موجود در بافت‌هاي طبيعي است. اين الياف را مي‌توان گره زد، تابيد يا به‌صورت پارچه بافت. مواد حاصل داراي خاصيت ارتجاعي و نرمي بافت‌هاي طبيعي بوده، از استحكام بالايي نيز برخوردارند.

مزيت ديگر اين مواد، هدايت الكتريكي بالاي آنهاست كه مي‌توان از آنها در الكترودهاي مورد نياز براي تحريك مكانيكي، ذخيره‌ي انرژي و حسگرها استفاده كرد؛ مثلاً محققان با استفاده از اين مواد موفق به توليد حسگرهاي پراكسيد هيدروژن شدند. نانولوله‌هاي كربني فرايند اكسيد شدن پراكسيد هيدروژن را كاتاليز مي‌كنند كه منجر به توليد يك جريان قابل اندازه‌گيري مي‌شود. پراكسيد هيدروژن نقش مهمي در عملكرد قلب ايفا مي‌كند. يك حسگر قوي با انعطافي نزديك به ماهيچه‌هاي قلب، مي‌تواند در تحقيقات مربوط به بيماري‌هاي قلبي بسيار مفيد باشد.

http://www.physorg.com/news161598692.html

+ نوشته شده در  88/04/13ساعت 16:30  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

موفقیت محققان کشور در تشخیص سلولهای سرطانی

محققان انیستیتو پاستور ایران با سنتز نانو ذرات طلا از طریق روشهای زیستی موفق به تشخیص سلولهای سرطانی در بدن شدند.

مریم فرحناک - محقق طرح در گفتگو با خبرنگار مهر با اعلام این خبر گفت: عمده فعالیتهای ما بر روی فلزاتی مانند طلا، نقره مس و آهن است.

وی با بیان اینکه سنتز نانو ذرات فلزی در دنیا از روشهای متداول استفاده می شود، افزود: از آنجایی که سنتز نانو ذرات فلزی برای بدن مضراتی را به همراه دارد از این رو ما سعی کردیم با کمک روشهای زیستی از این نانو ذرات برای کاربردهای پزشکی و درمانی و تشخیص بیماریها استفاده کنیم. 

فرحناک با اشاره به مضرات سنتز نانو ذرات برای بدن، اظهار داشت: این تحقیق با نانو ذرات طلا آغاز شد برای تولید و سنتز نانو ذرات از احیا کننده ها استفاده می شود که ما برای سنتز و ساخت این نانو ذرات سعی کردیم از احیا کننده های بی خطر مانند "آمین اسیدها" و نمک فلزات استفاده شود.

وی با اشاره به موفقیتهای این تحقیق زمینه سنتز نانو ذرات طلا، ادامه داد: نانو ذرات فلزی دارای کاربردهای پزشکی چون تشخیص سرطانها و استفاده در MRI کاربرد دارند.

این محقق با بیان اینکه نانو ذرات سنتز شده نقش واسطه را دارد، اظهار داشت: نانو ذرات طلا جنبه درمانی ندارند اما وقتی به آنتی بادیها متصل می شوند می توان داروها را به نقطه مورد نظر برساند و همچنین برای تشخیص سلولهای سرطانی استفاده کرد.

خبرگزاري مهر

+ نوشته شده در  88/04/12ساعت 23:27  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

نانوپزشکي در فضا

زمانيکه فضاپيماي دراگون با موشک اِسپيس ايکس فلاکن از فلوريدا به فضا پرتاب گردد، محموله آن شامل جعبه کوچکي حاوي نمونه نانوسيالي خواهد بود که توسط دانشمندان مرکز علوم بهداشتي دانشگاه تگزاس در هوستون براي مجموعه‌اي از آزمايش‌هاي نانوپزشکي طراحي شده‌است.

آلساندرو گراتوني، مدير اين پروژه آزمايشي مي‌گويد: زمانيکه حسگرهاي درون جعبه آشکار کنند که در نزديکي شرايط بي‌وزني قرار دارند، آزمايش‌ها به صورت خود به خود فعال شده و مجموعه‌اي از آزمايش‌ها که براي آگاهي بيشتر در مورد نفوذ نانوذرات از درون ميکروکانال‌هاي کوچک با اندازه‌اي در حدود يک ميليونيوم متر، آغاز مي‌شوند.

گراتوني که اهل تورين ايتاليا است، مي‌گويد: نتايج اين آزمايش‌ها مي‌تواند در توسعه ابزارهاي قابل کاشت در بدن براي آزاد‌سازي طولاني مدت و کنترل‌شده دارو راهشگا باشد. اين پژوهش مي‌تواند در درمان بيماري‌هايي مانند سرطان، نتايج مهمي داشته باشد.

يکي از اين محققان مي‌گويد: يک فرصت تاريخي براي انجام اين آزمايش‌ها در فضا و فرستادن نتايج آنها به زمين براي ما بوجود آمده‌است. اين آزمايش‌ها به ما اين امکان را خواهند داد تا فناوري‌هاي خود براي رهاسازي دارو در زمان و مکان مناسب در بدن را اصلاح نماييم.

آرت دالا، يک محقق برجسته در اين زمينه، مي‌گويد: اين آزمايش‌هاي جهاني که مرکز علوم پزشکي دانشگاه تگزاس در هوستون با همکاري اولين آزمايشگاه‌ي اِسپيس ايکس در فضاي خارج از جو، انجام مي‌دهند؛ دوران جديدي از تحقيقات پزشکي را براي قرن بيست‌و يکم آغاز خواهند کرد که مزاياي فراوان تجاري و بهداشتي براي همه خواهند داشت.

به علاوه اين دانشمندان دانشگاه تگزاس 25000 دلار دريافت کرده و سفري براي ديدن پرتاب سفينه خواهند داشت. اين پروژه تحت عنوان "پديده انتقال نفوذي جداشونده در حالت کم‌وزني" تعريف شده است.

http://www.nanotechwire.com/news.asp?nid=7901

+ نوشته شده در  88/04/06ساعت 12:43  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

استفاده از نانوذرات چربي براي رسانش ژن ضدسرطان

دکتر استر چانگ اخيراً براي اولين بار يک سيستم غيرويروسي نانوذره‌اي هدف‌گيرنده تومورهاي انساني را توسعه داده است که مي‌تواند عملکرد نرمال ژن‌ها را در سلول‌هاي سرطاني احيا کند. در اين سيستم بافت‌هاي معمولي کاملاً دست نخورده باقي مي‌مانند.

دکتر چانگ که يک تومورشناس مولکولي است، بههمراه همکارانش در مرکز سرطان‌شناسي لمباردي دانشکده پزشکي دانشگاه جورج تاون نانوذره‌اي را توسعه داده است که مي‌تواند همراه جريان خون درون بدن حرکت نمايد. اين نانوذره با يک پادتن هدف گيرنده تومور «مجهز» شده است و مي‌تواند سلول‌هاي سرطاني جابه‌جا شونده اوليه و مخفي را پيدا کرده و محتواي خود را در محل اين سلول‌ها تخليه کند. محتواي اين نانوذرات يک کپي فعال از ژن خاموش کننده تومور P53 است.

سلول‌هاي عادي دو کپي از ژن فعال P53 را دارند. پروتئين توليد شده توسط اين ژن فعال مي‌شود تا يا در فرايند ترميم سلولي مشارکت نمايد و يا اينکه خودکشي سلول را موجب شود. از دست دادن فعاليت طبيعي ژن P53 موجب رشد سلول‌هاي بدخيم شده و مقاومت برخي از انواع سرطان‌ها در برابر راديوتراپي و شيمي‌درماني به اين امر نسبت داده شده است.

گروه دکتر چانگ در کارهاي قبلي خود که روي حيوانات صورت گرفته بود، ژن‌هاي P53 فعال را درون سلول‌هاي سرطاني 16 نوع مختلف از سرطان رها کردند. حضور اين ژن‌هاي جايگزين تا حد بسيار زيادي کارايي درمان‌هاي معمول سرطان را بهبود داد. اين نتايج نشان دادند که استفاده از سامانه رهاسازي ژن P53 در نهايت به پزشکان اين امکان را خواهد داد که با تجويز مقادير کمتري از دارو، نتايج مشابه يا بهتري گرفته و از بروز اثرات جانبي اين داروها که در برخي موارد بسيار شديد هستند، جلوگيري کنند.

سامانه رسانش نانوذره‌اي دکتر چانگ به طريق ديگري نيز از ايجاد اثرات جانبي داروها جلوگيري مي‌کند. زماني که کار رهايش ژن P53 انجام مي‌شود، نانوذره حامل اين ژن که عموماً يک قطره چربي پيچيده شده دور ژن است، بر خلاف سامانه‌هاي رسانش غيرزيست‌تخريب‌پذير به راحتي در بدن هضم شده و از بين مي‌رود.

در حال حاضر آزمايش‌هاي باليني اين سامانه در مرکز تحقيقات پزشکي Mary Crowley و تحت نظر دکتر جان نمونايتيس در حال انجام است. دکتر چانگ مي‌گويد نتايج اوليه اميدبخش هستند. اين محققان علاوه بر بررسي مسائل ايمني اين سامانه که در فاز 1 آزمايشات باليني صورت مي‌گيرد، مي‌خواهند اثرات ضدتوموري آن را نيز بررسي کنند.

http://www.physorg.com/news159466748.html

+ نوشته شده در  88/04/01ساعت 16:37  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

استفاده از نانوذرات براي بهبود روش‌هاي شيمي‌درماني

در مقاله‌اي که اخيراً در Proceedings of the National Academy of Science منتشر شده است، گروهي از محققان گزارش کرده‌اند که توانسته‌اند نانوذرات مهندسي شده‌اي را توليد کنند که مي‌توانند جلوي اجراي يک فرايند پروتئيني را که داخل تومورها اتفاق مي‌افتد، بگيرند. بدين ترتيب امکان از بين بردن تومورها با شيمي‌درماني افزايش مي‌يابد.

اين فرايند پروتئيني که از يک سري واکنش‌هاي شيميايي زنجيره‌اي به نام MAPK تشکيل شده است، در بسياري از عملکردهاي سلولي از جمله رشد و توسعه سلولي، تقسيم سلولي، و مرگ سلولي نقش ايفا مي‌کند. جلوگيري از انجام اين واکنش‌هاي زنجيره‌اي درون سلول‌هاي سرطاني، موجب کند شدن رشد آنها شده و کشتن آنها با استفاده از شيمي‌درماني را آسان‌تر مي‌سازد.

به دليل نقش زنجيره MAPK در تبديل سلول‌هاي سالم به سلول‌هاي سرطاني و تنظيم عملکردهاي تومور، مطالعات زيادي روي آن صورت گرفته است. يکي از موانع شيمي‌درماني اين است که در طول اين فرايند، علاوه بر سلول‌هاي سرطاني، سلول‌هاي سالم نيز از بين مي‌روند. بنابراين اگر محققان بتوانند در فرايند زنجيره MAPK در سلول‌هاي سرطاني اختلال ايجاد کنند، قادر خواهند بود به صورتي هدفمندتر سلول‌هاي بدخيم را از بين برده و از ايجاد عوارض جانبي ناشي از شيمي‌درماني در بيماران جلوگيري نمايند.

در اين پژوهش،محققاني از دانشکده پزشکي دانشگاه هاروارد و آزمايشگاه‌هاي ملي شيميايي هند با استفاده از يک ماده پليمري زيست‌تخريب‌پذير نانوذراتي را طراحي نموده‌اند که مي‌توانند به مولکول بازدارنده MAPK متصل شوند.

زماني که سلول‌هاي سرطاني از طريق غشاي خود نانوذرات را جذب مي‌کنند، اين ذرات ماده بازدارنده را درون سلول رها مي‌کنند. استفاده از اين روش براي درمان ملانوما (نوعي سرطان پوست) در موش‌ها نشان داد که سرعت رشد تومور کاهش يافته و تأثير داروي ضدسرطان استفاده شده در شيمي‌درماني (سيس پلاتين) افزايش مي‌يابد. اين دارو براي درمان بسياري از انواع سرطان‌ها استفاده مي‌شود. تحقيقات بيشتر مي‌تواند منجر به موفقيت بيشتر روش‌هاي شيمي‌درماني در انسان شود.

اين تحقيق اولين کاري است که در آن از روش بازدارندگي روي MAPK به همراه استفاده از نانوذرات براي رسانش هدفمند استفاده مي‌شود. اين تحقيق راه جديدي به روي استفاده از نانوذرات يا ساير نانوساختارها به‌عنوان حامل‌هايي ممانعت کننده يا برهم زننده فرايندهاي ايجاد کننده تومور سرطاني مي‌گشايد.

http://www.physorg.com/news160829777.html

+ نوشته شده در  88/03/28ساعت 12:12  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

استفاده از چاي براي توليد نانوذرات ضدسرطان

بر اساس مقاله‌اي که محققان دانشگاه ميسوري در کلمبيا در مجله Materials Chemistry منتشر کرده‌اند، مواد شيميايي موجود در چاي بهترين موادي هستند که تاکنون براي ساختن نانوذرات طلاي پايدار و از نظر زيستي، بي‌خطر کشف شده‌اند. مهم‌تر اينکه اين نانوذرات ويژگي ضدسرطاني نويدبخشي از خود نشان مي‌دهند.

رهبري اين گروه پژوهشي را دکتر کاتش کاتي، محقق اصلي پروژه تحقيقاتي موسسه ملي سرطان با عنوان «استفاده از نانوذرات هيبريدي در تصويربرداري و درمان سرطان پروستات» بر عهده دارد. آنها يک قوري چاي دارجيلينگ (نوعي چاي سياه هندي که در منطقه‌اي به همين نام مي‌رويد) را دم کرده و نمک‌هاي طلا را به آن اضافه نمودند. اين نمک‌ها توسط مواد شيميايي گياهي موجود در چاي که به خاطر اثرات خوبشان بر سلامتي معروف هستند، احيا مي‌شوند. در عين حالي که اين مواد شيميايي اندازه ذرات را تنظيم مي‌کنند، احتمال جذب آنها توسط سلول‌هاي سرطاني پستان و پروستات را افزايش داده و قابليت آنها را براي استفاده به‌عنوان داروهاي هدفگير سرطان افزايش مي‌دهند. اين نانوذرات در محيط‌هاي زيستي پايداري بالايي نيز دارند.

دکتر کاتي مي‌گويد کشف توليد نانوذرات با استفاده از مواد غير سمي چاي، اهميت بسيار زيادي در کاربردهاي پزشکي و فناورانه دارد. او توضيح مي‌دهد که نانوذرات طلا کاربردهاي زيادي در پزشکي و عرصه‌هاي ديگر فناوري دارند، اما در حال حاضر سنتز اين نانوذرات نياز به واکنشگرهاي سمي داشته و اين امر استفاده از آنها را در داخل بدن نامناسب مي‌سازد. مواد شيميايي طبيعي که در اين روش به کار مي‌روند، براي بدن بي‌خطر بوده و واکنش انجام شده هيچ محصول فرعي سمي توليد نمي‌کند، غير از اينکه کمي طعم ناخوشايند چاي سرد را دارد.

جزئيات اين کار پژوهشي در مقاله‌اي به عنوان زير منتشر شده است:

Green nanotechnology from tea: Phytochemicals in tea as building blocks for production of biocompatible gold nanoparticles

حمايت مالي اين تحقيق را NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer بر عهده داشته است که برنامه جامعي براي شتاب دادن به استفاده از فناوري نانو در پيشگيري، تشخيص، و درمان سرطان است. خلاصه اين مقاله در سايت اينترني مجله در دسترس است.
http://nano.cancer.gov/news_center/2009/april/nanotech_news_2009-04-27d.asp

 

+ نوشته شده در  88/03/26ساعت 22:13  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

درمان سرطان با نانوذراتي با قدرت هدفگيري بهتر

نانوذرات بايد طوري طراحي شوند که تومورها را بهتر هدفگيري کنند. محققان دانشگاه تورنتو نشان داده‌اند رفتار هدفگيري نانوذرات به اندازه ذرات و شيمي سطحي آنها درون بدن موجود زنده بستگي دارد. به‌کارگيري راهبردهاي طراحي اينچنيني براي حامل‌هاي رسانش نانويي به معني شناسايي سرطان با حساسيت بيشتر بوده و منجر به درمان‌هاي بهتر و در نهايت امکان زنده ماندن بيشتر براي بيماران مي‌شود.

وارن چان رهبر اين گروه تحقيقاتي مي‌گويد: «حال محققان مي‌توانند پارامترهاي فيزيکي و شيميايي نانوذرات را مورد توجه قرار دهند تا هدفگيري سرطان را به همراه روش‌هاي تشخيص مولکولي پرکاربردتر بهبود بخشند. چنين راهبردهاي طراحي براي استفاده از نانوساختارها به عنوان حامل‌هاي رسانش دارو منحصر به فرد هستند».

محققان دانشگاه تورنتو بررسي خود را با طراحي يک سري از نانوذرات با اندازه و شيمي سطح متفاوت (مثلاً ذرات حاوي پلي اتيلن گليکول) آغاز کردند. سپس اين نانوذرات را به درون بدن يک حيوان داراي تومور سرطاني نزريق نمودند. جداسازي تومور از بدن اين حيوان و بررسي غلظت نانوذرات درون تومور جدا شده با استفاده از روش‌هاي مختلفي همچون تصويربرداري اُپتيکي گام بعدي آنها بود. با اين کار آنها توانستند تشخيص دهند که چگونه شکل و شيمي سطحي نانوذرات بر رفتار دارويي آنها تأثير مي‌گذارد. اين رفتار تعيين کننده نحوه تجمع آنها درون تومور است.

چان و همکارانش دريافتند که نحوه نفوذ نانوذرات به درون تومور به شدت به اندازه کلي ذرات بستگي دارد. به‌عنوان مثال ذرات بزرگ‌تر نزديک رگ‌هاي خوني باقي مي‌مانند در حالي که ذرات کوچک‌تر به سرعت وارد تومور مي‌شوند.

با وجودي که دانشمندان مي‌دانند که چگونه نانوساختارها با سامانه‌هاي زيستي برهمکنش مي‌کنند، اما دانش آنها در اين زمينه محدود است. چان مي‌گويد: «هدف گروه من اين است که تمام پارامترهاي نانوساختارها از جمله شکل و بار سطحي آنها را براي هدفگيري درون‌تني بررسي کنيم. با انجام اين مطالعات بنيادي در حال توسعه چارچوبي هستيم که طراحي نانوساختارها را به سمت درمان بهتر سرطان رهنمون خواهد ساخت».

اين گروه پژوهشي همچنين در حال طراحي عوامل وضوح تصوير بهتر به‌عنوان بخشي از اين کار هستند. جزئيات اين کار پژوهشي در مجله Nano Letters منتشر شده است.
http://nanotechweb.org/cws/article/tech/38686

+ نوشته شده در  88/03/24ساعت 20:28  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

اولين تصاوير با تفکيک‌پذيري بالا از مراحل اوليه رشد استخوان

محققان دانشگاه فناوري آيندهوون (TU/e) براي اولين بار توانسته‌اند تصاويري با تفکيک‌پذيري بالا از مراحل اوليه رشد استخوان بگيرند. آنها از پيشرفته‌ترين ميکروسکوپ الکتروني دنيا براي گرفتن تصاوير سه‌بعدي از نانوذراتي که در قلب اين فرايند قرار دارند، استفاده کرده‌اند. نتايج به دست آمده موجب ايجاد درک بهتري از رشد استخوان، دندان، و صدف مي‌شوند. همچنين با استفاده از اين نتايج مي‌توان مواد مبتني بر طبيعت بهتري براي کاربردهاي صنعتي توليد کرد. نتايج اين پژوهش روي جلد مجله Science شماره 13 مارس منتشر شده است.
تصوير سه‌بعدي از بلورهاي کربنات کلسيم
اين گروه تحقيقاتي به رهبري دکتر نيکو سومريک از خوشه‌هاي کوچک با سطح مقطع 7/0 نانومتر در محلولي از کربنات کلسيم (ماده اصلي پوسته صدف) تصويربرداري کردند. آنها براي اولين بار نشان دادند که اين خوشه‌ها که هريک تنها از حدود 10 يون تشکيل شده‌اند، آغاز رشد فرايندي هستند که در طي آن در نهايت مواد معدني زيستي بلوري شکل مي‌گيرند.

آنها براي انجام اين تصويربرداري از تفکيک‌پذيري بالاي يک ميکروسکوپ الکتروني خاص به نام cryoTitan ساخت شرکت FEI استفاده کردند. اين ميکروسکوپ آنها را قادر ساخت براي اولين بار تصاوير سه‌بعدي از نمونه‌هاي به سرعت منجمد‌شده بگيرند. اين تصاوير نشان دادند که چگونه خوشه‌هاي موجود در محلول تشکيل هسته داده و به نانوذرات بزرگ‌تر بدون ساختار مشخص با اندازه تقريبي 30 نانومتر تبديل مي‌شوند.

سطح آلي اعمال شده توسط محققان اين اطمينان را ايجاد مي‌کند که اين نانوذرات بتوانند به ذرات بزرگ‌تري رشد نموده و بعداً بتوان با نظم‌دهي يون‌ها، بخش‌هاي بلوري روي آنها ايجاد کرد. پژوهشگران TU/e نشان دادند لايه آلي کارکرد ديگري نيز دارد: اين لايه، جهت‌گيري رشد مواد معدني و تبديل شدن آنها به ماده معدني زيستي کامل را با دقت بالايي تعيين مي‌کند. حال آنها اميدوارند نشان دهند مکانيسمي که کشف کرده‌اند در مورد تشکيل مواد معدني زيستي ديگر، و حتي مواد معدني ديگر صادق است. دانستن اين مسأله براي تحقيقات مربوط به رشد استخوان و ساخت قطعات جايگزين استخوان بسيار مهم است. به علاوه مي‌توان از نتايج اين پژوهش در فناوري نانو نيز استفاده کرده و نحوه رشد نانوذرات را همانند طبيعت و از طريق برهمکنش‌هاي بسيار ظريف ميان مواد معدني و آلي کنترل کرد.

معدني‌سازي زيستي

معدني‌سازي زيستي تشکيل مواد معدني در يک محيط زيستي است، همانگونه که در استخوان، دندان، و صدف ديده مي‌شود. در اين فرايند تشکيل مواد معدني با استفاده از مولکول‌هاي زيستي خاصي همانند شکرها يا پروتئين‌ها به دقت کنترل مي‌شود.
http://www.nanowerk.com/news/newsid=9626.php
+ نوشته شده در  88/03/20ساعت 21:6  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

کشف نانوموتورهاي تقويت‌کننده صوت در داخل گوش

محققان در دانشگاه تگزاس کشف کرده‌اند که چگونه صداهاي ضعيف بوسيله نانولوله‌هاي شبه مو و ريز واقع در انتهاي سلول‌هاي مويي در داخل گوش تقويت مي‌شوند. موقعي که اين نانولوله‌ها به جلو و عقب در نوسان هستند، به‌عنوان يک موتور انعطاف‌پذير الکتريکي ("flexoelectric") عمل کرده و صوت را بصورت مکانيکي تقويت مي‌کنند.

ريچارد رابينت، يکي از اين محققان مي‌گويد: ما يک موتور نانومقياس جديد در داخل گوش کشف کرده‌ايم. در داخل گوش يک تقويت‌کننده مکانيکي است که براي تقويت مکانيکي از نيروي الکتريکي استفاده مي‌کند. هنگامي که صوت وارد گوش مي‌شود، اين تقويت‌کننده، صوت را تقويت مي‌کند. اگر گوش شما چنين مکانيزمي نداشت، براي شنيدن به صداهاي بسيار قوي نياز داشتيد.
 
شمايي از قسمت حلزون گوش.
اين محققان فکر مي‌کنند که تبديل الکتريسيته به کار مکانيکي بوسيله اين نانوموتورهاي انعطاف‌پذير الکتريکي، ممکن است در فرآيندهايي از قبيل ساخت حافظه و هضم غذا نيز کاربردهايي داشته باشد.

در گوش قسمتي بنام حلزون گوش (cochlea) است. حلزون گوش در واقع قسمت پرشده از سيال در داخل گوش است که نوسان‌هاي ناشي از صداهاي ورودي را به سيگنال‌هاي عصبي تبديل کرده و آنها را بواسطه عصب شنيداري (auditory) به مغز منتقل مي‌کند. سلول‌هاي مويي در اين قسمت گوش قرار دارند. اين محققان متوجه شده‌اند که دسته‌هايي از نانولوله‌هاي شبه‌مو و ريزي در انتهاي سلول‌هاي مويي وجود دارد که معروف به stereocilia هستند. اين نانولوله‌هاي به جلو و عقب در نوسان هستند و صداهاي ورودي را بواسطه پديده‌اي معروف به اثرانعطاف‌پذيري الکتريکي يا فِلِکسوالکتريک به صورت مکانيکي تقويت مي‌کنند. در واقع رقص اين نانومواد شبه‌مو انسان را براي شنيدن صداها کمک مي‌کند.

اين تحقيق بخشي از تلاش محققان براي درک حساسيت اعجاب‌انگيز شنوايي انسان است.

نتايج اين تحقيق در مجله plos one منتشر شده است.
http://www.nanowerk.com/news/newsid=10208.php
+ نوشته شده در  88/03/20ساعت 21:5  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

کشتن سلول‌هاي سرطاني توسط نانوگردنبندهاي مرواريدي

محققان در دانشگاه پوردو، پروب‌هاي نانومتري ابداع کرده‌اند که به موقعيت‌يابي دقيق محل تومورها کمک کرده و مي‌توانند مستقيماً به سلول‌هاي سرطاني حمله نمايند. دکتر جوزف ايروداياراج، رهبر اين گروه مي‌گويد: "اگر ما يک تومور داشته باشيم. اين نانوپروب‌ها توانايي قفل‌شدن بر روي آن را دارند و مي‌توانند داروها را به سوي هدف حمل کرده و سلول‌هاي سرطاني را نيز مشخص نمايند. "

پژوهشگران قبلاً نوک‌هايي را طراحي کرده‌اند که يا از نانوميله‌هاي طلا استفاده مي‌کند و يا از نانوذرات مغناطيسي اکسيدآهن بهره مي‌گيرند ولي نانوپروب‌هاي دکتر ايروداياراج از هر دو استفاده کرده و در نتيجه در هنگام حرکت به سمت سلول‌هاي سرطاني، شناسايي آنها با انواع ابزار‌هاي تصويربرداري مختلف، آسان‌تر مي‌گردد. ذرات اکسيد آهن مغناطيسي را مي‌توان با استفاده از تصويربرداري رزونانس مغناطيسي (ام. آر. آي) رديابي کرد در حالي که نانوميله‌هاي طلا خاصيت لومينسانس دارند و بايد به روش ميکروسکوپي آنها را رديابي نمود که فرآيندي حساس‌تر و دقيق‌تر است.

دکتر ايروداياراج يادآوري مي‌کند که ام‌آر‌آي براي شناسايي پروب‌ها دقت کمتري نسبت به لومينسانس نوري دارد ولي اين مزيت را دارد که شناسايي آنها را در اعماق بيشتر پوست امکانپذير کرده و لذا دامنه کاربرد پروب‌ها را افزايش مي‌دهد. نانوميله‌هاي طلا همانند يک "رشته" عمل مي‌کنند در حاليکه نانوذرات اکسيدآهن که به نانوميله‌ها متصل شده‌اند نقش "مرواريد" را ايفا مي‌نمايند.

اين نانوپروب‌ها حاوي پادتن هِرکپتين مي‌باشند که در درمان سرطان جابجا‌شونده سينه مورد استفاده قرار مي‌گيرد. آزمايشات نشان داده‌اند که اين پروب‌ها سلول‌هاي سرطان سينه را هدف‌گيري‌کرده و به آنها متصل مي‌شوند. اين محققان، همچنين نشان داده‌اند که زمانيکه نانوپروب‌ها را در معرض نور نزديک به مادون قرمز قرار داده‌شوند، عملکردي همانند عوامل ضد سرطان نوري حرارتي خواهند داشت. اين پژوهشگران هم‌اکنون در تلاشند تا عوامل ضدسرطان ديگري را نيز به اين ساختارهاي نانومتري بيافزايند.

http://nano.cancer.gov/news_center/2009/april/nanotech_news_2009-04-27c.asp

اين محققان نتايج خود را در مجله‌ي Angewandte Chemie International Edition منتشر کرده‌اند.

+ نوشته شده در  88/03/19ساعت 2:25  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

نانوحسگرهايي براي تشخيص ويروس HIV

مرکز تحقيقات علوم فيزيکي و مهندسي (EPSRC) کمک‌هزينه‌اي به مبلغ دو ميليون پوند به مرکز تحقيقات فناوري نانو لندن اختصاص داده است. اين مرکز با استفاده از اين کمک‌هزينه ابزار جديدي را توسعه خواهد داد که به بيماران مبتلا به HIV کمک مي‌کند وضعيت سلامتي و تأثير درمان‌هاي استفاده شده را خودشان بررسي نمايند.

اين ابزار به بيماران کمک مي‌کند فعاليت ويروس را خودشان تحت نظر داشته و در نتيجه دفعات مراجعه آنها به پزشک کاهش مي‌يابد. اين وسيله به عنوان يک سيستم هشداردهنده عمل نموده و در صورتي که ويروس در برابر درمان‌هاي انجام شده مقاومت نشان دهد، اين مسأله را به اطلاع بيمار مي‌رساند تا اقدامات پزشکي لازم صورت پذيرد. همچنين مي‌تواند به پزشکاني که در کشورهاي در حال توسعه فعاليت مي‌کنند و نياز به روش‌هاي تشخيصي سريع دارند، ياري نمايد.

در اين پژوهش مهندسان، فيزيک‌دان‌ها، شيمي‌دان‌ها، ويروس‌شناس‌ها و پزشکان باليني کنار هم جمع شده و ابزاري را ايجاد خواهند کرد که همانند دستگاه دستي تست انسولين براي بيماران ديابتي، براي بيماران مبتلا به ايدز عمل خواهد کرد.

اين ابزار از حسگرهاي مکانيکي کوچکي به نام آرايه‌هاي نانوپايه‌اي استفاده مي‌کند تا HIV و پروتئين‌سازهاي ديگري را که نشاندهنده افزايش سطح ويروس در خون و پاسخ بدن به آن است، اندازه بگيرند.

اين دستگاه روي يک صفحه نمايش عددي پيغامي را نشان مي‌دهد که حاوي توصيه روشني براي بيمار است. به عنوان مثال مي‌توان به بيماران اطلاع داد که اگر سطح ويروس تغيير نکند، وضعيت آنها پايدار است، و اگر سطح ويروس افزايش يابد، بايد به پزشک خود مراجعه کنند.

دکتر آناماريا گورتي يکي از محققان اين پروژه مي‌گويد: «اگر بيمار داروهاي خود را استفاده نکند، يا نياز ضروري به مراجعه به پزشک خود داشته باشد، اين ابزار به سادگي آن را به اطلاع بيمار مي‌رساند. اين وسيله بيماران HIV را قادر خواهد ساخت تا وضعيت سلامتي و درماني خود را به دقت تحت نظر داشته باشند».

تحمين زده مي‌شود که در انگليس حدود 70000 حامل ويروس HIV وجود داشته باشد. در کل دنيا اين بيماري فراگير شده و امروزه حدود 35 ميليون نفر با ايدز زندگي مي‌کنند که دو سوم آنها در جنوب صحراي آفريقا هستند. انتظار مي‌رود اين پيشرفت جديد بهبود قابل توجهي در زندگي بيماران انگليسي ايجاد کرده و انگليس را در رأس تحقيقات مربوط به ايدز قرار دهد.

http://www.physorg.com/news158234040.html

+ نوشته شده در  88/03/19ساعت 2:24  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

استفاده از دی ان ای در تولید نانوموتور نوری

محققان دانشگاه فلوریدا با کمک گرفتن از ساختار دی ان ای موفق به تولید نانوموتوری شدند که نیروی خود را از نور به دست آورده و هیچ قطعه متحرکی ندارد.

به گزارش خبرگزاری مهر، نانوموتور یکی از ابداعات شگفت انگیزی است که روزی قادر خواهد بود نیروی مورد نیاز میکروروباتها را به منظور مقابله با ویروسها یا از بین بردن مواد مسموم در بدن انسان فراهم آورند.

 محققان دانشگاه فلوریدا موفق به تولید اولین نانو موتور تک قطعه ای کم انرژی شدند که انرژی خود را به واسطه واکنشهای نوری شیمیایی دی ان ای تامین می کند.

این موتورها مشابه یک جفت انبرک بوده و در هنگام تابیده شدن نور ماورا بنفش بر روی آنها، عناصر شیمیایی حساس به نور باعث ایجاد خمیدگی در دی ان ای که نقش رانشی را در موتور به عهده دارد شده و دهانه انبرکها را باز می کند. در مقابل نور طیف مرئی باعث بازگشت واکنشهای شیمیایی شده و انبرکها بسته می شوند.

به گفته محققان دانشگاه فلوریدا، نانوموتورهای یک قطعه ای امکان سر هم بندی آسانتر و تولید سریعتر را به وجود خواهند آورد.
این موتورها را می توان با قرار دادن در کنار یکدیگر به صورت رشته ای درآورد و در حرکت دادن میکروروباتها در سطحی وسیع و یا به صورت مجزا مورد استفاده قرار داد.

بر اساس گزارش پاپ ساینس، میکروروباتها در آینده ای نه چندان دور به منظور انجام انواع درمانهای درونی بدن از جمله مبارزه با ویروسهای بیماریزا و یا انتقال دارو به نقاط تعیین شده بدن مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

خبرگزاری مهر

+ نوشته شده در  88/03/18ساعت 0:29  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

استفاده از DNA به عنوان قالبي براي توليد نانولوله‌ها

محققان دانشگاه مک‌گيل روش تازه‌اي براي توليد نانولوله‌ها يافته‌اند. جالب اين است که آنها از "DNA" براي اين کار استفاده کرده‌اند.

گروهي از پژوهشگران به رهبري پروفسور هانادي اسليمن و با همکاري پروفسور گونزالو کوزا از دانشکده شيمي دانشگاه مک‌گيل توانسته‌اند با استفاده هوشمندانه از "DNA" و مولکول‌هاي غير"DNA" نانولوله‌هايي با شکل، انعطاف‌پذيري و تخلخل قابل کنترل بسازند.

نانولوله‌ها ساختارهاي بسيار کوچکي با قطر 6 تا 7 نانومتر هستند. يکي از ويژگي‌هاي بسيار جالب اين مواد طول بسيار زياد آنهاست که تا 20000 نانومتر مي‌رسد. اين ساختارها با وجود کوچک بودن قابليت بسيار بالايي در حل مسائل کليدي پيش روي محققان فناوري نانو دارند. از جمله اين قابليت‌ها مي‌توان به طراحي حامل‌هاي رسانش دارو، توليد نانوسيم‌هاي الکترونيکي و قطعات کاشتني پزشکي، و فراهم کردن چارچوبي براي تبديل انرژي خورشيدي اشاره کرد.

اسليمن مي‌گويد: «به نظر مي‌رسد روش توليدي ما کاملاً به‌جاست. در حال حاضر مشغول بررسي کاربردهاي بالقوه اين مواد در دارورساني هستيم. صحبت کردن با اطمينان در اين مورد هنوز زود است، اما ارزش بررسي را دارد».

«"DNA" يک چارچوب فوق‌العاده براي توليد نانولوله‌هاست»

"DNA" با داشتن چهار حرف الفباي ساده A، T، C و g مي‌تواند تشکيل آرايه شگفت‌انگيزي از پروتئين‌ها را که در کنار هم زندگي را شکل مي‌دهند، هدايت کند. حال دقيقاً همين اطلاعات شيميايي ذخيره شده در "DNA" است که در فناوري نانو مورد استفاده قرار گرفته است.

در اين مورد، رشته‌هاي "DNA" به نحوي برنامه‌ريزي شدند که به شکل ساختارهاي يک، دو، و سه‌بعدي پيچيده درآيند. گروه اسليمن با وارد کردن مولکول‌هاي سنتزي به اين رشته‌هاي "DNA"، ويژگي‌هاي عملکردي و ساختاري بيشتري را درون اين نيروهاي فعال طبيعت وارد نمودند. آنها با استفاده از اين روش اولين نانولوله "DNA" با شکل کنترل شده را توليد کردند. با بهره‌گيري از اين تکنيک، لوله‌هاي مثلثي و مربعي‌شکل شگفت‌انگيزي توليد شدند.

اين نانولوله‌ها قابليت بسيار بالايي، به عنوان مثال در توليد نانوسيم‌هاي فلزي باشکل‌هاي مختلف دارند. لوله "DNA" مي‌تواند به عنوان يک قالب براي رشد فلزات عمل کرده و سيم‌هاي بسيار باريکي توليد نمايد که مي‌توانند کاربردهاي مختلفي داشته باشند.

اين گروه تحقيقاتي همچنين نشان دادند که چگونه مي‌توان اين نانولوله‌ها را به شکل تک‌رشته‌هاي «باز» يا جفت‌رشته‌هاي «بسته» توليد کرد. اين شکل‌ها مخصوصاً براي کپسوله کردن و رها نمودن انتخابي داروها نزديک سلول‌هاي ناسالم کارايي دارند.

http://www.physorg.com/news158858442.html

+ نوشته شده در  88/03/18ساعت 0:23  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

دارورساني با استفاده از نانولوله‌ها روي قطعات کاشتني تيتانيومي

يکي از استادان مهندسي مکانيک دانشگاه ايالتي کلرادو مطالعه جديدي را آغاز کرده است تا توانايي نانولوله‌هاي قرار گرفته روي قطعات کاشتني تيتانيومي را در رهايش داروهاي شيمي‌درماني و آنتي‌بيوتيک‌ها به طور مستقيم به قطعه کاشتني استخوان بررسي نمايد. اين کار باعث محدود کردن انتشار اين داروها در سراسر بدن و کاهش اثرات جانبي ناشي از انتشار آنها مي‌شود.

کتول پوپات و چهار دانشجوي وي توانايي نانولوله‌هاي کوچک تيتانيومي چسبيده روي قطعه کاشتني را در رهايش داروها و افزايش رشد استخوان روي سطح قطعه کاشتني بررسي مي‌کنند. تيتانيوم که يک فلز بسيار سخت و مقاوم در برابر خراش است، از سال 1970 در ابزارهاي پروتزي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. تيم پوپات تحقيقات را به مرحله بعدي رهنمون مي‌سازند: آيا افزايش مساحت سطحي تيتانيوم با استفاده از لوله‌هاي کوچک امکان رهايش کنترل شده دارو را که به رشد استخوان و سالم ماندن بافت کمک مي‌کند، فراهم مي‌آورد؟

پوپات مي‌گويد: «اميدواريم اين آرايه نانولوله‌اي که هندسه پيچيده بافت طبيعي را شبيه‌سازي مي‌کند، شبکه متخلخلي براي رشد و سالم نگه‌داشتن بافت ايجاد کند».

پوپات مي‌گويد گروه وي فرض را براين گذاشته است که اعمال نانولوله‌ها روي سطح قطعه کاشتني موجب افزايش رشد سلولي مي شود. اين رشد سلولي روي سطح قطعه کاشتني موجب تقويت پيوند ميان قطعه تيتانيومي و استخوان شده و کمک مي‌کند اين قطعه عمر بيشتري داشته باشد. اعمال اين نانولوله‌ها روي قطعه کاشتني موجب مي‌شود اين قطعات ثبات بيشتري درون بدن پيدا کرده و نيازي به جراحي‌هاي پيچيده وجود نداشته باشد.

پوپات مي‌افزايد: «اگر اين سيستم رهايش دارو موفقيت‌آميز باشد، کيفيت زندگي افراد را افزايش خواهد داد. داروي مورد استفاده در شيمي‌درماني 60 برابر بيشتر از مقدار مورد نياز است. ما مي‌توانيم دارو را در فاصله‌هاي زماني کوتاه‌تر يا بلند‌تر و به صورت هدفمند در محل مورد نظر رها نماييم. بدين ترتيب بيمار دارو را استفاده کرده و هيچ اثر جانبي مشاهده نمي‌کند».

پوپات در ژانويه 2008 به عنوان استاديار به دانشکده مهندسي دانشگاه ايالتي کلرادو پيوست. وي برنده کمک‌هزينه 300000 دلاري بنياد ملي علوم براي تحقيق در زمينه نانوپزشکي در سال 2008 شده است. يکي از اولين مقالات وي در زمينه اين مطالعه در شماره ژانويه مجله Nanotechnology منتشر شده است.http://www.nanowerk.com/news/newsid=9993.php
+ نوشته شده در  88/03/17ساعت 0:36  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

موفقیت محققان کشور در افزایش سنتز نانو ذرات طلا به ‌روش لیزری

پژوهشگران مرکز ملی علوم و فنون لیزر ایران با استفاده از تابش امواج اولتراسونیک موفق به افزایش سنتز لیزری نانو ذرات طلا شدند که این نانو ذرات دارای کاربردهای پزشکی، تهیه کاتالیست‌ها و قطعات اپتیکی خطی و غیر‌خطی هستند.

به گزارش خبرگزاری مهر، سیامک دادرس مجری طرح هدف از انجام این پژوهش را یافتن روشی برای افزایش بازدهی سنتز لیزری نانو ذرات طلا  ذکر کرد و گفت: نانو ذرات به دست آمده از روشهای متداول شیمیایی اغلب ناخالص است از این رو باید افزودنی های شیمیایی باقی مانده بر سطح آنها حذف شود.

وی افزود: به دلیل پایین بودن بازدهی سنتز در روش لیزری می توان به عنوان روشی مناسب و کارآمد برای سنتز این نانو ذرات استفاده کرد.

دادرس به جزئیات این پژوهش اشاره کرد و اظهار داشت: در این پژوهش از تابش همزمان co-irradiat ion پالسهای بسیار کوتاه لیزر Nd:YAG با سوئیچ Q و امواج اولتراسونیک برای انجام آزمایشهای سنتز نانو ذرات طلا بهره گرفته شد و اثر این امواج را در بهبود بازدهی سنتز مورد مطالعه قرار گرفت.

وی ادامه داد: طلای به کار رفته در سنتز نانو ذرات طلا یک قطعه طلا با خلوص 999/99 درصد بود. این ذرات در کف یک ظرف شیشه ای حاوی آب مقطر بدون افزودنیهای شیمیایی قرار گرفت. سپس ظرف مورد نظر در درون یک حمام اولتراسونیک که با توجه به شرایط آزمایش روشن یا خاموش بود، تعبیه شد. برای انجام آزمایشهای "کندوسوز" لیزری از یک لیزر Nd:YAG با سوئیچ Q استفاده شد که پرتو آن به وسیله روبشگر موجود در خروجی لیزر جا به جا و با استفاده از لنز f-theta روی قطعه کار کانونی و کندوسوز ناشی از آن منجر به تشکیل نانو ذرات طلا شد.

+ نوشته شده در  88/03/08ساعت 23:40  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

تزريق دارو با کمک نانولوله‌هاي تيتانيا

مي‌توان از نانولوله‌هاي دي‌اکسيد تيتانيوم براي تزريق داروهاي به‌صورت موضعي و طي چندين هفته به منظور مشارکت در ساخت و اصلاح استخوان‌ها و مفاصل دچار نقص استفاده نمود. پژوهشگران دانشگاه‌ کاليفرنيا در سانفرانسيسکو و دانشگاه ايالت پنسيلوانيا نشان داده‌اند که اين نانولوله‌ها مي‌توانند آلبومين که يک مولکول پروتئيني بزرگ است را همانند داروهاي با مولکول کوچک مانند سيروليموس و پاکليتاکسل آزاد نمايند.

اين پژوهش جديد که با نظارت ليلي ‌پنگ انجام شده است نشان مي‌دهد که نانولوله‌هاي TiO2 مي‌توانند تزريق بلندمدت مولکول‌هاي کوچک و داروهاي پروتئيني را کنترل نمايند. اين موضوع با روش‌هاي قبلي که در آن از پوشش پليمري بر روي استنت فلزي يا ايمپلنت سراميکي براي کنترل رهاسازي دارو استفاده مي‌شود، قابل مقايسه است.
 
تصاویر HRSEM از این نانولوله‌ها.
تجال‌ دسال از دانشگاه کاليفرنيا در سانفرانسيسکو و يکي از اين محققان مي‌گويد: روش ما، يک نانوساختار معدني (نانولوله‌هاي TiO2) را بدون استفاده از پليمرها بر روي سطح ايمپلنت قرار داده و رهاشدن دارو را کنترل مي‌نمايد. پليمرها اغلب و خصوصاً در کاربردهاي استنت، در اثر تخريب در بدن منجر به واکنش‌هاي فاسدکننده مي‌شوند.

اين پژوهشگران مي‌گويند که مي‌توانند نانولوله‌ها را مستقيماً بر روي سطح ايمپلنت رشد داده، به طوري که آنرا به هر شکلي در بياورند. به علاوه بسياري از نانولوله‌ها مي‌توانند بر روي سطوح بزرگ متصل شوند و همه آنها نيز مي‌توانند در يک زمان با مولکول‌هاي دارويي پر شوند.

نانولوله‌ها، مولکول‌هاي کوچک دارو را طي چند هفته و مولکول‌هاي بزرگ‌تر را طي يک ماه آزاد و رها مي‌نمايند. داروي آزاد شده از نظر زيستي فعال بوده و سرعت آزاد شدن آن به قطر لوله بستگي دارد.

به گفته اين پژوهشگران، از نانولوله‌هاي تيتانيا مي‌توان در استنت‌هاي آزادکننده دارو و نيز تزريق موضعي آنتي‌بيوتيک‌ها، داروها يا عوامل رشد از طريق ايمپلنت‌هاي ترميم‌کننده يا دندانپزشکي استفاده نمود. آنها اکنون تصميم به انجام مطالعات در داخل بدن موجود زنده و بخصوص در کاربرد استنت ماهيچه‌اي دارند.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Nano Letters منتشر شدهاست.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/38554
+ نوشته شده در  88/03/05ساعت 11:29  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

درمان MS با باکي‌بال‌ها

محققان دانشگاه تل‌آويو براي درمان بيماري MS از باکي‌بال‌ها بهره برده‌اند. دکتر ميشل گزين از دانشکده شيمي دانشگاه تل‌آويو با همکاري گروه پروفسور هاوارد وينر از Brigham و بيمارستان زنان دانشکده پزشکي هاروارد تلاش مي‌کنند نسل جديدي از داروهاي بيماري MS را بر اساس سامانه دارورساني مبتني بر باکي‌بال توسعه دهند. باکي‌بال‌ها که از کربن خالص ساخته شده‌اند، مي‌توانند به عنوان آنتي‌اکسيدان‌هاي قوي عمل کرده و نورون‌هاي مغز را زنده و فعال نگه دارند.

در حال حاضر هيچ درماني براي بيماري MS وجود ندارد. اين بيماري ابتدا انسان را فلج کرده و سپس مي‌کشد.

باکي‌بال‌ها و نانولوله‌هاي کربني قابليت بسيار بالايي براي استفاده در حسگرها و کاربردهاي الکترونيکي داشته و امکان توليد پردازنده‌هاي کوچک‌تر و سريع‌تر را براي دانشمندان ايجاد مي‌کنند.

تاکنون عوامل درماني مبتني بر باکي‌بال‌ها در پزشکي مورد استفاده قرار نگرفته‌اند. اما محققان دانشگاه تل‌آويو و هاروارد بر اين باورند که مي‌توانند مشکلات مربوط به استفاده از اين نانوماده را حل کنند. آنها تلاش مي‌کنند اختراع ثبت شده خود را تجاري کنند. اگر اين کار موفقيت‌آميز باشد، تيم متشکل از محققان تل‌آويو و هاروارد خواهند توانست اميدهاي جديدي براي ميليون‌ها بيمار MS در کل دنيا به ارمغان بياورند.

گروه پژوهشي تل‌آويو اولين گروهي در دنيا هستند که آنتي‌اکسيدان‌هاي هدف گيرنده مغز را سنتز نموده‌اند تا نورون‌هاي آسيب‌ديده در مغز را درمان کنند. آنها مي‌گويند آزمايش‌هاي پيش‌باليني روي حيوانات موفقيت‌آميز بوده است. آنها از اين روش براي درمان آلزايمر نيز بهره مي‌برند، اما درمان مطمئن و موثر MS اولويت اول آنهاست.

MS يک بيماري خودايمني است که امکان کنترل حرکت را از افراد صلب مي‌کند. هيچ کسي نمي‌داند چگونه افراد زيادي دچار MS مي‌شوند.

دکتر گزين مي‌گويد: « MS يک بيماري باليني بسيار جدي است. من در آرزوي توليد يک دارو با استفاده از يک ايده جديد بودم». او ايده را با پروفسور هاوارد وينر، متخصص MS در دانشگاه هاروارد مطرح نمود و آن دو يک همکاري را آغاز کردند.

گزين توضيح مي‌دهد: «مي‌خواستم با استفاده از آنتي‌اکسيدان‌ها، گيرنده‌هاي خاصي در مغز را که با پيشرفت اين بيماري ارتباط داشتند، هدفگيري کرده و از تخريب عملکردهاي حرکتي در بيماران MS جلوگيري کنم. ما با استفاده از فولرين C60، مولکولي جديد توليد کرديم. در حال حاضر مشغول کار روي نسل جديدي از اين مولکول‌ها هستيم که حاوي مواد سمي کمتر و مواد طبيعي بيشتري هستند».

http://www.physorg.com/news156706234.html
+ نوشته شده در  88/03/05ساعت 11:28  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

استفاده از نانو الماسها در مداوای سرطان

محققان موسسه مهندسی و علوم کاربردی مک کورمک با کمک نانو ذرات الماس موفق به ارائه ابزاری جدید شده اند که می تواند داروهای درمانی را بدون وارد آوردن آسیب به سلولهای سالم وارد نسوج سرطانی کند.

به گزارش خبرگزاری مهر، محققان معتقدند نانومواد کوچکتر از 100 هزار میلیونیوم متر می توانند سیستمهای رایج انتقال دارو را متحول کند. شیوه ای که می تواند آثار مسموم شیوه های درمانی سرطان از جمله شیمی درمانی را کاهش داده و احتمال درمان سرطان را افزایش دهند.

محققان کالج مهندسی و علوم کاربردی مک کورمک با استفاده از نانو الماسها ابزاری جدید برای انتقال مقادیر تعیین شده ای از دارو به سلولهای تعیین شده ارائه کردند. آزمایشها نشان می دهد این نانو مواد قادرند تاثیری بیشتر از شیوه های درمانی مشابه شیمی درمانی را بدون ایجاد آثار سو بر روی سلولها داشته باشند.

به گفته محققان خوشه های نانو الماس ذرات دارویی را به گونه ای در بر می گیرند که احتمال نفوذ آنها به سلولهای سالم به صفر برسد و تنها زمانی اجازه خروج دارو ها را خواهند داد که به سلولهای سرطانی رسیده باشند. از دیگر آثار امیدوار کننده این مواد عدم ایجاد التهاب در نسوج بدن پس از آزادسازی داروها است.

نانو الماسها به دو شیوه قادر به انتقال داروها هستند. در شیوه اول این ذرات مشابه قلم خودنویس داروها را در بر گرفته و در میان سلولهای بیمار رها می کنند و در شیوه دوم با عملکردی مشابه سرنگ به درون سلولها تزریق می شوند. در این صورت میزان داروی انتقال داده شده و تاثیر آن بر روی سلولهای بیمار تحت کنترل پزشک درآمده و آثار سوء داروهای درمان سرطان بر روی نسوج سالم به میزان قابل توجهی کاهش خواهد یافت.

بر اساس گزارش گیزمگ، این تحقیقات تحت حمایت سازمان ملی علوم و موسسه ملی بهداشت بوده و نتایج آن به تازگی در نشریه علمی اسمال منتشر شده است.

+ نوشته شده در  88/03/03ساعت 0:3  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

هموارکردن راه پيشگيري از سرطان توسط نانوذرات

شايد بهترين راه براي حمله به سرطان، جلوگيري از پيشرفت در رشد آن در اولين نقطه ‌است. بر اساس پژوهشي که اخيرا توسط پژوهشگران دانشگاه ويسکونسين- ماديسون به رهبري دکتر حسن مختار منتشر شده‌است ممکن است نانوذرات قادر باشند که پيشگيري شيميايي از سرطان را به واقعيت تبديل نمايند.

پژوهشگران با استفاده از نانوذراتي که از پليمر زيست‌سازگار ساخته‌شده است ‌توانستند يک نوع مولکول از چاي سبز را کپسوله نمايند. اين مولکول موجب آغاز مرگ سلولي شده و از تشکيل رگ هاي خوني جلوگيري مي‌نمايد. اين دو عمل بيوشيميايي مي‌توانند از سرطان جلوگيري نمايد.

يکي از مسايل مهم در پيشگيري شيميايي – به معناي استفاده از مولکول‌هاي بيولوژيکي فعال براي عقيم نمودن سرطان قبل از اينکه پايگاه ثابتي در بدن ايجاد نمايد- اين است که هر يک از مواد و عوامل، به ميزان بسيار زيادي ايمن باشند. زيرا شخصي که در معرض سرطان است نيازمند آن است که عامل پيشگيري‌کننده شيميايي را بر مبناي صحيح و براي طولاني مدت مورد استفاده قرار دهد. به علت اين نياز است که بسياري از پزوهشگران مولکول‌هايي که از طبيعت براي فعاليت در پيشگيري شيميايي از سرطان به‌دست مي‌آيند، را زير نظر قرار داده‌اند. يکي از اين مولکول‌ها اپيگالوکاتچين-3-گالات (EGCG) است که در چاي سبز وجود دارد و قابليت پيشگيري شيميايي آن در بسياري از مطالعات آمايشگاهي و درون بافتي به اثبات رسيده‌است. اما بدن، اين مولکول را به سرعت تخريب مي‌کند که موجب محدود‌‌شدن اثرات باليني آن مي‌گردد.

گروه پژوهشي دانشگاه ويسکونسين اين مشکل را با استفاده از نانوذرات حل نموده‌اند. زمانيکه اين پژوهشگران EGCG را درون اين نانوذرات پليمري زيست‌سازگار قرار دادند، فعاليت آن را در ممانعت از تشکيل سرطان بيش از ده برابر تقويت کردند. ساير مشاهدات نيز نشان مي‌دهد که اين افزايش فعاليت، ناشي از افزايش قابل توجه نيمه‌عمر EGCG در بدن مي‌باشد.

نتايج اين تحقيق تحت عنوان «درآمدي بر پيشگيري نانوشيميايي به عنوان رويکردي جديد در سرطان: اثبات مباني با استفاده از پلي فنل اپيگالوکاتچين-3-گالات چاي سبز» در مجله‌ي Cancer Research منتشر شده‌است.
http://nano.cancer.gov/news_center/2009/march/nanotech_news_2009-03-25d.asp
+ نوشته شده در  88/02/29ساعت 0:24  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

هدف‌گيري و کشتن سلول‌هاي سرطان سينه توسط نانوذرات دوقلو

داروهايي که در مدت شيمي‌درماني تجويز مي‌شوند، مي‌توانند اثرات جانبي بدي بدنبال داشته باشند. اين اثرات جانبي بدين علت روي مي‌دهد که داروهاي وارد شده به بدن، همان‌گونه که سلول‌هاي سرطاني را هدف قرار مي‌دهد، به سلول‌هاي سالم نيز آسيب مي‌رسانند. اکنون شيمي‌دان‌هاي دانشگاه براون، نانوذره‌اي دوقلو را ابداع کرده‌اند که بطور خاص سلول سرطاني Her-2-positive که يک سلول بدخيم بوده و حدود 30% از بيماران سرطان سينه را تحت تأثير قرار مي‌دهد، مورد هدف قرار مي‌دهد.
ظاهر این نانوترکیب همانند یک دمبل کشیده شده است.
اين پژوهشگران با اتصال يک نانوذره طلا به يک نانوذره اکسيد آهن، نانوذره‌اي دوقلو را ساخته‌اند. آنها در يک طرف يک پروتئين پادتن مصنوعي به نانوذره اکسيد آهن اتصال دادند. در سوي ديگر نيز به نانوذره طلا، سيس‌پلاتين را متصل نمودند. ظاهر اين نانوترکيب همانند يک دمبل کشيده شده است.

در اين حالت نانوذره اکسيدآهن همانند GPS عمل نموده و مشابه يک موشک هدايت شونده درون سلول سرطان سينه Her-2 جاي مي‌گيرد. پادتن متصل‌شده، از آن جهت حائز اهميت است که با پادژن- پروتئيني که بر روي سطح سلول بدخيم واقع شده است- پيوند برقرار مي‌نمايد. از سوي ديگر، زماني که پادتن و پاد‌ژن به يکديگر متصل مي‌شوند، خودروي نانوذره‌اي بر روي سلول سرطاني لنگر مي‌اندازد. در اين هنگام، خودرو مسافر خود- سيس‌پلاتين- را درون سلول بدخيم پياده مي‌کند.

گروه پژوهشي براون در حرکتي ماهرانه براي پيوند دادن نانوذرات طلا با سيس‌پلاتين، از پيوند کووالانسي حساس به pH استفاده نمودند تا اطمينان حاصل نمايند که دارو در داخل بدن رها نشده بلکه تا زمان آزاد شدن در درون سلول بدخيم، اتصال خود را با نانوذره حفظ کرده است.

در آزمايشهاي انجام شده در آزمايشگاه، ترکيب طلا- نانوذره آهن به طور موفقيت آميز، سلول هاي سرطاني را هدف قرار داده و داروهاي ضد سرطاني درون سلول هاي بدخيم وارد نمود و در 80% از موارد، اين سلول ها را از بين برد.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Journal of the American Chemical Society منتشر شده‌است.

http://www.physorg.com/news155940166.html
+ نوشته شده در  88/02/28ساعت 1:50  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

تشخيص بوهاي مختلف با استفاده از بيني الکترونيکي

محققان کره‌اي گيرنده‌هاي بويايي انسان را با فناوري نانو ترکيب کرده و نوع جديدي از «بيني بيوالکترونيکي» توليد کرده‌اند که اميدوارند بتواند به درک بيشتر حس بويايي انسان کمک کند.

تاي هيونک پارک و جيونگسيک جانگ از دانشگاه ملي سئول تخصص گروه تحقيقاتي خود در زمينه فناوري زيستي و ابزارهاي پليمري رسانا را با يکديگر ترکيب نموده و پروتئين‌هاي گيرنده بويايي انسان (hOR) را روي نانولوله‌هاي پليمري رسانا سوار کردند. سپس اين نانولوله‌ها را به آرايه‌اي از ميکروالکترودها متصل کرده و يک ترانزيستور اثر زمينه ساختند. زماني که مولکول‌هاي بو به گيرنده‌هاي پروتئيني متصل مي‌شوند، تغييراتي در سيگنال الکتريکي ترانزيستور ايجاد کرده و موجب تشخيص بو مي‌شوند.

پارک مي‌گويد اين سيستم مي‌تواند بو را به خوبي تشخيص دهد. او توضيح مي‌دهد: «اين پروتئين‌ها در سطح خود داراي گروه‌هاي آميني هستند؛ پليمرهاي رسانا نيز با گروه‌هاي اسيد کربوکسيليک عامل‌دار شده‌اند؛ در نتيجه پروتئين‌ها مي‌توانند با تشکيل پيوندهاي پپتيدي به صورت کووالانسي به نانولوله‌ها متصل شوند. وجود اين پيوند کووالانسي بدين معناست که اگر مولکول‌ها بو به گيرنده‌هاي پروتئيني متصل شوند، سيگنال حاصله به خوبي به نانولوله‌ها منتقل مي‌شود».
 
گيرنده مورد استفاده در اين ابزار به خوبي به بوتيرات آميل متصل مي‌شود. آميل بوتيرات استري با بوي آناناس يا زردآلو است که به عنوان افزودني غذايي استفاده مي‌شود. اين گروه پژوهشي دريافتند که مي‌توانند به راحتي غلظت‌هاي بسيار کم (فمتومولار) از آميل بوتيرات را با اين ابزار تشخيص دهند، در حالي که استرهاي مشابه (همانند بوتيل يا هگزيل بوتيرات) که تنها در يک اتم کربن با مولکول اصلي تفاوت دارند، با غلظت‌هاي 10 ميليارد برابر بيشتر هيچ پاسخي را توسط اين شناساگر موجب نشدند.

پارک مي‌افزايد: «حساسيت و انتخابگري اين ابزار بسيار خوب است که نشان مي‌دهد پروتئين هنوز به خوبي عمل مي‌کند و در اثر اتصال به نانولوله، آسيب نديده است. هنوز نمي‌دانيم اتصال اين پروتئين‌هاي گيرنده بو به نانولوله‌ها چه تغييري در کنفورماسيون آنها ايجاد کرده است، اما مي‌بينيم که هنوز کار مي‌کند».

با وجودي که اين ابزار کاربردهاي زيادي در تشخيص مولکول‌هاي خاص دارد، پارک توضيح مي‌دهد که آنها مي‌خواهند از اين ابزار براي درک بهتر چگونگي عملکرد حس بويايي انسان کمک بگيرند. او مي‌گويد: «حدود 370 تا 380 گيرنده بويايي مختلف وجود دارند، اما بسياري از آنها انتخابگري خاصي براي مولکولي ويژه نداشته و مولکول هدف برخي از آنها را نمي‌شناسيم. ما بايد تعداد زيادي از اين گيرنده‌ها را روي اين ابزار جديد استفاده کرده و سپس ابزارهايي با ترکيب‌هاي مختلف از اين گيرنده‌ها بسازيم تا بتوانيم بوهاي مختلف را شناسايي کرده و بفهميم که انسان چگونه ميان اين بوها تمايز قائل مي‌شود».

http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2009/March/17030903.asp
+ نوشته شده در  88/02/27ساعت 0:32  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

آشکارسازي سريع‌ و ساده‌تر DNA با نقاط کوانتومي

آربن مرکوچي و همکارانش براي آشکارسازي سريع و ارزان رشته‌هاي "DNA"، يک حسگر ژنومغناطيسي جديدِ مبتني بر نقطه کوانتومي ابداع کرده‌اند. اين سيستم از مزيت‌هاي يک فرآيند مغناطيسي موثر جداسازي/ ترکيب و نقش نقطه کوانتومي سولفيد کادميوم (CdS) در رديابي و آشکارسازي "DNA" استفاده مي‌کند.

اين افزاره، جداسازي مغناطيسي يک ساندويچ هيبريداسيون "DNA" را با آشکارسازي الکتروشيميايي مستقيم و حساس مربوط به نقاط کوانتومي الکتروفعال، ترکيب مي‌کند.

مرکوچي و همکارانش عضو گروه نانوبيوالکترونيک و نانوحسگرهاي انجمن نانوفناوري کاتالان (CIN2,INC-CSIC) واقع در بلاترا (باسلونا)، اسپانيا، هستند. اين گروه مشغول طراحي بيوحسگرها و حسگرهاي الکتروشيميايي ارزان قيمت، راحت و کارآمد با استفاده از نانومواد مي‌باشد. اين افزاره‌ها بدون نياز به تخصص خاص در خانه‌ها و مطب‌ها قابل کاربرد مي‌باشند. از کاربردهاي ديگر آنها مي‌توان به کنترل کيفيت غذا و نيز کاربردهاي امنيتي اشاره کرد.
 
(چپ) تصویر سیستم افزاره‌ای دستی برای آشکارسازی نقطه کواتنومی CdS، مؤلفه‌های اصلی شامل پتانتئواستات (a)، کامپیوتر جیبی (b) و الکترودهای چاپی- صفحه‌نمایش(c) می‌شود. (راست)شمایی از الکترود چاپی- صفحة‌نمایش که با استفاده از الکترودهای مرجع (R)،کاری (W) و شمارنده(C) درست شده است.
در آزمايش مرکوچي و همکارانش از ميکروذرات پارامغناطيسي اصلاحشده با استرپتاويدين که به "DNA" هيبريدشده هدف و کاوشگرها متصل شدهاست و نيز از نقاط کوانتوميCdS به عنوان برچسب‌هاي الکتروشيميايي، استفاده شده‌است. روش آشکارسازي ساده است. در آن از الکترودهاي چاپي- صفحة‌تصوير به عنوان سيستم آشکارسازي استفاده مي‌شود. آشکارسازي براساس احياي الکتروشيميايي کادميوم در داخل محلول هيبريداسيون با استفاده از ولت‌سنج موج مربعي استوار است.

اين روش ارائه شده قادر به آشکارسازي همزمان رشته‌‌هاي مختلف "DNA" که با نقاط کوانتومي مختلف اصلاح شده‌اند، مي‌باشد. علاوه بر اين، در مقايسه با روش‌هاي قبلي که بر اساس انحلال نقاط کوانتومي قابل انجام بودند، دراين روش، آشکارسازي مستقيم رشته‌‌هاي "DNA" بر روي سطح الکترود امکان‌پذير است. به علاوه، امکان اعمال همان روش آشکارسازي به آرايه‌اي از چندين الکترود و استفاده از همان نقطه کوانتومي نيز وجود دارد که اجازه آشکارسازي مستقل و همزمان برچسب‌‌هاي متصل شده به "DNA"هاي هدف مربوطه را مي‌دهد.

اين گروه اميدوار است که سيستم بيوحسگري نانوذره‌اي آنها راهي به سوي تحليل باليني بيماري‌هاي ژنتيکي و همچنين چندين کاربرد ديگر باز کند.

نتايج اين تحقيق تحت عنوان "آشکارسازي الکتروشيميايي مستقيم "DNA" مربوط به – تصلب بافت‌ها- مثانه‌اي متصل به نقاط کوانتومي سولفيد کادميوم" در مجله Nanotechnology منتشر شده‌است.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/37255;jsessionid=94DC8AA82E3A967B1A455BE953F36C0B

ستاد ویژه فناوری نانو
+ نوشته شده در  88/02/20ساعت 23:6  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

DNA در خدمت ساخت قوطیهای نانویی

محققان دانمارکی موفق شدند با کمک DNA نانوقوطی هایی را با هدف انتقال داروها بسازند.

تاکنون کاربردهای مختلف DNA شناسایی شده است اکنون دانشمندان دانشگاه آرهوس در دانمارک موفق شدند از DNA در ساخت قوطیهای نانویی استفاده کنند این نانوقوطیها می توانند به وسایل نقلیه مناسبی برای انتقال داروها به داخل بدن ارگانیسم تبدیل شوند.

روشی که امکان متحد کردن مولکولهای DNA را دارد "اوریگامی DNA" نامیده می شود که در سال 2006 ابداع شد اما این اولین بار است که از این روش برای ساخت یک قوطی نانویی استفاده می شود.

این دانشمندان از یک رایانه و برنامه ویژه که در حدود 250 تکه DNA را شناسایی کرد، استفاده کردند این تکه های DNA به روشی ویژه در کنار یکدیگر چیده شده اند و در پایان یک قوطی شش گوش را تشکیل دادند.

براساس گزارش نیوز- ویک، پژوهشگران دانمارکی موفق شدند دو میلیارد از این قوطیهای نانویی را در مدت دو ساعت باهم ترکیب کنند.

نتایج این تحقیقات که در مجله نیچر منتشر شده است، نشان می دهد که این قوطی سازی نانویی می تواند با فعال کردن ژنهای ویژه ای بسته شود و با یک زنجیره کلیدی از DNA فعالیت خود را از سر گیرد.

+ نوشته شده در  88/02/20ساعت 2:38  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

مبارزه با اعتياد با کمک نانوذرات

محققان دانشگاه بافالو نانوذرات پايداري توليد کرده‌اند که مولکول‌هاي RNA کوتاه را براي خاموش‌کردن يا از کار انداختن ژني که در انواع زيادي از اعتيادهاي دارويي نقش اساسي بازي مي‌کند، به مغز تحويل مي‌دهد.

روش جديد توسعه يافته بوسيله اين محققان ممکن است در درمان بيماري پارکينسون، سرطان و گستره‌اي از ديگر اختلال‌هاي رواني و عصبي که نياز به تحويل دارو‌هاي مطمئن به مغز، دارند؛ نيز قابل کاربرد باشد.

استنلي اسچوارتز، يکي از اين محققان مي‌گويد:"يافته‌هاي اين تحقيق نشان مي‌دهند که اين نانوذرات ايمن هستند و يک راه خيلي مؤثر براي تحويل داروهاي جديدي که ژن‌هاي غيرنرمال را از کار مي‌اندازند، به بافت‌هاي متنوع؛ مي‌باشند." در اين مطالعه، اين محققان راهي براي از کارانداختن ژن DARPP-32 (يک پروتئين مغز) ابداع کرده‌اند. اين ژن احتمالاً يک ماشه‌ي مرکزي براي زنجيره‌اي از سيگنال‌‌ها است که در اعتياد‌هاي دارويي اتفاق مي‌افتد.

DARPP-32 يک پروتئين در مغز است که رفتارهاي اعتيادي را تسهيل مي‌کند. از کارانداختن اين ژن با انواع معيني از اسيد ريبونوکلئيک(RNA) به نام RNA مداخله‌کننده کوتاه(siRNA)، مي‌تواند از توليد اين پروتئين جلوگيري کرده و در نتيجه به ترک اعتياد کمک کند. مشکل اصلي تا کنون پيداکردن راهي بوده است که بتوانsiRNA را بصورت مؤثر و ايمن به محل مورد نظر تحويل داد. اين محققان با ترکيب مولکول‌هايsiRNA و نانوميله‌هاي طلا در آزمايش‌هاي برون‌زيستي توانسته‌اند، اين مشکل را حل کنند.

نانوميله‌هاي توليد شده بوسيله اين محققان، علاوه بر زيست‌سازگار بودنشان مزاياي ديگري نيز دارند. آنها در مقايسه با شکل کروي مولکول‌هاي siRNA بيشتري روي سطح‌شان بارگذاري مي‌کنند، در نتيجه پايداري‌شان افزايش يافته و نفوذشان به داخل سلول‌ها بهتر مي‌شود. در مرحله بعد اين محققان در آزمايش هاي درون‌زيستي اين نانوميله‌هاي طلا- مولکول‌هاي siRNA را مورد بررسي قرار خواهند داد.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.

http://www.sciencedaily.com/releases/2009/03/090324101747.htm
+ نوشته شده در  88/02/16ساعت 0:23  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

تشخيص محل دقيق سلول‌هاي سرطاني با استفاده از نانوذرات درخشان کرنل

نانوذرات بسيار درخشاني که به نام «نقاط کرنل» معروف هستند، مي‌توانند براي روشن کردن تومورهاي سرطاني مورد استفاده قرار گرفته و به جراحان براي يافتن و خارج کردن آنها کمک کنند.

بنابر گفته محققان مرکز سرطان Memorial Sloan-Kettering (MSKCC) نقاط کرنل که به نام نقاط C نيز شناخته مي‌شوند، از نظر زيستي بي‌خطر و پايدار بوده و اندازه آنها آنقدر کوچک است که به راحتي مي‌توانند از ميان ساختارهاي بدن عبور کنند. اين ذرات مي‌توانند از کليه نيز عبور کرده و با ادرار از بدن خارج شوند.
 
تجمع ذرات کرنل در مثانه موش 45 دقيقه پس از تزريق
يک ذره منفرد C از چندين مولکول‌رنگي تشکيل شده است که درون پوسته‌اي از جنس سيليکا قرار گرفته و اندازه آنها مي‌توانند تا حد 5 نانومتر کوچک باشد. اين پوسته سيليکايي از نظر شيميايي غيرفعال و بي‌اثر است. پوشاندن اين ذرات با لايه‌اي از اتيلن گليکول (فرايندي که نام PEGylation ناميده مي‌شود) موجب مي‌شود اين ذرات در برابر سيستم ايمني بدن پايداري بيشتري داشته (به عنوان عامل خارجي شناخته نشوند) و زمان بيشتري براي يافتن سلول‌هاي سرطاني در اختيار داشته باشند.

سطح خارجي اين نانوذرات را مي‌توان با مولکول‌هاي آلي که توانايي اتصال به گيرنده‌هاي خاصي در سطح سلول سرطاني يا حتي داخل آن را دارند، پوشاند. زماني که دسته‌اي از مولکول‌هاي رنگي که درون يک نقطه منفرد جمع شده‌اند، در معرض نور مادون قرمز نزديک قرار مي‌گيرند، فلورسانس بسيار بهتري نسبت به تک‌مولکول رنگي ايجاد نموده و در نتيجه با روشن کردن سلول‌هاي بدخيم، جراح را در يافتن و درآوردن آنها کمک مي‌کنند.

بنابر گفته محققان MSKCC، مي‌توان از اين فناوري براي نشان دادن ميزان رگ‌هاي خوني درون تومور، مرگ سلول، پاسخ به درمان‌هاي صورت گرفته، و انتشار مخرب يا متاستاتيک (جابه‌جا شونده) سلول‌هاي بدخيم به غدد لنفي و اندام‌هاي ديگر بهره برد.

نقاط کرنل براي اولين بار توسط هويسوونگ اُو در سال 2005 توسعه داده شده و سپس يکي از دانشجويان پروفسور اولريخ ويشنر، استاديار علوم و مهندسي مواد در دانشگاه کرنل اين کار را ادامه داد. در نهايت دکتر ميشل برادبري از MSKCC اين نقاط را تقويت کرده و آن را روي موش‌ها آزمايش کرد.

دکتر ميشل برادبري مي‌گويد: «براي اطمينان از تشخيص زودهنگام يک تومور و آغاز به درمان آن در زماني کوتاه، نياز به روبشگرهاي بسيار ويژه و حساس و راهبردهاي تصويربرداري مولکولي خاص داريم. حال شايد بتوان از يافته‌هاي ما براي بررسي هدفگيري و درمان تومورها در کلينيک استفاده نموده و پزشکان بتوانند از اين فناوري براي پيگيري اثر درمان‌هاي صورت گرفته روي تک‌تک بيماران بهره ببرند».

نتيجه کار اين محققان در مجله Nano Letters منتشر شده است.

http://www.physorg.com/news154284998.html
+ نوشته شده در  88/02/16ساعت 0:21  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

ساخت ماهيچه‌هاي نانولوله‌اي بسيار انعطاف‌پذير

محققان دانشگاه تگزاس در دالاس موفق شده‌اند که با استفاده از جنگل‌هاي نانولوله‌کربني يک نوع جديدي از ماهيچه‌هاي مصنوعي توليد کنند. اين ماهيچه‌ها موقعي که بصورت الکتريکي باردار مي‌شوند، بسيار انعطاف‌پذير مي‌شوند. آنها در محدوده‌ي دمايي 80 تا 1900 درجه کلوين مي‌توانند 220% طول اوليه‌شان کشيده شوند. اين افزاره‌ها مي‌توانند در کاربردهايي از قبيل هوافضا، پزشکي و حتي ربات‌هاي نسل آينده، مورد استفاده قرار گيرند.

ري باوگمن و همکارانش اين ماهيچه‌ها را با تبديل جنگل‌هاي نانولوله چند جداره به آئروژل‌هاي نانولوله‌کربني، ساختند. چگالي اين آئروژل‌ها  1/5mg/cm3 است، که از هوا خيلي سنگين‌تر نيست. اين محققان با ماده‌اي متشکل از يک آرايه از نانولوله هاي کربني عمودي هم راستا معروف به جنگل‌ها(زيرا اين نانولوله‌ها مانند درخت‌ها هم‌رديف هستند)، شروع کردند. اين نانولوله‌هاي کربني هم‌راستا مي‌توانند با سرعت‌هاي بالاي 22 متر در ثانيه به صفحات آئروژل نانولوله‌اي تبديل شوند.

اين افزاره‌ها اگرچه موقعي که به صورت الکتريکي باردار مي‌شود، مي‌توانند مانند لاستيک در جهت پهناي صفحه کشيده شود؛ اما در جهت راستاي نانولوله‌ها از فولاد سخت‌تر هستند. ظاهراً اين افزاره‌ها درجه بي‌نظيري از ناهمسانگردي دارند و در يک جهت رفتار شبه ‌الماسي و در ديگر جهت‌ها رفتار شبه لاستيکي دارند.

تصویر میکروسکوپ الکترونی یک صفحه‌ی آئروژل نانولوله‌ای.

اين افزاره‌ها در گستره‌اي از دما که براي ماهيچه‌هاي مصنوعي قبلي دور ازدسترس بود، عمل مي‌کنند و در مقايسه با ماهيچه‌هاي طبيعي، سرعت انبساط و انقباض آنها حدود 1000 برابر بزرگ‌تر است. آنها همچنين مي‌توانند نيرويي توليد کنند که 30 برابر بزرگ‌تر از نيرويي است که بوسيله ماهيچه طبيعي اعمال مي‌شود.

اين خواص جديد بدين معني هستند که اين ماهيچه‌ها ممکن است، به‌‌عنوان محرک در پزشکي و الکترود در پيل‌هاي خورشيدي، ديود‌هاي انتشار دهنده نور و نمايشگرها، استفاده شوند. آنها همچنين ممکن است در پاها و بازوهاي ربات‌هاي نسل آينده بکار گرفته شوند.

اين محققان نتايج خود را در مجله Science منتشر کرده‌اند.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/38318

+ نوشته شده در  88/02/14ساعت 23:28  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

درمان سرطان با استفاده از نانوذرات پليمري

دانشمندان آمريکايي توانسته‌اند با استفاده از نانوذرات رهاکننده دارو، گامي جديد به سوي مبارزه با عود مجدد سرطان ريه بردارند. نانوذرات پليمري آنها که بدون نشت هستند، تنها زماني باز شده و محتواي خود را خالي مي‌کنند که در محيط اسيدي درون سلول قرار بگيرند. اين محققان نانوذرات توليدي خود را درون بدن موجود زنده نيز آزمايش کرده‌اند.

اين تيم ميان‌رشته‌اي، نانوذراتي براي حمل داروي ضدسرطان پاکليتکسل طراحي نموده و کارايي آنها را روي موش بررسي نموده‌اند. رفتار اين نانوذرات با ورود به درون سلول از آبگريز به آبدوست تغيير يافته و اين امر موجب رهايش دارو مي‌شود.

گرينستاف از دانشگاه بوستون و رهبر اين گروه پژوهشي مي‌گويد: «چيزي که اين نانوذرات را منحصر به فرد ساخته و آنها را از نانوذرات ديگر متمايز مي‌کند اين است که با ورود آنها به محيط اسيدي ملايم (pH=4 که در اندوزوم وجود دارد)، اين نانوذرات متورم شده، آب را به درون خود کشيده و دارو را رها مي‌کنند». او مي‌افزايد اين نانوذرات از 100 نانومتر به بيش از 1000 نانومتر انبساط يافته و به ساختاري بسيار شل شبيه پليمر هيدروژلي تبديل مي شوند.

او ادامه مي‌دهد: «نکته منحصر به فرد ديگر درباره اين نانوذرات اين است که دارو واقعاً در پاسخ به pH محيط رها مي‌شود. بسياري از سيستم‌هاي رهايش دارو نشت دارند».

کنت سوسليک از دانشگاه ايلينويز و متخصص نانوذرات مي‌گويد: «اين يک کاربرد بسيار جالب است و استفاده از تورم کنترل شده مواد پليمري در پاسخ به pH محيط براي رهايش دارو يک ابتکار زيرکانه است. تا جايي که مي‌دانم اين اولين بار است که چنين کاري صورت مي‌گيرد».

سرطان ريه سالانه 3/1 ميليون نفر را در سراسر جهان مي‌کشد. گرينستاف مي‌گويد پس از خارج کردن تومور از بدن با استفاده از جراحي، به دليل وجود سلول‌هاي سرطاني باقيمانده در محل جراحي، 30 درصد احتمال بازگشت سرطان در عرض 5 سال وجود دارد. وي انتظار دارد درست پس از خارج کردن تومور از داخل بدن، اين نانوذرات در محل تومور مورد استفاده قرار بگيرند.

اين گروه تحقيقاتي توانستند با استفاده از مدل موش نشان دهند که تأثير نانوذرات حاوي پاکليتکسل از داروي خالص بيشتر است. گرينستاف مي‌گويد هدف اصلي در سال 2009 انجام آزمايش‌هاي کامل سم‌شناسي روي پليمر و سپس مطالعات ايمني روي حيوانات بزرگ‌تر است.

http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2009/February/19020901.asp

+ نوشته شده در  88/02/14ساعت 0:50  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

تشخيص نشانگرهاي زيستي سرطان با استفاده از نانوسيم‌هاي پليمري

محققان دانشگاه کاليفرنيا در ريورسايد روشي ساده و مقرون به صرفه براي توليد نانوسيم‌هاي پليمري رسانا توسعه داده‌اند که مي‌توانند انواع مختلف نشانگرهاي زيستي سرطان را شناسايي کنند. اين کار که در مجله Analytical Chemistry منتشر شده است، مي‌تواند به عنوان مدلي براي تجهيزات قابل حمل تشخيص سرطان که در مطب پزشک مورد استفاده قرار مي‌گيرند، عمل کند.

دکتر آشوک مولچانداني رهبري گروهي را که اين ابزار جديد را توسعه داده‌اند، بر عهده دارد. بخش اصلي اين ابزار را نانوسيم‌هاي پلي‌پيرولي تشکيل مي‌دهد که به يک جفت الکترود طلا که کمتر از 3 ميکرومتر باهم فاصله دارند، متصل شده‌اند. اين محققان از ميدان الکتريکي براي جابه‌جايي تک‌تک نانوسيم‌ها در جهت رسيدن به آرايش مناسب روي الکترودهاي طلا استفاده کردند. سپس روي اين نانوسيم‌ها را با ماده‌اي به نام EDC پوشاندند. EDC ماده‌اي است که مي‌تواند به عنوان نقطه اتصال براي پادتن‌ها و مولکول هاي ديگري که به نشانگرهاي زيستي خاص سرطان متصل مي شوند، عمل نمايد. در مقاله‌اي که اين پژوهشگران منتشر نموده‌اند، پادتني را متصل کردند که به نشانگر زيستي سرطان با نام CA 125 پيوند مي‌يابد.

زماني که محلولي با غلظت مشخص از CA 125 روي حسگر زيستي ساخته شده اعمال شد، اين حسگر توانست غلظت نشانگر زيستي را در فاصله ميان 1 واحد آنزيمي بر ميلي ليتر تا 1000 واحد آنزيمي بر ميلي ليتر به طور دقيق اندازه بگيرد. بيشترين حد معمول CA 125 در خون، 35 واحد آنزيمي بر ميلي ليتر است. زماني که از پلاسماي خون انسان براي تعيين غلظت CA 125 استفاده شد، نتايج مشابهي به دست آمد.

بنا بر گفته اين پژوهشگران، مرحله بعدي کار توليد ابزاري است که بتواند نشانگرهاي زيستي مربوط به بيماري‌هاي مختلف را به صورت همزمان اندازه‌گيري کند. آنها همچنين مي‌خواهند حسگر زيستي خود را با يک ابزار ميکروسيالي که براي استفاده در سامانه هاي قابل حمل تشخيص بيماري مناسب است، ادغام نمايند.

جزئيات اين کار در مقاله‌اي با عنوان زير منتشر شده است:

“Single conducting polymer nanowire chemiresistive label-free immunosensor for cancer biomarker”

خلاصه اين مقاله در سايت اينترنتي مجله در دسترس است.

http://nano.cancer.gov/news_center/2009/march/nanotech_news_2009-03-25f.asp

+ نوشته شده در  88/02/12ساعت 23:31  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

تشخيص سرطان با استفاده از نگهبان‌هاي مولکولي

محققان دانشگاه دوک در آمريکا توانسته‌اند با استفاده از ساختارهايي به نام نانوروبشگرهاي «نگهبان مولکولي» (MS) نشانگرهاي زيستي سرطان سينه را به صورت چندگانه تشخيص دهند.

اين ساختار روبشگرمانند، از يک توالي DNA در سلول‌ها به عنوان کد ساخت پروتئين‌ها استفاده مي‌شود. '> DNA سنجاقي حلقه‌اي( hairpin-looped: توالي خاصي از DNA در سلول‌ها به عنوان کد ساخت پروتئين‌ها استفاده مي‌شود. '> DNA يا RNA تک‌رشته‌اي که بخشي از آن با بخش ديگر در همان رشته جفت شده و به شکل يک سنجاق موي سر درآمده است.) تشکيل شده است که به يک نانوذره نقره با قطر ميانگين 30 نانومتر متصل شده است. يک انتهاي اين روبشگر سنجاقي‌شکل با يک مولکول رنگي که با استفاده از طيف‌سنجي رامان قابل تشخيص است، نشان‌گذاري شده است. انتهاي ديگر اين روبشگر به نانوذره نقره متصل شده است.

توالي سنجاقي حلقوي به نحوي طراحي شده است که ژن مورد نظر را تشخيص دهد. در غياب DNA در سلول‌ها به عنوان کد ساخت پروتئين‌ها استفاده مي‌شود. '> DNA هدف، به دليل ساختار فضايي اين توالي در حالت بسته، نشانگر رامان نزديک نانوذره فلزي قرار مي‌گيرد. تحريک روبشگر MS با استفاده از ليزر، يک ميدان الکترومغناطيسي تقويت‌شده قوي روي سطح نانوذرات فلزي ايجاد مي‌کند (پلاسمون سطحي) و در نتيجه يک سيگنال قوي از نشانگر رامان منتشر مي‌شود که اغلب به نام سيگنال انتشار رامان بهبوديافته سطحي (SERS) ناميده مي‌شود.

از سوي ديگر، در حضور توالي DNA در سلول‌ها به عنوان کد ساخت پروتئين‌ها استفاده مي‌شود. '> DNA هدف، جفت شدن ميان اين توالي و توالي حلقه بسته اوليه، موجب باز شدن ساختار سنجاقي شکل روي DNA در سلول‌ها به عنوان کد ساخت پروتئين‌ها استفاده مي‌شود. '> DNA روبشگر شده و اين امر باعث دور شدن نشانگر رامان از نانوذره فلزي مي‌گردد (حالت باز). چون شدت SERS به مقدار زيادي به فاصله ميان نشانگر رامان و نانوذره فلزي بستگي دارد، دور شدن اين دو از يکديگر موجب کاهش شدت سيگنال SERS مي‌گردد.

نانوروبشگرهاي پلاسموني نقش «نگهبان‌هاي مولکولي» را بازي مي‌کنند که از طريق روشن و خاموش شدن، حوادث مهمي را که در محلول روي مي‌دهد، گزارش مي‌کنند. قابليت چندکاره بودن روبشگرهاي نگهبان مولکولي از طريق مخلوط کردن روبشگرهاي حاوي نشانگرهاي مختلف براي هدفگيري نشانگرهاي زيستي مربوط به دو نوع سرطان سينه متفاوت به نام‌هاي erbB-2 و ki-67 ثابت شد. لازم به ذکر است که اندازه‌گيري‌هاي SERS را مي‌توان بلافاصله پس از انجام واکنش هيبريداسيون (زوج شدن دو رشته DNA) و بدون نياز به هرگونه مرحله شستشو انجام داد که اين امر فرايند ارزيابي چندين ژن متفاوت را به صورت همزمان ساده مي سازد.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/38276

+ نوشته شده در  88/02/11ساعت 21:43  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

سرطان دیگر لاعلاج نیست/ شرحی بر شیوه‌های نوین درمانی سرطان در جهان

محققان جهان معتقدند سرطان به زودی و با استفاده از روشها و فناوریهایی که در سالهای گذشته تولید آنها شکل گرفته و در سال جاری رو به اتمام و تکمیل است به بیماری پیش پا افتاده ای تبدیل شده و می توان عنوان لاعلاج را از کنار نام این بیماری پاک کرد.

به گزارش خبرگزاری مهر، سرطان، این بیماری خاموش و کشنده طی سالهای اخیر عامل مرگ بسیاری از انسانها در سراسر جهان بوده است به طوری که تنها در سال 2007 بالغ بر 7.9 میلیون نفر از مردم جهان در اثر ابتلا به این بیماری جان سپرده اند و پیش بینی ها نشان می دهد این آمار تا سال 2030 به 12 میلیون نفر خواهد رسید.

سرطانهای شش، معده، کبد، لنف و سینه نسبت به دیگر انواع این بیماری از تخریب بیشتری برخوردار بوده و بیشترین مرگ و میر را به دنبال دارند.

با وجود آمارهای هراسناک و نگران کننده از پیشرفت سرطان در میان جوامع، مطالعات نشان می دهد که می توان از مرگ 30 درصد از افراد مبتلا با استفاده از شیوه های درمانی رایج جلوگیری کرد. شیوه هایی مانند شیمی درمانی و پرتو درمانی که در عین درمان بیماری تاثیرات جانبی ناخوشایندی را نیز برای دیگر اعضای بدن به دنبال می آورد امروزه به صورت رایجی مورد استفاده مراکز پزشکی قرار دارد.

به همین دلیل دانشمندان در چند سال اخیر حرکتی را در راستای تولید درمانی موثرتر و بدون آثار جانبی مضر آغاز کرده اند که تاکنون نتایج جالب توجه و امیدوار کننده ای را ارائه کرده است.

محققان بیمارستان مونت سیانی در همین راستا تکنولوژی جدیدی را ارائه کرده اند که می تواند تومورهای سرطانی سینه را به منظور تشخیص بهترین درمان ممکن بررسی کرده و قادر است با دقتی بیش از 80 درصد احتمال نجات فرد از بیماری را پیش بینی کند.

این تکنولوژی DyNeMo نام گرفته و شبکه های پروتئینی سلولهای سرطانی را تجزیه می کند. محققان با برسی شبکه پروتئینی بیش از 350 بیمار دریافتند افرادی که احتمال نجات آنها از بیماری وجود دارد در مقایسه با افرادی که در برابر بیماری تسلیم شده اند از سازمان شبکه ای پروتئینی متفاوتی در تومورهای سرطانی برخوردارند.

استفاده از نانوتکنولوژی برای تشخیص زودهنگام و درمان سرطان

دانشمندان دانشگاه لسیستر نیز با استفاده از نانوتکنولوژی شیوه ای جدید و موثر را برای تشخیص زودهنگام و درمان سرطان ابداع کرده اند. در این شیوه از نانوذرات با خاصیت مغناطیسی بالا به شکل کاوشگری درون بدن انسان استفاده می شود که با استفاده از سیستم ام آر آی تومورها را نمایش داده و با کمک حرارت شدید سلولهای سرطانی را در مرحله های ابتدایی آغاز بیماری از بین می برد.

به گفته محققان این فناوری می تواند در درمان انواع سرطانهای کشنده مانند کبد، لنف و سینه که تشخیص و درمان زودهنگام در آن بسیار حیاتی به شمار می رود، موثر واقع شود. با این وجود در حال حاضر این شیوه درمانی در درمان سرطان پروستات توانایی بسیار بالایی را از خود نشان داده است.

از دیگر شیوه هایی که با استفاده از فناوری نانو در آینده ای نه چندان دور به درمان بیماران سرطانی خواهد پرداخت تکنولوژی است که توسط دانشمندان دانشگاه آلبرتا ابداع شده است.

دانشمندان در این دانشگاه موفق به ابداع نانوذراتی شده اند که می تواند روزی جایگزین پرتودرمانی و شیمی درمانی در درمان سرطان شود. نانوذراتی که در این شیوه استفاده شده است 100 بار کوچکتر از یک تار موی انسان بوده و قادر است مواد ژنتیکی و داروها را به سلولهای مبتلا انتقال دهد.

متناسب با نوع بیماری و درجه پیشرفت آن، نانوذرات استفاده شده در این شیوه که M-nanodots نام گرفته است به مواد ژنتیکی و یا داروهای مخصوصی مجهز شده و به نقطه ای تعیین شده در بدن بیمار تزریق شده و سپس تحت تاثیر امواج فراصوت قرار می گیرد زیرا این ذرات به خودی خود فعالیتی نداشته و تنها نسبت به فراصوت حساس هستند.

به گزارش مهر، این امواج برخلاف پرتودرمانی زیانی برای سلولهای مجاور تومورهای بیماری نداشته و با تابیده شدن امواج فراصوتی بر روی نانوذراتی که درون سلولهای بیمار قرار گرفته اند، حبابهایی درون غشای سلول سرطانی ایجاد کرده و آن را نابود می کند.

مواد زیستی استفاده شده در این شیوه درمانی از نوعی قارچ که بر روی گیاه بامبو در چین و ژاپن می روید به دست آمده زیرا این قارچها نسبت به فراصوت بسیار حساس هستند.

تابش یونهای مثبت هیدروژنی برای تخریب نسوج سرطانی

دانشگاه سوری نیز که در تولید اولین اسکنر عمودی نانویی جهان شرکت داشته از دیگر مراکزی است که به شیوه ای موثر برای درمان این بیماری دست یافته است. بر اساس این شیوه از تابش یونهای مثبت هیدروژنی برای تخریب نسوج سرطانی بدون ایجاد تخریب در دیگر سلولها استفاده می شود. این شیوه تاکنون در درمان سرطان چشم در انگلستان موثر واقع شده است.

تمامی شیوه هایی که تاکنون معرفی شده اند بر روی موجودات آزمایشگاهی مورد آزمایش قرار گرفته اند و تاکنون اجازه استفاده از این شیوه ها در درمان انسانها به دلیل نیاز به تکمیل و اثبات ایمنی کامل صادر نشده است.

اما دانشمندانی که در ابداع این درمانها نقش دارند معتقدند زمان زیادی تا تکمیل این شیوه ها باقی نمانده و سرطان نیز به زودی  به بیماری ساده تبدیل خواهد شد که به سهولت قابل درمان بوده و قادر به از بین بردن جان و زندگی مردم جهان نخواهد بود.

+ نوشته شده در  88/02/05ساعت 22:7  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

ابداع بینی مصنوعی فوق حساس با کمک نانوتکنولوژی

دانشمندان با استفاده از فناوری نانو موفق به تولید تراشه هایی شده اند که توانایی ردیابی مولکولهای مختلف را در زمان واحد داشته و در تولید بینی های مصنوعی فوق حساس مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

به گزارش خبرگزاری مهر، دانشمندان در دانشگاه لودویک ماکسیمیلیان موفق به تولید نانورشته هایی شده اند که می توان از آنها در تولید بینی های مصنوعی فوق حساس استفاده کرد.

این نانو رشته ها توانایی ردیابی ماده ای به فراری یک مولکول را خواهند داشت. تا کنون تولید چنین سیستمهای الکترومکانیکی به دلیل کمبود تجهیزات حیاتی دچار محدودیت بوده اند اما دانشمندان دانشگاه  ماکسیمیلیان در مونیخ با استفاده از نانوتکنولوژی موفق به ارائه این سیستم جدید شدند.

این دانشمندان توانستند سیستمی از نانورشته های عایق تولید کنند که هر یک از رشته های موجود در آن به صورت جداگانه خاصیت تحریک پذیری الکتریکی دارد.

با قرار دادن هزاران نمونه از این رشته ها بر روی یک تراشه کوچک می توان تجهیزات متفاوتی از جمله بینی مصنوعی فوق حساس به وجود آورد که قادر است در یک زمان به صورت جداگانه مولکولهای مختلف رایحه را ردیابی کند.

بر اساس گزارش زی نیوز، این تراشه همچنین می تواند در تجهیزات دیگر از جمله تلفن همراه به عنوان مولد انرژی ساعت دستگاه مورد استفاده قرار گیرد.

+ نوشته شده در  88/02/05ساعت 22:6  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

توانايي مهار رشد سلول‌هاي سرطاني به‌کمک نانوذرات دي‌اکسيد تيتانيوم

گروهي از پژوهشگران دانشگاه تهران، با مشاهده نتايج واکنش نانوذرات دي‌اکسيد تيتانيوم با پروتئين ميکروتوبول مغز گوسفند، روشي را براي مهار رشد سلول‌هاي سرطاني پيشنهاد کردند.

زهرا نقدي قشلايي، محقق اين طرح مي‌گويد: "براي مطالعه اثر نانوذرات دي‌اکسيد تيتانيوم بر مکانيسم سلول‌ها، از واکنش نانوذرات دي‌اکسيد تيتانيوم با پروتئين ميکروتوبول مغز گوسفند استفاده کرديم. اين پروتئين شباهت زيادي با نوع انساني آن دارد و غير از مغز در همه بافت‌هاي بدن يافت‌ مي‌شود. از سويي ديگر، اين پروتئين نقش زيادي در مکانيسم سلول‌ها داشته و هرگونه اختلال در آن، به‌عنوان عاملي مضر براي بدن به‌شمار مي‌آيد".

اين محقق در مورد چگونگي انجام اين پژوهش گفت: "ابتدا مغز تازه گوسفند را با بافرهاي مخصوص هموژنايز کرده، سپس در سرما و گرما، اين ماده را، به‌صورت متناوب سانتريفوژ و پروتئين مورد نظر را از آن استخراج نموديم. در ادامه، اثر نانوذرات دي‌اکسيد تيتانيوم را در غلظت‌هاي مختلف، روي پليمريزاسيون پروتئين ديمر به فيلامنت با روش توربيدومتري در دستگاه اسپکتروسکوپي UV مطالعه نموده و در ادامه، به پژوهش بر روي تشکيل فيلامنت‌ها به‌کمک ميکروسکپ الکتروني پرداختيم. در پايان، اثر نانوذرات بر ايجاد بريدگي در پروتئين را مورد بررسي قرار داديم".

نقدي در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو، گفت: "در اين پژوهش، نانوذره دي‌اکسيد تيتانيوم، يکبار تحت اشعه UVو بار ديگر بدون اشعه UV قرار گرفت که نتايج حاکي از آن است که نانوذره‌اي که تحت UV قرار گرفته‌است، باعث بريده شدن و از بين رفتن سلول‌هاي پروتئين نام برده، مي‌شوند. از اين‌رو، از نتايج اين پژوهش، مي‌توان در مهار رشد سلول‌هاي سرطاني بهره گرفت".

جزئيات اين پژوهش که به‌عنوان بخشي از پروژه کارشناسي ارشد زهرا نقدي قشلايي و با همکاري دکتر غلامحسين رياضي و دکتر شهين احمديان استاديار مرکز تحقيقات بيوشيمي و بيوفيزيک دانشگاه تهران انجام گرديده، در مجله Acta Biochimica et Biophysica Sinica(جلد40، صفحات 782-777، سال2008) منتشر شده‌است.

+ نوشته شده در  88/02/05ساعت 22:4  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

کنترل رهايش دارو با استفاده از ميدان مغناطيسي

دانشمندان انگليسي يک ماده زيستي هوشمند؛ شبيه بافت زنده ساخته‌اند که در پاسخ به يک فعال‌کننده مغناطيسي، دارو را آزاد مي‌کند.

آرايه‌اي از نانوذرات مغناطيسي-وسيکل‌ها در پاسخ به يک ميدان مغناطيسي خارجي محتويات خود را آزاد مي‌کنند

سيمون وب و همکارانش از دانشگاه منچستر از نانوذرات مغناطيسي براي چسباندن وسيکل‌هاي حاوي مواد رنگي به يکديگر استفاده نموده و سپس آنها را درون يک هيدروژل جاي دادند. وب با استفاده از ميدان مغناطيسي وسيکل‌ها را وارد هيدروژل نموده و نشان داد که مي‌توان با استفاده از يک ميدان مغناطيسي متناوب به عنوان فعال‌کننده، مواد رنگي را از درون آنها رها کرد. بنابر گفته وي اين آزمايش نشان مي‌دهد که مي‌توان از اين ژل شبه بافت براي ذخيره سازي داروها و سپس رهايش آنها در محل بيماري، بدون اثرگذاري بر بافت‌هاي اطراف استفاده کرد.

اين گروه پژوهشي قبلاً از وسيکل‌ها براي تقليد چسبيدن سلول‌ها به يکديگر استفاده کرده‌اند. وب مي‌گويد استفاده از ذرات مغناطيسي و بستر هيدروژلي موجب تحکيم آرايه‌هاي به هم چسبيده شده و کنترل آنها را راحت‌تر مي‌سازد. او مي‌افزايد: «خوشبختانه اين ترکيب ماده محکمي ايجاد مي‌کند که مي‌تواند الگودهي شده و در پاسخ به ميدان مغناطيسي، مواد شيميايي زيستي را رها کند».

ديويد اسميت، پژوهشگر دانشگاه يورک در انگليس که روي مواد ژلي نانومقياس کار مي‌کند، مي‌گويد: «بخش زيرکانه اين کار روشي است که اين پژوهشگران براي ارتباط ميان فعال کننده مغناطيسي با وسيکل‌ها استفاده کرده‌اند. آنها براي اين کار از برهمکنش‌هاي غيرکووالانسي بهره برده‌اند که به دقت قابل کنترل هستند. وارد کردن يک سيستم رهايش فعال شونده با استفاده از ميدان مغناطيسي درون يک هيدروژل، موجب توليد ماده‌اي مي‌شود که مي‌توان از آن براي دارورساني استفاده کرد». او مي‌افزايد استفاده از ميدان مغناطيسي متناوب براي استفاده باليني ايده‌ال است، زيرا اثرات منفي روي بافت‌هاي سالم ايجاد نمي‌کند.

وب مي‌گويد آنها مشغول ايجاد الگوهاي کوچک‌تر در بستر هيدروژلي و رهايش مغناطيسي مولکول‌هاي پيام‌رسان سلولي همچون فاکتور رشد هستند تا بتوانند از اين فناوري در کاربردهاي زيست‌پزشکي استفاده کنند.

http://www.rsc.org/Publishing/ChemTech/Volume/2009/05/magnets_drug_release.asp

+ نوشته شده در  88/02/05ساعت 21:58  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

ساخت روبشگرهاي پزشکي دقيق‌ براي رديابي سلول‌هاي سرطاني

دانشمندان آمريکايي روبشگرهاي پزشکي نانومقياسي ساخته‌اند که توسط تصويربرداري رزونانس (MRI) مغناطيسي و ميکروسکوپي نوري قابل مشاهده هستند. بنابر گفته اين دانشمندان، اين روبشگرها که از نانوميله‌هاي طلا و ذرات مغناطيسي ساخته شده‌اند، پس از هدفگيري بافت سرطاني، مي‌توانند به‌راحتي ردگيري شوند.

در چند سال اخير تحقيقات بسيار زيادي روي روبشگرهاي پزشکي که مي‌توانند بخش‌هاي بيمار بدن انسان را به‌صورت همزمان هدفگيري، رديابي، و درمان نمايند، صورت گرفته است. يکي از روش‌هاي ردگيري اين است که اين روبشگرها را روي ذرات مغناطيسي سوار کرد که در تصويربرداري‌هاي MRI به راحتي قابل مشاهده هستند. ميدان‌هاي مغناطيسي MRI داخل بافت‌هاي بدن نفوذ مي‌کنند، اما اين روش تصويربرداري از دقت بالايي برخوردار نيست. روش ديگري که از دقت بالايي برخوردار است، اتصال اين روبشگرها به ذرات لومينسانس است؛ نوري که از اين ذرات ساطع مي‌شود، به‌راحتي توسط ميکروسکوپ نوري قابل مشاهده است. با اين حال مشکل ميکروسکوپي نوري اين است که تنها قادر به ديدن اشيايي است که نزديک سطح قرار دارند.

جوزف ايروداياراج و همکارانش در دانشگاه پوردو در ايندياناي آمريکا بري اولين بار روبشگرهايي ساخته‌اند که از مزاياي هر دو روش تصويربرداري مغناطيسي و ميکروسکوپي نوري بهره مي‌برند. آنها از روش رسوب‌دهي بخار براي ايجاد نانوميله‌هاي طلا استفاده نموده و گروه‌هاي آميني را روي آنها متصل مي‌کنند. سپس نانوذرات مغناطيسي پوشيده شده با گروه‌هاي کربوکسيليک اسيد را به آن مي‌افزايند. اين گروه‌هاي اسيدي به آمين‌ها متصل شده و ساختارهايي شبيه گردن‌بند مرواريد را تشکيل مي‌دهند. در نهايت هرسپتين را که يک پادتن مورد استفاده در درمان سرطان سينه است، به اين روبشگرها متصل مي‌کنند.

اين گروه پژوهشي در آزمايشاتي که روي سلول‌هاي سرطاني کشت شده انجام دادند، دريافتند که تصويربرداري‌هاي MRI از روبشگر جديد آنها (کامپوزيتي از ذرات اکسيد آهن به همراه نانوميله‌هاي طلا) تصاويري با کنتراست بالاتر در مقايسه با ذرات اکسيد آهن خالص ايجاد مي‌نمايد. آنها بر اين باورند که نحوه آرايش نانوذرات اکسيد آهن در اطراف نانوميله‌هاي طلا موجب تقويت خاصيت مغناطيسي آنها مي‌شود. همانگونه که انتظار مي‌رفت، تصاوير فلورسانس به دست آمده در ناحيه فروسرخ نزديک، دقيق بوده و روبشگرهاي حاوي هرسپتين را که به سلول‌هاي سرطاني متصل شده‌اند، نشان مي‌دهد.

ايروداياراج مي‌گويد: «اين يک مطالعه اوليه است. از آنجايي که اين يک روبشگر جديد است، آزمايش‌هاي اوليه در محيط کشت انجام شدند. هنوز چيزهاي زيادي براي دانستن وجود دارند. با اين حال مطالعات اوليه نشان مي‌دهند که روبشگرهاي ما مي‌توانند سلول‌هاي سرطاني را رديابي کنند».

http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2009/March/20030902.asp

+ نوشته شده در  88/02/05ساعت 0:7  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

روشن شدن برهمکنش ميان مشتقات مختلف فولرين‌ها با غشاي سلولي

کاربردهاي بالقوه مولکول فولرين C60 (باکي بال) در پزشکي به طور وسيعي مورد بحث قرار گرفته است. ما نياز داريم چگونگي برهمکنش اين مولکول‌ها با اجزاي سلولي را درک نماييم. از همه مهم‌تر چگونگي برهمکنش فولرين با غشاي سلولي است که در حقيقت مرزهاي بيروني سلول را تشکيل مي‌دهد. در مطالعه‌اي که اخيراً در مجله Nanotechnology منتشر شده است، از شبيه‌سازي‌هاي رايانه‌اي جديد براي بررسي اين که چگونه مشتقات شيميايي محتلف روي سطح فولرين بر نحوه برهمکنش اين مولکول با غشاي دولايه‌اي ليپيدي تأثير مي‌گذارند، استفاده شده است.

برهمکنش باکي بال با غشاي سلولي

محققان دانشکده بيوشيمي دانشگاه آکسفورد در انگليس از شبيه‌سازي ديناميک مولکولي دانه‌درشت (coarse grain) براي بررسي ارتباط ميان ميزان مشتق‌سازي سطحي هر فولرين و هزينه انرژي مورد نياز براي عبور آن مولکول از دولايه ليپيدي و ورود آن به داخل سلول بهره برده‌اند. در شبيه‌سازي دانه‌درشت هر 3 يا 4 اتم منفرد در يک مولکول به صورت يک ذره گروه‌بندي شده و امکان شبيه‌سازي‌هاي مفيدتر فرايندهاي طولاني‌تر در سامانه‌هاي بيونانوي پيچيده فراهم مي‌آيد.

مقالات تجربي نشان مي‌دهند که گونه‌هاي خاصي از مولکول‌هاي C60 هيدروکسيل‌دار مي‌توانند از دولايه ليپيدي عبور کرده و وارد سلول شوند. در اين شبيه‌سازي‌ها، هفت مشتق مختلف از مولکول C60، از خود C60 گرفته تا C60(OH)20 مورد بررسي قرار گرفتند. در مولکول C60(OH)20 از هر سه اتم کربن، يکي هيدروکسيله شده است.

تغيير ميزان مشتق‌سازي سطحي C60 منجر به ايجاد تغييرات شگرفي در برهمکنش آنها با دولايه ليپيدي گرديد. در حالي که خود C60 ميان هسته آبگريز دولايه ليپيدي قرار مي‌گيرد، مولکول C60(OH)20 نمي‌تواند وارد غشاي سلولي شود و در محيط آبي اطراف سلول باقي مي‌ماند. حالت‌هاي مياني اين دو حد مشتق‌سازي، مثلاً مولکول C60(OH)10، به شکلي مطلوب با سطح تماس ميان آب و غشاي سلولي برهمکنش نموده و در حالي که انحلال‌پذيري مولکول درون آب حفظ مي‌شود، ورود آن به درون سلول از طريق نفوذ در دولايه چربي افزايش مي‌يابد. ارتباط زياد ميان ميزان مشتق‌سازي مولکول و برهمکنش آن با غشاي سلولي مي‌تواند در زمينه‌هاي مختلف زيست‌پزشکي، همچون دارورساني هدفمند مورد استفاده قرار بگيرد.

اين مطالعات به همراه شبيه‌سازي‌هاي اخير نانولوله‌هاي کربني نشان مي‌دهند که چگونه مدل‌سازي رايانه‌اي مي‌تواند به روشن شدن برهمکنش‌هاي ميان نانومواد و اجزاي سلولي کمک کند. درک چنين برهمکنش‌هايي براي ايجاد توسعه پايدار در زمينه نانوپزشکي ضروري هستند.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/38259

+ نوشته شده در  88/02/01ساعت 23:11  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

استفاده از ابزار ميکروسيالي براي شبيه‌سازي ميکرومحيط يک تومور سرطاني

يکي از چالش‌هايي که محققان عرصه سرطان در طراحي عوامل ضدتومور جديد با آن مواجه هستند، پيش‌بيني رفتار مولکول‌هاي دارو در ميکرومحيط پيچيده‌اي است که يک تومور را احاطه کرده است. به ويژه اينکه تومورهاي سرطاني تمام انواع موانع فيزيکي و شيميايي را که ميزان ورود دارو به آنها را محدود مي‌کند، ايجاد مي‌کنند و اين امر باعث مي‌شود سلول‌هايي که در مرکز تومور قرار دارند، از دسترس دارو دور بمانند.

حال دکتر نيل فربس و همکارانش در دانشگاه ماساچوست يک ابزار ميکروسيالي ساخته‌اند که مي‌تواند موانع فيزيکي و شيميايي اطراف يک تومور را شبيه‌سازي نمايد؛ اين ابزار ميکروسيالي يک وسيله جديد در اختيار محققان قرار مي‌دهد که مي‌تواند به آنها در طراحي داروهاي ضدسرطان موثرتر کمک نمايد.

دکتر فربس و همکارانش که نتايج کار خود را در مجله Lab on a Chip منتشر کرده‌اند، اين ابزار را براي ايجاد ويژگي‌هاي سه‌بعدي تومور، همچون نواحي داراي pH پايين و قسمت‌هايي که در برابر درمان مقاومند، طراحي کرده‌اند.

اين محققان با استفاده از فناوري‌هاي مختلف تصويربرداري، هفت طراحي مختلف را براي اتاقک رشد سلول بررسي نمودند تا ميزان نزديکي نحوه رشد توده‌هاي سلولي در هر يک از اين طراحي‌ها را با چگونگي رشد توده‌هاي سلولي در يک تومور بررسي نمايند. آنها توانستند با استفاده از اين آزمايش‌ها طراحي مناسب را براي اتاقک رشد سلولي ابزار خود انتخاب نمايند. اين اتاقک موجب مي‌شد سلول‌ها به صورت يک تومور (شبيه تومور واقعي) رشد نمايند.

سپس اين محققان از ابزار خود استفاده نموده و چگونگي انتشار دوگزوروبيسين (يک داروي پرکاربرد ضدسرطان که مطالعات زيادي روي آن صورت گرفته است) را درون يک تومور بررسي کردند. اين ابزار توزيع اين دارو را به همان صورتي که در درمان سرطان انساني با آن مشاهده شده بود، مدلسازي کرد. همچنين اين وسيله توانست الگوهاي تجمعي باکتري ضدسرطان را که به صورت فعال درون يک تومور نفوذ مي‌کند، بازسازي کند.

جزئيات اين کار پژوهشي در مقاله‌اي با عنوان زير منتشر شده است:

“A multipurpose microfluidic device designed to MIMIC microenvironment gradients and develop targeted cancer therapeutics”

خلاصه اين مقاله از طريق سايت اينترنتي مجله قابل دسترس است.

http://nano.cancer.gov/news_center/2009/feb/nanotech_news_2009-02-23e.asp

+ نوشته شده در  88/01/31ساعت 23:48  توسط مهندس محمدرضا فروغی  | 

مطالب قدیمی‌تر