پزشکی بالینی

محققان موفق به ساخت نانوابزاری برای رهاسازی هوشمند انسولین در بیماران دیابتی شدند. این ابزار به اندازه یک سکه بوده و حاوی صد سوزن است که انسولین درون آن قرار دارد. نتایج یافته‌های اخیر محققان دانشگاه کارولینای شمالی نشان می‌دهد که می‌توان از بسته‌های هوشمند حاوی انسولین برای درمان بیماران دیابتی استفاده کرد. این بسته قادر است انسولین را با دوزهای مشخصی وارد جریان خون کند.
این بسته ابعادی در حد یک سکه داشته و روی آن یک صد سوزن کوچک قرار دارد که ابعاد آن در حد مژه‌های چشم است. این میکروسوزن‌ها واحدهای نگهدارنده انسولین بوده و آنزیم حساس به گلوکز را نیز با خود به همراه دارند. زمانی که قند خون افزایش یابد، این بسته می‌تواند انسولین را وارد بدن کند. مزیت این روش، بی‌درد بودن تزریق انسولین به بدن است. نتایج آزمون‌های انجام شده روی موش‌های آزمایشگاهی نشان می‌دهد که با این ابزار می‌توان قند خون را تا 9 ساعت کاهش داد. با این حال هنوز نیاز به آزمون‌های پیش‌بالینی بیشتری برای وارد شدن به مرحله آزمون بالینی انسانی وجود دارد.
نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای با عنوان "Microneedle-array patches loaded with hypoxia-sensitive vesicles provide fast glucose-responsive insulin delivery" در نشریه Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است. ژنگو از محققان این پروژه می‌گوید: «ما اقدام به طراحی بسته‌ای برای درمان دیابت کردیم که بسیار سریع عمل می‌کند. این ابزار با استفاده از ترکیبات زیست‌سازگار و غیرسمی ساخته می‌شود. این بسته می‌تواند به گونه‌ای تنظیم شود که با وزن و حساسیت به انسولین بیمار متناسب باشد. ما می‌توانیم این بسته را هوشمندانه‌تر طراحی کنیم.»
بیش از387 میلیون نفر در سراسر جهان مبتلا به دیابت نوع یک هستند و تا سال 2035 این رقم به 592 میلیون نفر خواهد رسید. تزریق دوز اشتباه از انسولین می‌تواند منجر به کوری و آسیب به اندام‌های مختلف بدن شود. تلاش‌های زیادی برای ساخت ابزاری به منظور کاهش خطاهای انسانی در تزریق انسولین انجام شده است. چنین نانوابزاری می‌تواند نیاز به استفاده از سوزن‌های دردناک را کاهش دهد.

محققان کانادایی با استفاده از نانوذرات طلا موفق به ساخت نانوابزاری برای شناسایی غلظت داروی شیمی‌درمانی در خون شدند. محققان دانشگاه مونترال موفق به ساخت دستگاهی شدند که می‌تواند مقدار متوترکسات خون بیمار را اندازه‌گیری کند. متوترکسات یک داروی شیمی‌درمانی بسیار سمی است. با این روش می‌توان با دقت بالا و با هزینه‌ای 10 برابر کمتر از روش‌های فعلی، بیماران را درمان کرد. 
 این نانوابزار مجهز به یک سیستم نوری بوده که دوز مورد نیاز بیمار به متوترکسات را شناسایی می‌کند، با این کار اثرات جانبی دارو روی بیمار به حداقل می‌رسد. این گروه تحقیقاتی چند سال است که روی درمان برخی سرطان‌ها با متوترکسات کار می‌کنند. متوترکسات دارویی است که می‌تواند عملکرد آنزیمی موسوم به دی‌هیدروفولات رداکتاز را متوقف کند. این آنزیم در سنتز دی‌ان‌ای به کار رفته و در نتیجه موجب تکثیر سلول‌های سرطانی می‌شود. فرانچسکو میسون، یکی از محققان این پروژه می‌گوید: هر چند متوترکسات در درمان برخی سرطان‌ها بسیار اثربخش است، اما این ماده می‌تواند آسیب جدی به سلول‌های سالم بیمار وارد کند. بنابراین، رصد غلظت این دارو در بدن بیمار اهمیت بالایی دارد. همچنین مقدار دوز مورد نیاز بدن هر بیمار با بیمار دیگر متفاوت است. 
 در حال حاضر برای رصد مقدار این دارو، از آرایه‌های فلورسانس استفاده می‌شود که در آن مقدار داروی موجود در بدن بیمار موجب تغییراتی در پلاریزاسیون پرتو تابیده شده می‌شود. کار با این دستگاه بسیار زمان‌بر و پرهزینه بوده و نیاز به پرسنل آموزش دیده دارد. همچنین برای رسیدن به جواب، باید از نمونه‌های متعددی استفاده کرد. شش سال قبل، فرانچسکو میسون با همکاری جولی پلتری کار را روی ارائه روشی جدید برای اندازه‌گیری غلظت متوترکسات آغاز و از نانوذرات طلا برای این کار استفاده کردند. نانوذرات طلا که روی یک سطح قرار گرفته‌اند، می‌توانند رنگ نور تابیده شده را تغییر دهند. مقدار تغییر رنگ ایجاد شده متناسب با غلظت دارو در نمونه خون است. آنها از رزونانس پلاسمون سطحی برای ساخت نانوابزاری کوچک به‌ منظور شناسایی غلظت دارو استفاده کردند. دقت این اندازه‌گیری بالا بوده و امکان انجام آزمون در مدت زمان کمتر از 60 ثانیه وجود دارد، این در حالی است که در روش‌های فعلی نیم ساعت زمان نیاز است. محققان این پروژه، این ابزار را در اختیار کاربرانی که هیچ آشنایی با رزونانس پلاسمون سطحی نداشتند، قرار دادند و آنها توانستند نتایجی صحیح با این دستگاه به‌ دست آورند. 

پژوهشگران دانمارکی روش جدیدی را برای شناسایی زودهنگام بیماری ارائه کردند. در دنیای پزشکی، هر قدر شناسایی یک بیماری سریع‌تر و دقیق‌تر اتفاق بیفتد، شانس درمان بیماری نیز افزایش می‌یابد. به همین دلیل محققان روی بهبود ادوات تشخیص بیماری کار می‌کنند. اخیرا پژوهشگران دانشگاه کپنهاگ روش جدیدی را برای شناسایی سریع‌تر، ارزان‌تر و دقیق‌تر بیماری ارائه کرده‌اند. برای این کار آنها از ابزاری رایج در فیزیک استفاده کرده و آن را با زیست‌شناسی ترکیب کرده‌اند. در واقع این گروه تحقیقاتی از دو رشته‌ای که از هم فاصله زیادی دارند برای بهبود تشخیص بیماری استفاده کردند.
در حال حاضر از برچسب‌های زیستی برای تشخیص برخی بیماری‌ها استفاده می‌شود. ترکیبات مختلفی در بدن وجود دارند که می‌توان از آنها برای شناسایی بیماری استفاده کرد، برای مثال وجود یک ترکیب شیمیایی ویژه در خون می‌تواند نشان از وجود بیماری در بدن فرد باشد. این ترکیبات شیمیایی غالبا پروتئین بوده و در مقادیر بسیار کم در خون وجود دارند، بنابراین شناسایی آنها بسیار دشوار است. در صورت اندازه‌گیری این پروتئین‌ها می‌توان فرآیند تشخیص بیماری را با دقت بالا انجام داد و بیماری در مراحل اولیه شناسایی می‌شود؛ با این کار می‌توان از پیشرفت و وخیم‌شدن شرایط بیمار جلوگیری کرد. «کاترین روستاگارد» از محققان این پروژه می‌گوید: ما برای بهبود دقت در شناسایی پروتئین‌ها روش جدیدی را ارائه کردیم. در این روش از نانوسیم‌ها به عنوان نگه‌دارنده پروتئین استفاده می‌شود و در عین حال که پروتئین توسط نانوسیم متوقف می‌شود ما می‌توانیم آن را آنالیز کنیم.
به صورت معمول، از ظروف ویژه‌ای برای نگه‌داشتن پروتئین‌ها استفاده می‌شود تا آنالیز روی آنها انجام شود؛ اما در این پروژه جنگلی ساخته شده از نانوسیم‌ها برای این کار استفاده شده‌ است که با این کار، مساحت سطحی بخش نگه‌دارنده به شدت افزایش می‌یابد. دلیل این امر آن است که پروتئین‌ها می‌توانند به تمام بخش‌های نانوسیم متصل شوند. یکی از مزیت‌های این روش آن است که به طور همزمان می‌توان چندین پروتئین را شناسایی کرد، همچنین قدرت سیگنال‌ در این روش جدید افزایش یافته و در نتیجه کیفیت تشخیص بیماری بهبود می‌یابد. این نانوسیم‌ها قابلیت استفاده مجدد دارند در واقع بعد از یک بار استفاده ‌می‌توان از نانوسیم برای شناسایی مجدد همان پروتئین استفاده کرد.