پزشکی بالینی

پژوهشگـران مرکــز ويک فارست آمريکا اقدام به توليد نــوع جديدي از نانــوذرات کرده‌اند که احتمالا مي‌تواند در آينده براي درمان سرطان‌هاي کولورکتال مورد استفاده قرار گيرد. در مطالعه اين پژوهشگران، پلي‌مرهاي نانوذره‌اي کونژوگه شکاف باند پائين Low band gap D-A conjugatecl) D-A) که حاوي سيکلوپنتاديتيوفن 2 اتيل هگزيل بودند با بنزوديتاديازول يا بنزوسلناديازول به طور همزمان پلي‌مريزه شدند. پلي مرهاي توليد شده، در محيط مايع پايدار بوده و تا غلظت يک ميلي‌گرم در هر ميلي‌ ليتر از مايع، براي سلول‌ها سميت هم نداشتند. سپس اين پلي‌مرها در معرض نور با طول موج 808 نانومتر قرار گرفتند که باعث ايجاد حرارت تا بالاتر از 50 درجه سانتيگراد گرديد. مواجهه سلول‌هاي کولورکتال در محيط آزمايشگاهي با اين پلي‌مرها در غلظت 100 ميکروگرم در هر ميلي‌ليتر و سپس مواجهه با امواج نوري مزبور، نابودسازي فوتوترمال سلول‌هاي سرطاني را اثبات کرد، به طوري که تنها کمتر از 10% از سلول‌هاي سرطاني زنده باقي ماندند. با اين حساب، پلي‌مرهاي مزبور پيش از مواجهه با نور خاصيت کشندگي ندارند اما بعداز مواجهه با نور به علت ايجاد گرما قادر به از بين بردن سلول‌هاي سرطاني هستند و بنابراين مي‌توان از آنها در درمان سرطان‌هاي کولورکتال و حتي ديگر سرطان‌ها استفاده کرد. پيش از هر گونه استفاده باليني، نياز به بررسي‌هاي بيشتر در اين زمينه وجود دارد.

دانشمندان در تلاش برای استفاده از نانوذرات پلاسمونیکی در درمان سرطان هستند که به موجب آن انرژی نور به منظور کشتن سلول‌های سرطانی به گرما تبدیل می‌شود. مزیت چنین درمان‌هایی این است که باعث بروز اثرات جانبی که در شیمی‌درمانی وجود دارد، نمی‌شوند. اکنون «مینگ یونگ هان» در موسسه «A*STAR» و همکارانش، نانوصلیب‌های پلاسمونیکی طلایی ساخته‌اند که برای از بین بردن سلول‌های سرطانی بسیار مناسب هستند. گروه مذکور سودمندی این نانوصلیب‌ها را با استفاده از آنها در کشتن سلول‌های سرطان ریه به نمایش گذاشتند.
به طور کلی، نانوساختارهای فلزی یا پلاسمونیکی فرکانس ویژه‌ای دارند که در آن نور الکترون‌های نزدیک به سطح‌ خود را تحریک می‌کند. حرکت جمعی این الکترون‌ها یا تشدید در این فلزها منجر به تبدیل انرژی نور به گرما می‌شود. طول ‌موجی که در آن تشدید اتفاق می‌افتد، به شکل و اندازه این نانوساختارها بستگی دارد. در کاربردهای زیستی، این طول ‌موج باید در محدوده فروسرخ نزدیک تا میانه باشد، زیرا بافت برای این طول‌ موج‌ها شفاف است. بر اساس این ملزومات، این پژوهشگران تصمیم گرفتند نانوصلیب‌های طلایی بسازند. با این حال در سنتزهای معمولی، طلا معمولا به شکل نانومیله رشد می‌کند. این پژوهشگران برای ساخت نانوصلیب‌ها، یون‌های مسی به محلول اضافه کردند. به کارگیری مقادیر کوچک مس باعث دوقلویی شدن ساختار بلوری طلا می‌شود که منجر به رشد بازوهای جانبی از وجوه بلور می‌شود. «هان» می‌گوید: این ساختار طلایی متقاطع منحصر به فرد می‌تواند باعث تحریک چند جهتی برای رسیدن به تشدید پلاسمونیکی قوی در بازه فرکانسی فروسرخ نزدیک و میانه شود. این کار تا درجه زیادی توان لیزری مورد نیاز برای درمان فوتوگرمایی سرطان را در مقایسه با نانومیله‌ها کاهش می‌دهد.
این پژوهشگران، عملکرد نانوصلیب‌های طلایی‌ خود را با تغییر سطوح آنها و پیوند دادن آن با سلول‌های سرطان ریه انسان تست کردند. هنگامی که آنها تحت تابش لیزری فروسرخ نزدیک با توان‌های نسبتا متوسط 2.4 W/cm2 به مدت 30 ثانیه قرار گرفتند، تمام سلول‌های سرطانی کشته شدند. اکنون این پژوهشگران مشغول ارائه طرحی برای تست تأثیر این نانوصلیب‌های طلا روی مدل‌های حیوانی در آزمایش‌های آتی هستند. کاربردهای دیگری نیز برای این نانوصلیب‌های طلا امکان‌پذیر است؛ مانند تصویربرداری فوتوگرمایی که در آن مقادیر کوچک نور به گرمای موضعی تبدیل می‌شود، یا گندزدایی سطوح. «هان» می‌گوید: در حال حاضر، ما در حال مطالعه نانوصلیب‌های طلا برای تخریب فوتوگرمایی سوپرباگ‌ها یا باکتری‌های سخت جان روی زیست‌فیلم‌ها هستیم. این پژوهشگران، جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در «Journal of the American Chemical Society» منتشر کرده‌اند.

محققان دانشگاه صنعتی مونیخ حسگر جدیدی مبتنی بر حفره‌های نانومقیاس از جنس نیمه‌هادی تولید کرده‌اند. پژوهشگران آلمانی در این دانشگاه، طی چند سال گذشته پتانسیل‌های موجود در حفره‌های نانومقیاس را نشان داده‌اند. اخیرا این گروه تحقیقاتی در یک کار مشترک با دانشگاه «گوث» فرانکفورت، با استفاده از نانوحفره‌ها موفق به ساخت حسگری انتخابگر با حساسیت بالا در حد یک مولکول شدند. با این حسگر احتمالا بتوان به آنالیز پروتئین‌ها در یک سلول پرداخت. آخرین یافته‌های آنها در این پروژه در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Stochastic sensing of proteins with receptor-modified solid-state nanopores در نشریه «Nature Nanotechnology» به چاپ رسیده است.
هدف اصلی محققان، تولید ادوات تشخیصی در مقیاس مولکولی است. البته در این پروژه هنوز به این نقطه نرسیده‌اند، اما حسگری که ساخته شده، قادر است تک مولکول‌هایی از پروتئین هدف را شناسایی کند، بدون این که به افزودن مواد شیمیایی نظیر برچسب نیاز باشد. از این سیستم می‌توان برای تسریع مطالعات ژنومیک و پروتئومیک استفاده کرد. برای ساخت این حسگر از زیرلایه نیترید سیلیکون به ضخامت 50 نانومتر استفاده می‌شود، بنابراین این غشاء یک تراشه نیمه‌هادی است. برای ایجاد حفره نانومقیاس می‌توان از روش‌های رایج نظیر لیتوگرافی پرتو الکترونی یا اچ یونی فعال استفاده کرد، با این روش‌ها حفره‌ای به ابعاد 20 تا 50 نانومتر به ‌دست می‌آید. از رسوب بخار برای ایجاد پوشش طلا و تیتانیوم روی این حفره استفاده می‌شود.
پس از این مراحل، نانوحفره‌ای مخروطی نوک تیز تشکیل می‌شود که قطر مخروط در حدود 25 نانومتر است. روی سطح داخلی این حفره گیرنده‌های زیست شیمی قرار دارد، این گیرنده‌ها برای اتصال به پروتئین خاصی طراحی شده‌اند. در این آزمایشات، این تراشه در یک مخزن حاوی محلول الکترولیت قرار داده شده است که در یک سوی نانوحفره پروتئین مورد نظر وجود دارد. بین دو سوی نانوحفره جریان الکتریکی برقرار است. پروتئین‌ها در حین عبور از حفره به گیرنده متصل می‌شوند که این کار موجب تغییر مقدار بار الکتریکی در دو سوی حفره می‌شود. با بررسی مقدار تغییر بار الکتریکی می‌توان پروتئین هدف را شناسایی کرد. پژوهشگران موفق شدند با این روش پروتئین‌های دارای هیستیدین را شناسایی کنند، همچنین تفاوت میان انواع مختلفی از آنتی بادی lgG را مشخص کردند. محققان معتقدند که این روش قابل استفاده برای بسیاری از پروتئین‌ها است. نتایج این تحقیق در نشریه «Nature Nanotechnology» به چاپ رسیده است.

دانشمندان دانشگاه میسوری ثابت کرده‌اند ‏درمانی که برای سرطان پروستات از نانوذرات طلای رادیواکتیو استفاده می‌کند، برای ‏استفاده در سگ‌ها بی‌خطر است. در حال حاضر، مقادیر زیادی از شیمی‌درمانی برای درمان اشکال معینی از سرطان مورد ‏نیاز است که منجر به اثرات جانبی سمی می‌شود. این مواد شیمیایی وارد بدن شده و اقدام به ‏تخریب یا تقلیل تومور می‌کنند، ولی به اندام‌های زنده نیز آسیب می‌زنند و فعالیت‌های بدنی ‏را به شدت تحت تأثیر قرار می‌دهند.
"ساندرا آکسیاک- بچتیل"، استادیار غدد دانشکده پزشکی دانشگاه میسوری می‌گوید: ‏این یک گام بزرگ برای پژوهش نانوذرات طلا است. وی می‌افزاید: اثبات ‏اینکه نانوذرات طلا برای استفاده در درمان سرطان پروستات سگ بی‌خطر هستند، قدم ‏بزرگی برای جلب موافقت انجام آزمایش‌های پزشکی روی مردان است، سگ‌ها به‌ طور ‏طبیعی مستعد سرطان پروستات مشابه با انسان هستند، بنابراین درمان نانوذرات طلا شانس ‏بزرگی برای اعمال به بیماران انسانی دارد.
"کاتیش کاتی"، استاد رادیولوژی و فیزیک در دانشکده پزشکی و کالج علوم و هنر و سایر ‏دانشمندان دانشگاه میسوری، روش بهتری برای هدفگیری تومورهای پروستات با استفاده از ‏نانوذرات رادیواکتیو طلا یافتند. این درمان جدید نیازمند مقادیری از دارو است که هزاران ‏برابر کمتر از شیمی‌درمانی بوده و در طول بدن برای وارد آوردن خسارت به نواحی سالم ‏حرکت نمی‌کنند. "کاتی" می‌گوید: ما نتایج چشمگیری در موش‌ها بدست آوردیم که نشانگر کاهش ‏قابل ملاحظه حجم تومور در تزریق نانوذرات رادیواکتیو طلا بود، این یافته‌ها پایه محکمی ‏تشکیل می‌دهند و امیدواریم که استفاده از این درمان جدید نانودارویی قابل اعمال به بیماران ‏سرطانی انسانی باشد.
درمان‌های کنونی برای سرطان پروستات در بیمارانی که دارای تومورهای سرطانی ‏تهاجمی باشند، غیرموثر است. سرطان پروستات در اکثر اوقات دارای رشد کند و ‏محدود و قابل‌کنترل است. با این حال، شکل‌های تهاجمی این بیماری به سایر قسمت‌های ‏بدن منتشر می‌شود و دومین عامل اصلی مرگ‌های سرطانی در مردان آمریکا است. دانشمندان ‏دانشگاه میسوری معتقدند که درمان آنها قادر به کاستن تومورهای تهاجمی یا حذف کامل ‏آنها خواهد بود. "آکسیاک- بچتیل" می‌گوید: این درمان می‌تواند در سگ‌ها و نیز انسان‌ها ‏بی‌خطر و موثر باشد، زیرا سگ تنها پستانداری است که به‌ طور طبیعی دچار شکل تهاجمی ‏سرطان پروستات می‌شود. وی می‌افزاید: توانایی در تست درمان نانوذرات طلا روی سگ‌ها خیلی مفید ‏است. از آنجایی که سگ‌ها نمی‌توانند به ما در مورد احساسشان سخن بگویند، اکثر مواقع ‏بیماری آنها خیلی دیر تشخیص داده می‌شود، ولی این درمان به ما این امید را می‌دهد که ‏بتوانیم با تومورهای تهاجمی مبارزه کنیم. این پژوهشگران، جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در کنفرانس "2012 ‏World ‎Veterinary Cancer‏" منتشر کرده‌اند.

پژوهشگران MIT، با استفاده از رشته‌های دی‌ان‌ای و رنگ فلورسانس، موفق به ساخت حسگر pH با قدرت تفکیک بالا شدند که با استفاده از آن می‌توان وجود بیماری سرطان را تشخیص داد.  pH و بار نقش مهمی در بسیاری از سیستم‌ها و فرآیندهای فیزیولوژی نظیر تاخوردن پروتئین‌ها ایفا می‌کند، به‌ طوری که می‌تواند شاخصی برای بروز بیماری سرطان باشد.
در مقاله‌ای که اخیرا پژوهشگران آمریکایی تحت عنوان "A Mechanism for Biocompatible Nanocrystal-Based Sensors" در نشریه "Angewandte Chemie" به چاپ رساندند، نشان دادند که می‌توان از نوعی حسگر جدید برای ردیابی سرطان استفاده کرد. برای این کار اسیدیته سلول‌های زنده برای یک دوره زمانی طولانی رصد می‌شود، قدرت تفکیک این روش بیشتر از حدی است که پیش از این انجام شده بود. برای این کار از ترکیب نانوبلورهای فلورسانت به‌ همراه بازوهای مولکولی متحرک استفاده شد، بازوهایی که در اثر تغییرات pH محیط می‌توانند باز و بسته شوند.
اندوزوم‌ها سلول‌هایی هستند که نقش مهمی در انتقال سلولی ایفا می‌کنند، این سلول‌ها با رسیدن به بلوغ رشد و pHشان تغییر می‌کند. این موضوع اخیرا توسط محققان موسسه فناوری ماساچوست توسط یک حسگر نانومقیاس pH و میکروسکوپ فلورسانس مشاهده شده است. راز این موفقیت در طراحی نوعی حسگر غیرمعمول است؛ در این حسگر یک بازوی مولکولی متحرک به نانوبلورهای فلورسانت سبز و قرمز متصل است. این نانوبلورها ذرات نیمه‌هادی هستند که به‌ راحتی انرژی جذب شده توسط رنگ‌های فلورسانت را از طریق مکانیسم غیرتابشی انتقال می‌دهند. با این کار تابش فلورسانس توسط میکروسکوپ قابل مشاهده خواهد شد.
فاصله میان نانوبلور و رنگ توسط تا شدن و باز شدن بازوهای مولکولی حسگر کنترل می‌شود، این حرکت کاملا وابسته به اسیدیته است. این بازو از یک تکه دو رشته دی‌ان‌ای و یک تکه تک‌رشته دی‌ان‌ای بوجود آمده است. با افزایش غلظت یون‌های H+، تمایل این رشته‌ها برای ایجاد یک رشته سه گانه افزایش می‌یابد به شکلی که تک رشته بین شیارهای دو رشته قرار گرفته و موجب تاخوردن آن می‌شود. این حرکت بازوها در pH هفت رخ داده و بسیار به تغییر آن حساس است. در pHهای بالاتر بازو کشیده شده و مولکول‌های فلورسانس از هم فاصله می‌گیرند، در نتیجه انتقال انرژی رخ نخواهد داد. در pH پایین‌تر بازوها تا شده و امکان انتقال بار را فراهم می‌کند. در واقع این روش نسبت میان تابش سبز به قرمز را اندازه‌گیری می‌کند نه مقدار واقعی‌ را، بنابراین تغییر مقدار تابش تفاوتی در نتیجه نخواهد داشت. 

محققان دانشگاه دوک موفق به ارائه روشی شده‌اند که می‌تواند سطح کلر را در سلول‌های عصبی کنترل کند. این ماده مسئول درد‌های مزمن و بیماری صرع است. این گروه تحقیقاتی موفق شده است که سطح کلر را در سلول‌های عصبی و مغز موش‌ها کنترل کند. از این یافته می‌توان در درمان بیماری‌های عصبی استفاده کرد. نتایج این پژوهش در نشریه Small به چاپ رسیده است.
نانولوله‌های کربنی موادی هستند که دارای خواص فیزیکی، مکانیکی و الکتریکی منحصر به‌فرد می‌باشند. این ویژگی‌ها در کنار ابعاد کوچک نانولوله‌ها موجب شده تا بتوان از آنها در حوزه پزشکی استفاده کرد. در دنیایی که رایانه‌ها و تلفن‌های همراه کوچک‌تر می‌شوند، نانولوله‌های کربنی می‌تواند راه حل مناسبی برای بهبود تراشه‌ها باشد. برای کسانی که از مشکل جراحات مغزی رنج می‌برند، استفاده از ادوات مبتنی بر نانولوله کربنی می‌تواند گزینه مناسبی باشد. ولفگانگ لیدتک، استادیار بخش عصب شناسی و پزشکی دانشگاه دوک می‌گوید: نانولوله‌های کربنی دارای کاربردهای وسیعی می‌باشند. علاوه‌بر خواص مکانیکی، نانولوله‌ها دارای خواص الکترونیکی منحصر به‌فردی هستند که می‌توان از این ویژگی برای تولید دستگاه‌هایی که با سیستم عصبی در تماس هستند استفاده کرد. با این حال مکانسیم دقیق عملکرد نانولوله کربنی و تاثیر آن بر اعصاب هنوز برای ما ناشناخته است. جرج بارت گلر می‌گوید همه نانولوله‌های کربنی یکسان نیستند. او موفق به تولید نانولوله‌های ویژه‌ای شده که بسیار خالص هستند. این نانولوله‌ها که دارای چند جداره هستند از ویژگی‌های منحصر به‌فردی بهره‌مند هستند.
در قدم اول پژوهشگران به‌دنبال این سوال بودند که آیا نانولوله‌های کربنی روی سیستم عصبی تاثیر منفی دارد؟ نتایج نشان داد که این نانولوله‌ها موجب تقویت و بزرگتر شدن سیستم عصبی می‌شود. لیو می‌گوید پیش از این تحقیقات مشابهی انجام شده بود اما به دلیل وجود ناخالصی‌هایی در نانولوله، نتایج کاملا متفاوت بود اما در این پژوهش از نانولوله‌های کربنی چندجداره استفاده شد که موجب تسریع رشد سلول‌های عصبی شد. رشته‌های عصبی در اثر افزایش غلظت کلر می‌توانند دچار آسیب شوند. برخی بیماری‌ها نظیر صرع و دردهای مزمن نتیجه این آسیب‌دیدگی‌هاست.
نوعی پروتئین موسوم به KCC2 می‌تواند کلر را از سلول خارج کند. محققان دریافتند که در اثر افزودن نانولوله کربنی به سیستم عصبی پروتئین بیشتری تولید شده و در نهایت سطح کلر کاهش می‌یابد. افزایش این پروتئین موجب افزایش کلسیم در نرون‌های عصبی نیز می‌شود، کلسیم نیز می‌تواند نوعی پروتئین به‌نام CaMKII را در مغز ایجاد کرده که این پروتئین نیز موجب تولید بیشتر KCC2 می‌شود. 

پژوهشگران موسسه فناوری سلطنتی ملبورن، نانوذراتی تولید کرده‌اند که بسیار ارزان و غیرسمی بوده و از آن می‌توان برای رادیودرمانی سرطان استفاده کرد. این نانوذرات می‌تواند جایگزین نانوذرات گران‌قیمت طلا در درمان سرطان شود. این تیم تحقیقاتی استرالیایی روی یافتن جایگزینی برای نانوذرات طلا کار می‌کنند تا از آن در درمان سرطان استفاده کنند. نانوذرات طلا بسیار گران‌قیمت و تا حدی سمی است. محمود القطامی می‌گوید: ما دریافتیم که بیسموت می‌تواند گزینه ایده‌آلی باشد. تست‌های ما نشان داد اگر از نانوذرات بیسموت استفاده شود، مقدار تابش دو برابر شده و سلول‌های سرطانی از بین می‌روند. در واقع اگر مقدار تابش را بتوان افزایش داد، آن گاه می‌توان مقدار دوز ماده رادیودرمانی را کاهش داد؛ با این کار بیمار کمتر در معرض اثرات منفی این داروها قرار می‌گیرد. وی می‌افزاید: نانوذرات فلزی می‌توانند موجب بهبود و افزایش کارایی رادیودرمانی شوند، اما باید از موادی ارزان‌تر و ایمن‌تر برای این کار استفاده کرد.
نانوذرات بیسموت گزینه مناسبی برای این کار است، زیرا قیمت هر گرم آن تنها چند دلار است، در حالی که هر گرم نانوذرات طلا هزاران دلار قیمت دارد. از سوی دیگر نانوذرات بیسموت غیرسمی بوده و عوارض جانبی اندکی دارد. القطامی می‌گوید: با این حال هنوز باید تحقیقات بیشتری در این باره انجام داد تا بتوان از این سیستم در درمان سرطان استفاده کرد. نتایج این پژوهش بسیار جالب توجه بوده و انگیزه‌های ما را برای ادامه تحقیقات افزایش می‌دهد.
القطامی با چند گروه تحقیقاتی از دانشگاه ملبورن، موسسه تحقیقاتی سلامت در موسسه فناوری سلطنتی ملبورن، دانشگاه سری و موسسه تحقیقات سرطان برای انجام این پروژه همکاری داشته است. برای تست کارایی بیسموت، القطامی نانوذرات بیسموت را درون یک شناساگر قرار داد؛ شناساگری که توسط همین گروه تحقیقاتی ساخته شده بود. آنها با استفاده از این شناساگر مقدار دوز تابش را در سه بعد اندازه‌گیری کردند.
محققان نمونه و شناساگر را در معرض تابش نرمال مورد استفاده در درمان سرطان قرار دادند. مقدار تابش مورد نیاز برای رهاسازی در نانوذرات بیسموت با دوز مورد نیاز برای درمان با نانوذرات طلا مقایسه شد. نتایج نشان داد که نانوذرات مبتنی بر بیسموت تابش را 90 درصد افزایش می‌دهند. این تیم تحقیقاتی قصد دارد که مطالعات بیشتری انجام دهد تا یافته‌های خود را اعتبار بیشتری ببخشد. با این کار مسیر استفاده از این روش برای درمان سرطان هموار می‌شود. نتایج این پژوهش در کنفرانس بین المللی دوزیمتری تابش سه بعدی در سیدنی ارائه شده است.

محققان دانشگاه رایس روشی ارائه کرده‌اند که با استفاده از آن می‌توان برخی سلول‌های بیمار را از بین برد و برخی دیگر را درمان کرد. این فرآیند با استفاده از پرتو لیزر پالسی فعال شده و می‌توان با استفاده از آن برخی سلول‌ها را تحت تاثیر قرار داد، در حالی که سلول‌های مجاور سلول مورد نظر بدون تغییر باقی بمانند. در این روش از نانوحباب‌های پلاسمونیک قابل تنظیم استفاده شده است که می‌تواند جایگزینی مناسبی برای روش‌های چند مرحله‌ای فعلی برای درمان سرطان باشد. همچنین این روش جدید بسیار سریع‌تر است.
نانوحباب‌های پلاسمونیک ده‌هزار برابر کوچک‌تر از قطر تار موی انسان هستند که می‌توانند بترکند. زمانی که نانوذرات طلا در معرض تابش لیزر با قدرت بالا قرار گیرند، حباب‌هایی در اطراف آنها ایجاد می‌شود. این حباب‌ها که در اثر تبخیر یک لایه محلول اطراف نانوذرات ایجاد می‌شوند، عمر کوتاهی داشته و به سرعت می‌ترکند. «لاپوتکو» و همکارانش دریافتند که این نانوحباب‌های پلاسمونیک قادرند سلول‌های سرطانی را از بین ببرند، بدون این که به سلول‌های سالم آسیبی وارد شود. «لاپوتکو» می‌گوید: این روش بسیار دقیق است و از نظر دقت و انتخاب‌گری بسیار بهتر از زمانی است که تنها از نانوذرات طلا استفاده می‌شود.
این پژوهش قدم‌های رو به جلوی قابل توجهی برای درمان سرطان برداشته است. یکسِری آزمایشات درباره عملکرد این روش انجام شده است که در آن از لیزرهای پالسی برای ایجاد نانوحباب پلاسمونیک استفاده شده است، نانوحباب‌هایی که در اطراف نانوذرات توخالی تشکیل می‌شود. نتایج این آزمایش‌ها نشان می‌دهد که این نانوحباب‌ها قادرند سلول‌های ناخواسته را به‌ صورت انتخابی از بین ببرند. همچنین این لیزر می‌تواند در اطراف نانوکره‌های طلا نانوحباب‌هایی ایجاد کند، این نانوحباب‌ها موجب فشار روی دیواره سلول شده و با استفاده از آن دارو یا ژن به درون سلول تزریق می‌شود.
در یک آزمایش، محققان از نانوذرات توخالی 60 نانومتری استفاده کرده و سلول‌های سرطانی را به رنگ قرمز در آوردند، در آزمایش دیگری آنها همان نوع سلول‌ها را به رنگ آبی در آوردند. سپس این سلول‌ها را با هم ترکیب کرده و در معرض تابش لیزر قرار داده تا رنگ سبز از بین برود. مشاهدات میکروسکوپی نشان داد که سلول‌های قرمز در اثر نانوحباب‌های پلاسمونیک بزرگ از بین رفته‌اند، اما سلول‌های آبی که در معرض نانوحباب‌های کوچک بودند، دست‌نخورده باقی مانده و مقداری مایع سبز درون آنها وارد شده بود. 

محققان دانشگاه نورث وسترن می‌گویند با استفاده از فناوری نانو موفق به برداشتن گام‌های موثری در درمان بیماری ام اس شده‌اند. در این پروژه آنها از نانوذرات قابل تجزیه جهت حمل دارو استفاده کردند. این نانوذرات می‌تواند سیستم ایمنی بدن را فریب دهد. در بیماری ام اس، سیستم ایمنی بدن به غشاء میلن حمله می‌کند، غشائی که سلول‌های عصبی مغز، نخاع و اعصاب بینایی را پوشانده است. زمانی که این پوشش عایق از بین رود، سیگنال‌های عصبی قادر نیستند به شکل صحیحی در مسیر عصبی حرکت کنند در نتیجه اثراتی از بی‌حسی موضعی گرفته تا کوری یا رعشه در بدن دیده می‌شود.
محققان این پروژه به‌جای اینکه کل سیستم ایمنی بدن را مورد هدف قرار دهند و با این بیمار را در معرض بیماری‌های دیگر قرار دهند، از نانوذرات استفاده کردند که به آنتی‌ژن‌های میلن متصل می‌شود با این کار سیستم ایمنی به حالت اولیه بازمی‌گردد. با تزریق این نانوذرات سیستم ایمنی دیگر میلن را به‌عنوان یک جسم خارجی نشناخته و به آن حمله نمی‌کند. استفان میلر از محققان پروژه می‌گوید نکته جالب در این پروژه آن است که از آن می‌توان برای بیماری‌های مختلفی که به سیستم ایمنی بدن مربوط است استفاده کرد تنها کافی است که آنتی‌ژن مورد نظر را به آن اضافه کرد. نانوذرات تولید شده برای این پروژه توسط FDA تایید شده است. لونی شا می‌گوید نتایج این پروژه یک پیشرفت بزرگ محسوب می شود و ثابت می‌کند که می‌توان سیستم ایمنی بدن را تنظیم کرد. نتایج این پژوهش در نشریه Nature Biotechnology به چاپ رسیده است.
در این پروژه، آنتی‌ژن‌های میلن به نانوذرات متصل شده و به‌درون بدن موش تزریق شد. پس از ورود دارو به بدن مستقیما به طحال می‌رسد که مسئول فیلتر کردن خون بدن است. ذرات در بدن تحت محاصره ماکروفاژها در می‌آیند که نوعی سلول ایمنی در بدن هستند. از نظر سیستم ایمنی این نانوذرات سلول عادی خون تلقی می‌شوند. نانوذرات موجب نوعی پاسخ موسوم به ایمنی خودکار می‌گردد که در اثر آن سلول‌های T میلن غیرفعال می‌شوند. در نهایت سیستم ایمنی حمله خود را به میلن متوقف می‌کند. در روش‌های فعلی برای درمان بیماری ام اس، کل سیستم ایمنی بدن غیرفعال می‌شود که این امر موجب آسیب‌پذیری بدن در برابر بیماری‌هایی نظیر سرطان می‌شود این در حالی است که در روش جدید سیستم ایمنی به کار عادی خود ادامه می‌دهد.

زخم‌های وارده بر مغز یکی از مشکلاتی است که روش درمانی نداشته و می‌تواند موجب مرگ شده یا تا پایان عمر اثر آن باقی بماند. اخیرا محققان آمریکایی ساختارهایی ارائه کرده‌اند که می‌تواند کاهش فشار خون را کنترل کرده و در به هوش آوردن مصدوم کمک کند. دچار آسیب‌های مغزی می‌شوند، اخیرا محققان برای این مشکل راه حلی پیدا کرده‌اند. زخم‌های مغزی ایجاد شده بوسیله ضربه‌های فیزیکی معمولا در اثر برخورد جسم سخت بر جمجمه یا برخورد گلوله ایجاد می‌شود. این زخم‌ها معمولا درمان نشده و به‌ صورت آسیب دائمی در مغز مانده و یا حتی موجب مرگ می‌شود.
«توماس کنت»، «جیمز تور» و همکارانش به این نتیجه رسیدند که جراحات مغزی موجب اختلال در رسیدن خون غنی از اکسیژن در مغز می‌شود. با این که دو درصد از وزن بدن را مغز تشکیل می‌دهد، اما 20 درصد از اکسیژن وارد شده به بدن را مغز مصرف می‌کند. با این حجم بالای مصرف اکسیژن، در صورتی که زخم نه چندان بزرگی نیز در مغز ایجاد شود، می‌تواند موجب بی‌هوشی شود. کم بودن جریان خون و به هوش آوری موجب تشکیل رادیکال‌های آزاد می‌شود که در نهایت باعث مرگ سلول‌های مغزی می‌شود. سال‌های طولانی است که در این حوزه تحقیقات بسیاری انجام شده، اما هنوز راه حل مناسبی برای درمان این زخم‌ها پیدا نشده است. به‌ همین دلیل دانشمندان به‌ دنبال راهبردهای جدید هستند. یکی از این راهبردهای جدید استفاده از نانوذرات است.
این گروه تحقیقاتی موفق به تست نانوذرات خوشه‌ای کربنی که دارای گروه‌های آبگریز پلی (اتیلن گلیکول) است، شدند؛ به این ساختارها PEG-HCCs گفته می‌شود. این نانوذره یک نوع کربن غیرسمی است که در تست‌های آزمایشگاهی نقش آنتی‌اکسیدن را ایفا می‌کند، به‌ طوری که فشار خون را به سرعت به حالت نرمال آورده و مصدوم را به هوش می‌آورد. این ساختارها قادرند سطح سوپراکسیدها و اکسید نیتریک را در بافت آسیب دیده کاهش دهند. محققان معتقدند که این یافته می‌تواند قدم مهمی برای بهبود بیماران بوده و در طول فرایند به هوش آمدن به آنها کمک شایانی می‌کند. این روش می‌تواند در درمان مجروحان جنگی در خاورمیانه استفاده ‌شود. جزئیات این روش در مقاله‌ای تحت عنوان «Antioxidant Carbon Particles Improve Cerebrovascular Dysfunction Following Traumatic Brain Injury» در نشریه «ACS Nano» منتشر شده است.

استفاده از نانوذرات جدید جهت درمان سرطان‌ها، تحویل دارو به بافت‌های سالم را کاهش می‌دهد. محققان دانشگاه کیس وسترن با انجام بررسی‌های خود توانستند به نانوذرات جدیدی دستیابی پیدا کنند که ضمن رساندن داروها به سلول‌های تومورال، انتقال آنها به سلول‌های غیرهدف و سالم را به حداقل می‌رساند. استفاده از این نانو ذرات در مدل حیوانی توانست به مدت بیشتری در گردش خون گروه مورد آزمایش باقی بماند و رسوب بیشتری را در داخل تومورها نشان دهد. تحقیقات قبلی نشان داده‌اند داروهای وابسته به نانوذرات در بسیاری از سلول‌های سرطانی انتقال نمی‌یابند زیرا تحویل آنها به سلول‌های تومورال به طور یکنواخت نبوده و در نتیجه مقادیر عظیمی از آنها در اطراف عروق جمع می‌شوند. به گفته محققان استفاده از این نانو ذرات جدید بر اساس نانو زنجیره‌های چند بخشی منجر به رساندن داروها به بیشتر سلول‌های سرطانی شده و باعث از بین رفتن سلول‌های توموری می‌شود. یافته‌های این تحقیق در نشریه نانو ACS‌ منتشر شده است.

در اين تحقيق بخشي از كاربرد نانو تكنولوژي در پزشكي مورد بررسي قرار مي‌گيرد. اين تحقيق سعي دارد فرصت‌هاي تحقيقاتي در زمينه نانو تكنولوژي در داروها را بيان كند. البته اين نكته نبايد فراموش شود كه اكثر نانو داروها در مراحل اوليه كاربرد هستند و بايد موانع بسياري از سر راه آن‌ها برداشته شود كه اين كار ممكن است سال‌ها يا چند دهه زمان ببرد.
اگـر چـه تعـاريف بسياري از نانو تكنولوژي موجود است ولي تحقيق و توسعه تكنولوژي در سطح اتم، ملكول و ملكول‌هاي غول آسا (Macromolecular Level) در مــقــيـــــاس طـــــولــــي 100-1 نـانـومتـر از همـه تعـاريـف متـداول‌تـر است. اين تحقيقات و توسعه‌هاي تكنولوژيك باعث مهيا شــدن اطـلاعـات در زمينـه پـديـده‌هـا و مـواد در مقياس نانو مي شود و ساختار‌ها و سيستم‌هايي بـه واسطه آن توليد مي‌شود كه خواصي بسيار خـوب و كـاربـردي دارنـد. ايـن خـواص بـسـيـار خوب و كاربردي به واسطه اندازه كوچك اين ساختارها و سيستم‌ها حاصل مي شود. به طور ساده‌تر بايدگفت كه نانو تكنولوژي دنيايي در مـقـيــاس نــانـو (‌‌يـك ميليـونيـوم متـر) اسـت. ايـن مقياس بسيار كوچك‌تر از مقياس‌هاي معمولي است. اين دنيا، دنياي ميان ماكرومتر و پيكومتر (يك ميليارديوم متر) است.

PDF متن کامل مقاله               HTML متن کامل مقاله

دانشمندان چيني نانوماده‌اي ساخته‌اند كه زمان لازم براي بهبود زخم‌هاي پوستي را كاهش مي‌دهد. اين دانشمندان براي تهيه نانوالياف چيتوسان- پلي وينيل الكل (PVA) حاوي گرافن، از روش الكتروريسندگي استفاده كرده‌اند. اين نانوالياف مي‌توانند مستقيما براي بهبود زخم‌ها مورد استفاده قرار گيرند. گرافن نيز به عنوان يك ماده ضدباکتري مي‌تواند در اين زمينه موثر باشد. حقيقات مختلفي در زمينه كاربردهاي زيست‌پزشكي چيتوسان و تاثير لخته‌كنندگي خون انجام شده است. «بينگان لو» و همكارانش در دانشگاه «لانژو»، روش جديدي را براي تلفيق مزاياي چيتوسان و گرافن ابداع كرده‌اند كه نشان‌دهنده خواص ضدباکتري است.
گروه «لو»، با استفاده از روش الكتروريسندگي - روشي كه در آن با اعمال جريان الكتريكي به محلول، الياف بسيار ظريفي توليد مي‌شود- گرافن را با نانوالياف چيتوسان - پلي وينيل الكل (PVA) مخلوط كردند. نانوالياف چيتوسان تركيب‌شده با گرافن، غشاي نازكي را تشكيل مي‌دهند. اين گروه اين غشاها را بر روي زخم كوچكي بر روي پوست قرار دادند. «لو» مي‌گويد اين غشاها همانند يک باند زخم را مي‌پوشانند و معمولا براي يك زخم تنها يك غشاي گرافن - چيتوسان - PVA كافي است. آنها دريافتند پس از 10 روز زخم‌هايي كه با اين غشاء پانسمان شده‌اند، به مراتب بهتر از زخم‌هايي كه بدون غشاء پانسمان شده‌اند، بهبود يافته‌اند.
«چونهاي فان»، متخصص آكادمي علوم چين در زمينه مواد گرافني مي‌گويد: حقيقتا اين كار كاربرد جالبي از نانومواد گرافني در حوزه سلامت است و آسان شدن بهبود زخم‌ها توسط مواد ضدباکتري مبتني بر گرافن به روشني قابل مشاهده است. گروه «لو» براي آزمايش بيشتر اين غشاء از کشت سلولي استفاده کردند تا نشان دهند که گرافن تنها براي باکتري‌ها خطرناک است و اثري بر سلول‌هاي حيواني ندارد. آنها احتمال مي‌دهند اين اثر مربوط به انتقال الکترون‌هاي گرافن از ميان غشاهاي سلول است. در اين روش با رسيدن الکترون‌ها به DNA باکتري و تخريب آن، تکثير سلول‌هاي باکتري متوقف مي‌شود. DNA حيوان توسط غشاي ثانوي از برخورد الکترون‌ها محفوظ مي‌ماند. اين گروه قصد دارند جهت تائيد مکانيسم پيشنهادي خواص ضدباکتري گرافن را مورد بررسي قرار دهند. اين پژوهشگران، جزئيات نتايج کار تحقيقاتي خود را در مجله‌ي «Nanoscale» منتشر کرده‌اند.

تیمی بین‌المللی از دانشمندان مستقر در دانشگاه تگزاس موفق به تولید نوع جدید ماهیچه مصنوعی با استفاده از نانوتیوب‌های کربن شدند. این نانوتیوب‌ها سیلندرهای ریز توخالی هستند که از همان لایه‌های گرافیت مورد استفاده در مغز مدادهای استاندارد ساخته شده‌اند. بر خلاف این واقعیت که عضلات جدید 10 هزار برابر کوچک‌تر از قطر موی انسان هستند، آن‌ها قادرند بیش از 100 هزار برابر وزن خود را از جا بلند کنند که این میزان تقریباً 85 برابر قدرت ماهیچه طبیعی با سایز معادل عنوان شده است. عضلات طراحی شده با استفاده از یک نخ تاب خورده سیلندرهای کربنی ناچیز و سپس تعبیه یک "مهمان" تغییردهنده حجم (در این حالت موم پارافین مورد استفاده در شمع‌) در درون آن‌ها، تولید شده‌اند. نخ پوشیده شده از موم سپس به صورت الکتریکی یا توسط جرقه‌یی از نور حرارت داده می‌شود. این امر موجب انبساط موم، افزایش حجم نخ و انقباض طول ماده می‌شود. این انقباض ماهیچه‌یی یا تحریک (actuation) می‌تواند در فقط 25 هزارم ثانیه رخ دهد.
با در نظر گرفتن هر دوی عمل تحریک و معکوس تحریک، محققان موسسه فناوری ماساچوست چگالی نیروی 4.2 kW/kg یعنی چهار برابر کسر نیرو بر وزن یک موتور احتراق داخلی نوعی را برای این ماهیچه ثبت کردند. درحالیکه این فناوری می‌تواند دارای کاربردهای متعددی باشد، انتظار نمی‌رود که حداقل در زمان حاضر در بدن انسان قابل استفاده باشد. گفته می‌شود سیستم ارائه شده می‌تواند در گستره وسیعی از حوزه‌ها از جمله کاترهای مورد استفاده در جراحی‌های با حداقل عمل تهاجمی، اسباب‌بازی‌ها و ربات‌ها قابل کاربرد باشد.
این عضلات همچنین می‌توانند در مواد هوشمند خود تامین‌کننده از قبیل لباس‌های حافظتی که به تغییرات موجود در دمای محیطی واکنش نشان می‌دهند، به کار روند. افزون بر این، لوله‌های کربنی مجهز به موم قادر به تحمل درجه حرارت هزار درجه سلسیوس بالاتر از نقطه ذوب فولاد هستند که هیچ محرک کنونی قادر به عملکرد در این دما نیست. گام بعدی پیش روی دانشمندان، افزایش مقیاس عضلات تک الیافی و تبدیل آن‌ها به سیستم‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تر است که از هزاران ماهیچه الیافی تشکیل شده باشند. جزئیات این دستاورد علمی در مجله Science انتشار یافت.

در یک دستاورد بزرگ برای فناوری نانو و بیماری ام‌اس، محققان دانشگاه نورث‌وسترن موفق به ساخت یک نانوذره تجزیه‌پذیر شده‌اند که یک خودروی عالی برای انتقال مخفیانه پادتن برای تحریک سیستم ایمنی و توقف حملات آن به میلین و یک مدل ام‌اس عودکننده فروکش کننده در موش‌ها بوده است. ین نانوفناوری جدید همچنین در طیف گسترده‌ای از بیماری‌های مرتبط با ایمنی از جمله دیابت نوع یک، حساسیتهای غذایی و هوایی مانند آسم قابل اجرا است.
در بیماری ام‌اس، سیستم ایمنی بدن به غشای میلین که سلول‌های عصبی مغز، نخاع و عصب بینایی را مورد پوشش قرار می‌دهد، حمله کرده و هنگامی که این پوشش تخریب می‌شود، علائم الکتریکی به طور کارآمد منتقل نشده و منجر به علائمی از بی‌حسی ملایم عضلات گرفته تا فلج یا کوری می‌شود. حدود 80 درصد از بیماران ام‌اس با نوع عود‌کننده فروکش کننده تشخیص داده شده‌اند. این نانوفناوری جدید کل سیستم ایمنی بدن را مانند درمان‌های کنونی ام‌اس سرکوب نمی‌کند بلکه در عوض هنگامی که این نانوذرات به پادتن‌های میلین متصل شده و درون بدن موشها تزریق شدند، سیستم ایمنی به حالت عادی اولیه بازمی گردد.
در بیماری‌هایی مانند ام‌اس، سیستم ایمنی بدن میلین را به عنوان یک مهاجم خارجی شناخته و به آن حمله می‌کند. این نانوذره که از پلیمر PLG ساخته و توسط سازمان غذا و داروی آمریکا تائید شده، توسط لونی شی، استاد مهندسی و شیمی دانشکده مهندسی و علوم پایه مک‌کومیک دانشگاه نورث‌وسترن تولید شده است. این شیوه مشابه یکی از شیوه‌های مورد استفاده در کارآزمایی‌های انسانی اولیه و ثانویه کنونی است که در آن از سلولهای سفید خون خود بیمار برای انتقال پادتن استفاده می‌شود. این راه بسیار هزینه‌بر و پرزحمت است. شیوه جدید این دانشمندان نشان داده که این نانوذرات می‌توانند با تاثیر مشابه سلولهای سفید خون به عنوان خودروهای ناقل پادتن عمل کنند. این نانوذرات از پلیمر PLG ساخته شده‌اند که شامل اسید لاکتیک و اسید گلیکولیک هستند و هر دو متابولیت‌های طبیعی در بدن انسان به شمار می روند. جزئیات این پژوهش در مجله Nature Biotechnology منتشر شده است.

محققان نانوزنجیرهایی ساخته‌اند که قبل از تبدیل شدن سلول‌های متاستاز به یک بافت جدید، روی آنها قرار گرفته و با استفاده از تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) محل آنها را شناسایی می‌کنند. سلول‌های بدخیم که از تومور اولیه جدا می‌شوند، در کل بدن به شکلی غیرقابل کنترل پخش شده و با ایجاد تومورهای جدید در نقاط دیگر، موجب مرگ بیمار می‌شوند. حال گروهی از محققان دانشگاه «Case Western Reserve» روشی برای تشخیص این متاستازها در سرطان سینه موش یافته‌اند که می‌تواند بسیار زودتر از روش‌های فعلی، این سلول‌های جابه‌جاشونده را شناسایی کند؛ با استفاده از این روش امکان تشخیص زودهنگام متاستاز و نجات بیماران سرطانی ایجاد می‌شود.
از تصاویر حاصل از این روش که نشان‌دهنده محل و اندازه سلول‌های متاستاز است، می‌توان در جراحی هدایت‌شده و خارج کردن آنها و یا رسانش داروهای ضدسرطان به‌ صورت هدفمند و کشتن این سلول‌ها استفاده کرد. «افستاتیوس کاراتاناسیس»، استادیار مهندسی زیست‌پزشکی و نویسنده اصلی این کار می‌گوید: میکرومتاستازها با چشم غیرمسلح قابل رویت نیستند، اما شما باید محل دقیق آنها را در این مرحله تشخیص داده و همه آنها را از بین ببرید. حتی اگر یک سلول نیز از چشم شما دور بماند، زمان زنده ماندن بیمار افزایش می‌یابد، اما همین سلول می‌تواند در نهایت به مرگ وی منجر شود.
فناوری‌های تشخیص تومور نمی‌توانند سلول‌های سرطانی را که در نقاط جدید جای گرفته‌اند، شناسایی کنند، زیرا این سلول‌های جابه‌جاشده شبیه تومورهای جاافتاده رفتار نمی‌کنند. پس از آنکه سلول‌های سرطان سینه وارد جریان خون می‌شوند، اغلب در کبد، طحال یا ریه‌ها جای گرفته و شروع به بیان بیش از اندازه مولکول‌های سطحی به‌ نام اینتگرین‌ها می‌کنند. اینتگرین‌ها به‌ عنوان یک چسب میان سلول سرطانی و لایه داخلی یک رگ خونی که غذا را به بافت می‌رساند، عمل می‌کنند. «کاراتاناسیس» می‌گوید: ما اینتگرین‌ها را هدف می‌گیریم. دیواره‌های یک رگ خونی معمولی در سمتی که خون جریان دارد، اینتگرین تولید نمی‌کند، مگر اینکه سلول‌های سرطانی در آنجا قرار داشته باشند.
محققان برای انجام این کار به نانوذراتی نیاز داشتند که بتوانند از جریان اصلی خون خارج شده و روی دیواره رگ خونی جای بگیرند. بیشتر نانوذرات به شکل کروی بوده و در نتیجه همراه جریان خون جابه‌جا می‌شوند. به‌ همین دلیل این پژوهشگران نانوذراتی ساختند که همانند حلقه‌های یک زنجیر به یکدیگر متصل شده و به دیواره رگ خونی وصل می‌شوند. سطح خارجی این زنجیره حاوی نقاط زیادی است که برای اتصال به اینتگرین‌ها طراحی شده‌اند. زمانی که یکی از این حلقه‌ها به اینتگرین‌ها متصل شود، ذرات دیگر به آن چسبیده و یک زنجیره را شکل می‌دهند. جزئیات این تحقیق در مجله «ACS Nano» منتشر شده است.

دانشمندان چینی توانسته‌اند که با استفاده از یک زیست‌حسگر نانوسیمی دو نوع مختلف آنفلوآنزا را در عرض چند دقیقه تشخیص دهند. این دانشمندان امیدوارند که افزاره آنها انقلابی در تشخیص آنفلوآنزا ایجاد کند و شیوع بیماری را در یک رخداد فراگیر به کنترل درآورد. اپیدمی‌های سالیانه آنفلوآنزا توسط دو نوع اصلی رخ می‌دهند و منجر به پنج میلیون مورد وخیم در سال با بیش از 500 هزار مرگ می‌شوند. آنفلوآنزای A انسانی یا از نوع H3N2 است یا H1N1 که به آنفلوانزای خوکی نیز معروف است. سهولت انتقال این بیماری، یک تست تشخیصی ساده و معتبر برای پزشکان مهیا می‌کند.
در حال حاضر، واکنش زنجیرهای پلیمراز بلادرنگ، که در آن RNA از مایعات تنفسی استخراج شده و تقویت می‌شود، استاندارد طلایی تشخیص است. چندین ساعت طول می‌کشد تا این تست کامل شود و به خاطر آشکارسازی RNA غیرعفونی و نیز نتایج منفی‌ اشتباه که ناشی از مقادیر کم ویروسی و مشکلات نمونه‌برداری است، روش عاری از نقصی نیست. «ماوشنگ یاو» و همکارانش از دانشگاه پکن و دانشگاه علم و فناوری پکن، تست دیگری ابداع کرده‌اند که دارای سرعت کافی برای استفاده بالینی است. این افزاره از یک زیست‌حسگر ساخته شده از توری نانوسیم سیلیکونی که با پادتن‌های آنفلوانزای A برای گیراندازی پروتئین ویروسی عامل‌دار شده است، استفاده می‌کند. پروتئین‌هایی که روی نانوسیم به دام می‌افتند، رسانایی الکتریکی افزاره را متناسب با غلظت ویروس تغییر می‌دهند. «یاو» می‌گوید: همین که این سیستم حسگری حاضر شد، کل زمان آشکارسازی حدود دو دقیقه طول می‌کشد. آنها قبلا از افزاره مشابهی جهت آشکارسازی بلادرنگ ویروس‌های آنفلوانزای هوابرد با نمونه‌گیری پیوسته استفاده کرده‌اند، ولی سیستم جدید آنها برای هوای بازدم است. بیمار در یک افزاره جمع‌آوری سرد، بازدم می‌کند. سپس، مایع حاصله 100 برابر رقیق‌تر می‌شود تا از تداخل‌های احتمالی سایر مولفه‌های تنفسی قبل از اعمال آشکارساز اجتناب شود.
این حسگر قادر به آشکارسازی 29 ویروس در میکرولیتر است. برای 90 درصد موارد تست شده تشخیص‌های مثبت یا منفی کاملا درست بودند. مرحله بعدی اتوماتیک کردن تست است. «یاو» می گوید که ما مشغول کار بر روی یک افزاره دستی جهت تشخیص نانوسیمی ویروس هستیم و این شدنی است. ما در آزمایشگاه، افزاره‌های الکترونیکی آماده‌ای داریم که سیگنال‌های الکتریکی را از نانوسیم گرفته و به یک سیستم CPU که می‌تواند سیگنال آشکارسازی را به قسمت‌های دور منتقل کند، می‌رسانند. این پژوهشگران، جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ «Nano Letters» منتشر کرده‌اند.

گروهی از پژوهشگران انجمن مهندسی و پژوهشی مواد «A*STAR» خانواده‌ای از رنگدانه‌ها طراحی کرده‌اند که خاصیت فلورسانسی آن‌ها با توده‌ای شدن افزایش می‌یابد. انتظار می‌رود نانوذرات فلورسانسی پرشده با رنگدانه‌های آلی گسیلنده نور، انقلابی در فناوری‌های تصویربرداری زیستی ایجاد کنند. هنگامی که رنگدانه‌های متداول با غلظت زیاد همراه نانوذرات استفاده می‌شوند، به صورت توده درآمده و شدت گسیل خود را از دست می‌دهند. درون رنگدانه‌های متداول یک کروموفور (عامل رنگی مولکولی) تخت به نام دی‌سیانومتیلن اصلاح شده- تری‌فنیل‌آمین وجود دارد که در محلول‌های رقیق نور قرمز گسیل می‌کند، ولی به هنگام توده‌ای شدن فلورسانس ضعیفی دارد.
«بین لیو»، محقق این تیم تحقیقاتی می‌گوید: نزدیکی بیش از حد این کروموفورها باعث فرونشانی فلورسانسی می‌شود که ناشی از گذارهای غیرتابشی است. وی و همکارانش، این فرایند را با اتصال آویزه‌های تترا فنیل‌ اتیلن پروانه‌ای شکل به انتهای این کروموفور وارون کردند. برخلاف ترکیبات تخت، شکل پروانه‌ای مانع از برهم‌کنش قوی بین کروموفورها شده و فرایند فرونشانی توده‌ای را بلوکه می‌کند. علاوه بر این، حبس فیزیکی از چرخش آزادانه پروانه‌ها جلوگیری کرده و گسیل نور را ممکن می‌کند.
این گروه با ماتریس آلبومین سرم گاوی (BSA) که یک پلیمر زیست‌سازگار با مصارف پزشکی است، رنگدانه‌های مذکور را فرمول‌بندی کرده و عملکرد کاوشگری آنها را ارزیابی کردند. مشخصه‌یابی تجربی نشان داد که طول‌ موج بیشینه گسیل این نانوذرات با کپسوله شدن بدون تغییر می‌ماند و اینکه شدت نور گسیل شده با بارگذاری رنگدانه افزایش می‌یابد. تصویربرداری از سلول‌های سرطانی سینه فاش کرد که این نانوذرات، فلورسانس شدیدتر و یکنواختتری در سیتوپلاسم نسبت به توده‌های آزاد ایجاد می‌کنند و این نشان می‌دهد که این نانوذرات درخشندگی سلولی این رنگدانه‌ها را افزایش داده‌اند. همچنین آنها متوجه شدند که این نانوذرات دارای پایداری نوری در محیط‌ های بیولوژیکی بوده و زیست‌سازگاری خوبی دارند.
این پژوهشگران این نانوذرات را به صورت وریدی به موش‌های دارای سرطان کبد تزریق کردند. آنها متوجه شدند که برخلاف توده‌های آزاد، نانوذرات به طور گزینشی در تومور تجمع شده و بافت سرطانی حیوان را روشن می‌کنند. «لیو» می‌گوید: این نمایش به اهمیت فرصت‌های پژوهشی جدید در بررسی کاوشگرهای تشخیصی مشابه با کاربردهای بالقوه پزشکی اشاره دارد. همچنین می‌توان از این نانوذرات برای فهم گسترش سرطان و یا سرنوشت سلول‌های بنیادی فراکاشتی استفاده کرد. «لیو» اظهار می‌کند: اجتماع این کاوشگرها با عامل‌های تصویربرداری هسته‌ای یا تصویربرداری تشدید مغناطیسی می‌تواند نویدبخش تصویربرداری چند مدی باشد. این پژوهشگران، جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی «Advanced Functional Materials» منتشر کرده‌اند.

نانوذرات در زمینه رسانش هدفمند داروها به سلول‌ها بسیار نویدبخش بوده‌اند، اما محققان دانشگاه جرجیا با بهره‌گیری از نانوذرات در رسانش دارو به بخش خاصی از درون سلول، فرایند رسانش دارو را متحول ساخته‌اند. این محققان با هدفگیری میتوکندری که اغلب با نام «نیروگاه سلول‌ها» نامیده می‌شود، کارایی روش‌های درمانی مبتنی بر میتوکندری را که در تحقیقات مربوط به درمان سرطان، آلزایمر و چاقی به کار می‌روند، افزایش داده‌اند. شانتا دار، استادیار شیمی دانشکده هنر و علوم و نویسنده اصلی مقاله این کار می‌گوید: «میتوکندری یک اندام سلولی بسیار پیچیده است که دسترسی به آن بسیار دشوار است، اما این نانوذرات به‌نحوی طراحی شده‌اند که در مکان مناسب کار درست را انجام دهند». دار و همکارانش از یک پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر مورد تأیید FDA برای ساخت این نانوذرات و سپس کپسوله کردن داروهای مختلف و بررسی اثر درمانی آنها روی بیماری‌های گوناگون استفاده کردند. این پژوهشگران برای مطالعه کارایی این سامانه دارورسانی در درمان سرطان، داروی لونیدامین را درون این ذرات کپسوله کردند. لونیدامین ترکیبی است که از تولید انرژی در میتوکندری جلوگیری می‌کند. استفاده از این دارو روی سلول‌های سرطانی کاشت شده نشان داد که هدفگیری میتوکندری کارایی دارو را 100 برابر نسبت به استفاده از داروی خالص، و 5 برابر نسبت به استفاده از نانوذراتی که بخش بیرونی سلول را هدف می‌گیرند، افزایش می‌دهد.
همچنین ترکیب کورکومین در جلوگیری از تشکیل پلاکت‌های آمیلوئیدی که نشانه بیماری آلزایمر به‌شمار می‌رود، نویدبخش بوده است، اما این ترکیب در مجاورت نور به سرعت تجزیه شده و توسط بدن تخریب می‌شود. محققان توانستند با کپسوله کردن این ترکیب در نانوذرات هدف‌گیرنده میتوکندری قابلیت زنده‌ماندن سلول‌های کاشت‌شده مغز را حتی در حضور عاملی که تشکیل این پلاکت‌ها را تقویت می‌کرد، افزایش دهند. 100 درصد سلول‌هایی که تحت تأثیر این عامل قرار داشتند، در حضور عامل محرک تولید پلاکت‌های آمیلوئیدی زنده ماندند، در حالی که در صورت استفاده از کورکومین خالص 67 درصد، و در صورت استفاده از نانوذرات حاوی کورکومین که بخش بیرونی سلول‌ها را هدف می‌گیرند، 70 درصد سلول‌ها توانستند جان سالم به در ببرند.
همچنین این پژوهشگران داروی ضدچاقی 2,4-DNP را که کارایی تولید انرژی در میتوکندری را کاهش می‌دهد، درون این نانوذرات کپسوله کرده و دریافتند که میزان تولید چربی توسط سلول‌های کاشت‌شده به نام preadipocytes نسبت به سلول‌هایی که در معرض داروی خالص قرار داشتند تا 67 درصد، و نسبت به سلول‌های درمان شده توسط نانوذراتی که بخش بیرونی سلول‌ها را هدف می‌گیرند، تا 61 درصد کاهش می‌یابد. جزئیات این تحقیق در Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.

محققان «BWH» اولين گروهي هستند که طراحي منطقي دارو را با نانوشيمي ابرمولکولي ترکيب کرده و از آن در درمان سرطان استفاده کرده‌اند. شيمي ابرمولکولي به‌ معني توليد سامانه‌هاي پيچيده شيميايي با استفاده از واحدهاي ساختماني مولکولي است. محققان بيمارستان بريگام و زنان (BWH) از اين روش‌ها براي ايجاد نانوذراتي استفاده کرده‌اند که در حين دارا بودن سميت پايين، فعاليت ضدتوموري بالايي روي سرطان سينه و رحم از خود نشان مي‌دهند. «شيلاديتيا سنگوپتا»، استاديار مهندسي زيستي «BWH» و نويسنده ارشد مقاله مربوط به اين کار مي‌گويد: اين کار فراتر از استفاده از فناوري نانو به‌ عنوان حامل‌هاي رسانش دارو است و در حقيقت در حوزه مهندسي مجدد خود دارو و تبديل آن به نانودارو قرار مي‌گيرد.
محققان در اين کار از سيس‌پلاتين به‌ عنوان داروي ضدسرطان استفاده کرده‌اند. آنها يک نانوذره سيس‌پلاتيني طراحي کرده‌اند که حاوي اجزاي مختلفي است؛ از جمله اين اجزا مي‌توان به پلاتين دو ظرفيتي منحصر به‌ فردي اشاره کرد که به يک پايه کلسترولي پيوند يافته است. اين طراحي، محيطي براي نانوذرات فراهم مي‌آورد که بتوانند در آن به شکلي موثر آرايش يابند.
يافته‌هاي محققان نشان مي‌دهد که اين نانوذرات جديد در محيط برون‌تني و در مقايسه با کربوپلاتين يا سيس‌پلاتين موثرتر عمل کرده و در شرايط مقاوم به سيس‌پلاتين فعاليت خود را حفظ مي‌کنند. «سنگوپتا» مي‌گويد: در 30 سال گذشته تنها سه داروي مبتني بر پلاتين وجود داشته است که استفاده از آنها در تمام انواع سرطان‌ها مورد تأييد بوده است. يک داروي پلاتيني چهارم که به‌ صورت اختصاصي در تومور جمع شده، قدرت درماني بيشتري داشته و در حين حال از ايمني بيشتري برخوردار باشد، مي‌تواند اثر مثبت زيادي بر شيمي‌درماني بر جاي بگذارد.
با در نظر داشتن اين نکته که داروهاي شيمي‌درماني مبتني بر پلاتين در خط مقدم مبارزه با بسياري از انواع سرطان‌ها قرار دارند، محققان بر اين باورند که افزايش کارايي و کاهش سميت اين طراحي جديد منجر به توليد نسل بعدي داروهاي ضدسرطان شود. جزئيات اين کار در «Proceedings of the National Academy of Sciences» منتشر شده است.

محققان ایرلندی روشی برای تولید سلول‌های مشابه عضلات قلب با استفاده از نانولوله‌های کربنی ارائه کردند که می‌تواند برای درمان بیمارانی که در اثر حمله قلبی دچار آسیب شدند، مفید باشد. پژوهشگران سلول‌های بنیادین به‌ دنبال استفاده از خواص الکتریکی نانومواد هستند تا از آنها برای توسعه سلول‌ها جهت تولید سلول‌های قلبی استفاده کنند. این تیم تحقیقاتی از موسسه پزشکی احیاء کننده (REMEDI) در دانشگاه ملی ایرلند با همکاری همتایان خود در کالج ترینیتی دوبلین روی این موضوع کار کرده‌اند.
بیماری قلبی یکی از عوامل مهم مرگ و میر در ایرلند به‌ شمار می‌رود. زمانی که در اثر حمله قلبی عضلات قلب دچار آسیب می‌شوند، این عضلات توان اندکی برای ترمیم خود دارند، بنابراین هیچ درمان بالینی برای بافت‌های آسیب‌دیده قلب وجود ندارد. بیش از 10 سال است که تلاش‌های بی‌شائبه‌ای برای بهبود درمان مبتنی بر سلول انجام شده است تا بلکه این مشکل حل شود. اما از سلول‌های قلب بیمار نمی‌توان برای این کار استفاده کرد، بنابراین دانشمندان راغب به‌ یافتن منبع جدید و جایگزینی برای این موضوع می‌شوند تا از آن برای ترمیم بافت‌های قلب استفاده کنند.
«والریا بارون» و «مری مورفی» یک تیم تحقیقاتی بین رشته‌ای را برای این پروژه تشکیل دادند. این گروه از نانولوله‌های کربنی استفاده کردند که نسبت به تحریکات الکتریکی حساس است. آنها از این نانوماده برای تولید سلول‌هایی با قابلیت سلول‌های قلبی استفاده کردند. «والیریا بارون» می‌گوید: خواص الکتریکی نانولوله‌های کربنی موجب می‌شود که سلول‌های بنیادین استخراج شده از مغز قرمز استخوان بتواند تحریک شود. در واقع با این کار سلول‌ها نسبت به الکتریسیته حساس شده و همانند سلول‌های قلب عمل می‌کنند.
این یک روش کاملا جدید برای تولید سلول‌هایی با قابلیت تحریک الکتریکی است که می‌تواند برای درمان‌های بالینی مورد استفاده قرار گیرد. نتایج این پژوهش می‌تواند سنگ بنایی باشد برای درمان و ترمیم بافت‌های فعال شده با الکتریسیته، بنابراین می‌توان از آن برای درمان بیماری‌های مغزی و نخاعی استفاده کرد. نتایج این پژوهش در قالب دو مقاله در نشریات «Macromolecular Bioscience» و «Biomaterials» به چاپ رسیده است.

بر اساس تحقيقي که در دانشگاه ملبورن استراليا انجام شده، مي‌توان از کپسول‌هاي ساخته شده از پلي‌روتاکسان‌ها در ساخت نوع جديدي از حامل‌هاي دارورساني کارا و با سميت پايين استفاده کرد. ساختارهاي مطالعه شده در اين کار از سيکلودکسترين‌ها و پلي‌اتيلن گليکول ساخته شده بودند که هر دو، مولکول‌هاي کاملاً زيست‌تخريب‌پذير به‌ شمار مي‌روند. روتاکسان يک ساختار مکانيکي درهم‌ قفل‌ شده است که از مولکول‌هاي دمبلي شکل رديف شده در يک ماکرومولکول حلقوي ساخته مي‌شود. مطالعه کمي روي کاربرد پلي روتاکسان‌ها در دارورساني انجام شده است، اما با توجه به ويژگي‌هاي منحصر به‌ فرد اين مولکول‌ها (سفتي و زيست‌تخريب‌پذيري)، مي‌توانند در حوزه رسانش دارو نويدبخش باشند.
«هنک دام» و «فرانک کاروسو» براي ساخت کپسول‌هاي دارورساني ابتدا پلي‌روتاکسان‌ها را روي يک بستر متشکل از ذرات سيليکا آرايش دادند. سپس ميان پلي‌روتاکسان‌ها پيوند عرضي برقرار کرده و هسته سيليکايي را حذف کردند. کُره‌هاي شکل گرفته حاوي گروه‌هاي آلکيني هستند که مي‌توانند با مولکول‌هاي مختلفي همچون مولکول‌هاي پوشاننده (پنهان‌کننده) واکنش دهند. «هنک دام» توضيح مي‌دهد که از همين راهکار مي‌توان براي اتصال پادتن‌ها به سطح کپسول‌ها و هدف‌گيري بافت‌هاي بيمار توسط آنها بهره برد. داخل کپسول‌ها را نيز مي‌توان با دارو‌هاي ضدسرطان مثل دوگزوروبيسين پر کرد. پلي‌روتاکسان‌هاي مورد مطالعه در اين کار از سيکلودکسترين‌ها و يک روکش پلي‌اتيلن گليکولي ساخته شده‌اند. سيکلودکسترين نوعي نمک حلقوي طبيعي است؛ پلي‌اتيلن گليکول نيز در برخي از داروها يافت شده و در اينجا به‌ عنوان مولکول پوشاننده يا پنهان‌کننده عمل مي‌کند.
«دام» مي‌گويد: نکته جالب اين است که وقتي مولکول‌هاي قند و پلي‌اتيلن گليکول درون آب با يکديگر مخلوط مي‌شوند، خودآرايي کرده و به شکل دانه‌هاي نخ‌ شده در يک گردن‌بند درمي‌آيند. دانه‌ها نشان‌دهنده مولکول‌هاي قند بوده و ساختارهاي اين چنيني «پلي‌روتاکسان‌هاي ساختگي» ناميده مي‌شوند. محرک‌هاي مختلفي همچون طول‌ موج‌هاي مشخصي از نور مي‌توانند اين ساختار را درهم شکسته و دانه‌ها را از نخ خارج كنند. اين يک ويژگي بسيار مهم است، زيرا مي‌توان هر مولکول دارو را که درون کپسول قرار گرفته يا روي آن متصل شده است، با اين کار رها کرد. به علاوه، محصولات حاصل از هم پاشيدن اين ساختار براي بدن ضرري ندارند. اين محققان در حال بررسي مواد نانومهندسي شده ديگر براي کاربردهاي درماني هستند. «دام» مي‌گويد: به‌ عنوان بخشي از اين تلاش ما در حال ابداع روش‌هايي براي آرايش مواد با معماري‌هاي مختلف هستيم. جزئيات اين کار در مجله «ACS Nano» منتشر شده است.

پژوهشگران دانشگاه سيدني استراليا موفق به ساخت نانوذراتي شدند که احتمالا مي‌تواند در درمان سرطان ريه مفيد باشد. اين گروه تحقيقاتي در تازه‌ترين مطالعات خود نانوذراتي توليد کرده‌اند که به تومورها حمله مي‌کند و در عين حال آسيبي به سلول‌هاي سالم نمي‌رساند؛ بنابراين در درمان سرطان کمترين اثرات جانبي را خواهد داشت. درون اين نانوذرات از چربي‌هايي پر شده است که در صورت قرار گرفتن در ميدان مغناطيسي فعال مي‌شوند.
«وجسيچ کرزانوسکي»، رهبر اين تيم تحقيقاتي در دانشکده داروسازي دانشگاه سيدني مي‌گويد: زماني که ميدان مغناطيسي روي اين نانوذرات پارامغناطيس اعمال مي‌شود، چربي درون آن را ذوب مي‌کند، در نتيجه دارو از ميان نانوذرات آزاد مي‌شود. سيستم جديدي که ما طراحي کرديم، بر يکي از بزرگترين چالش‌ها در مسير درمان سرطان غلبه مي‌کند. اين چالش اثرات جانبي دارو است، براي مثال برهمکنش ناخواسته ميان دارو و بافت‌هاي سالم بسيار مشکل‌آفرين است. در اين سيستم جديد دارو درون چربي پنهان شده است؛ بنابراين تا زماني که به سلول‌هاي سرطان نرسيده باشد، رها نمي‌شود در نتيجه سلول‌هاي سالم از گزند دارو در امان بوده و آسيب نمي‌بينند.
«وجسيچ کرزانوسکي» مي‌افزايد: ما مي‌توانيم هر زمان که مايل بوديم، فرايند رهاسازي دارو را آغاز کنيم، زيرا فرمولاسيون سيستم به‌ نحوي است که به گرما حساس است. با استفاده از يک محرک خارجي، نظير ميدان الکترومغناطيسي، مي‌توان اين سيستم را تحريک کرد و در نتيجه دماي آن را افزايش داد، با اين کار سيستم دارورساني فعال شده و دارو رها مي‌شود. کرزانوسکي مي‌گويد: در زير ميکروسکوپ مي‌توان تاثير ميدان مغناطيسي را مشاهده کرد. اين ميدان موجب تکان خوردن نانوذرات ابرپارامغناطيس مي‌شود، اين حرکت‌ها باعث گرم شدن و شکستن آنها شده و در نهايت داروي درون نانوذرات رها مي‌شود. از آن جايي که اين نانوذرات داراي خواص ابرمغناطيسي هستند، بنابراين مي‌توان آنها را با استفاده از مغناطيس به محل تومور هدايت کرد.
«پاول يانگ» استاديار موسسه تحقيقات پزشکي «وول‌کوک» مي‌گويد: اين کار موجب مي‌شود تا مهندسي ذرات با پزشکي ادغام شود. «يانگ» مي‌گويد: سيستمي که ما ارائه کرديم، داراي کاربردهاي متعددي است؛ از آن مي‌توان در هر جايي که نياز است با محرک خارجي دارو آزاد شود، استفاده کرد. يکي از ويژگي‌هاي اين سيستم، استفاده از مواد حساس به دما در آن است، بنابراين مي‌توان ساختار آن را طوري طراحي کرد که در دماهاي مختلف رهاسازي انجام شود. اين موضوع براي سيستم‌هاي رهاسازي چنددارويي بسيار مهم است، سيستم‌هايي که داروهاي مختلف بايد در زمان‌هاي مختلف رهاسازي شود.

دانشمندان توانسته‌اند با استفاده از روشی بالقوه، آسیب مغزی تروماتیک (TBI) را در محیط آزمایشگاهی و بر روی موش‌ها با موفقیت درمان کنند. دکتر "توماس کنت"، "جیمز تور" و همکارانشان می‌گویند که «TBI» حتی اگر به صورت خفیف مانند بیهوشی مقطعی به هنگام صدمه مغزی باشد، ذخیره اکسیژن خون به مغز را قطع می‌کند، در این حالت مغز دچار نیاز شدید به اکسیژن می‌شود و پیرو آن پیامدهای مزمن و جدی رخ خواهد داد. این کاهش خون‌رسانی به مغز باعث ایجاد رادیکال‌های آزاد می‌شود که می‌تواند سلول‌های مغزی را از بین ببرد.
علی‌رغم تلاش‌های بسیار محققان، تاکنون هیچ روش درمانی موثری برای درمان «TBI» حاصل نشده است. در نتیجه، این امر انگیزه محققان را در ایجاد روشی جدید بر اساس نانو ذرات بر انگیخت. محققان طی تست‌های آزمایشگاهی بر نانوذراتی موسوم به PEG-HCC ها به موفقیت‌هایی دست پیدا کردند. نانوذرات ذکر شده در موش‌های آزمایشگاهی مانند آنتی اکسیدان عمل کردند؛ به طوری که پس از انجام عمل احیا به دنبال «TBI»، جریان خون به مغز را سریعا به حالت اول بازگرداند. به گفته محققان، این یافته برای بهبود بیمارانی که طی مراقبت‌های احیا تحت شرایط بالینی مربوطه به سر می‌برند، از اهمیت عمده‌ای برخوردار است. نتایج این دستاورد علمی در مجله "ACS Nano" منتشر شده است.

پژوهشگران دانشگاه فلوریدا کشف کرده‌اند که یک کمپلکس نانوذره‌ای مصنوعی معروف به نانوزیم، می‌تواند با قطع ماده ژنتیکی ویروس به درمان عفونت‌های ویروسی کمک کند. این رهیافت بدیع می‌تواند نقش ارزشمندی در ژنومیک کارکردی داشته باشد و توانایی ما را در برابر بیماری‌های پروتئینی مانند عفونت‌های ویروسی و سرطان‌ها بهبود بخشد. این گروه نشان داد که نانوزیم طراحی شده برای درمان ویروس هپاتیت C (ویروس HCV) می‌تواند با تقلید از رفتار کمپکلس‌های فرونشاننده بر اساس RNA سلولی (RISC) در سلول‌های کشت شده و تست موش‌ها، به‌ طور فعال RNA ویروس HCV را قطعه قطعه کند. این روش بسیار موثر است؛ گروه مذکور شاهد کاهش بیش از 99 درصد در مقدار RNA ویروس HCV در موش‌هایی شد که با این نانوزیم درمان شده بودند.
RNA مانند DNA برای حیات ضروری است. زنجیره‌های دراز نوکلئوتیدی به RNA اجازه می‌دهند اطلاعات ژنتیکی را کدگذاری کند، سیمای ژن را کنترل کرده و پاسخ‌های سیگنال‌های سلولی را مخابره کند. بسیاری از ویروس‌ها مانند HCV از RNA بعنوان ماده ژنتیکی اولیه استفاده می‌کنند. RISC‌ها ساختارهای چند پروتئینه‌ای هستند که از لایه‌های RNA بعنوان قالبی برای شناسایی و برش هدف RNA استفاده می‌کنند و به‌ طور موثری باعث خاموشی ژنی می‌شوند.
«آندریو فایر» و «کرایگ میلو» به‌ طور مشترک برنده جایزه نوبل پزشکی و فیزیولوژی 2006 بخاطر کار جدیدشان روی تداخل RNA شدند. آنها پیشنهاد کردند که یک مولفه کاتالیزوری یا تقویتی می‌تواند در فرایند تداخل وجود داشته باشد. از زمان این کشف، استفاده از تداخل RNA برای کنترل سیمای ژنی بعنوان یک ابزار آزمایشگاهی بنیادی جهت مطالعه کارکرد ژن و گذرگاه‌های بیولوژیکی در سلول‌های زنده و ارگانیسم‌های زنده اهمیت پیدا کرد. این رهیافت نانوذره‌ای مزایای زیادی نسبت به رهیافت‌های موجود برای فرونشانی RNA دارد.
«چارلز کاو» مدیر این گروه، می‌گوید: نانوزیم ما نسبت به عامل‌های درمانی استفاده شده در سایر رهیافت‌ها پایدارتر است و می‌تواند بسادگی وارد سلول‌ها شده و هدف را گیر بیندازد. بعلاوه، برش RNA هدف توسط ریبونوکلئاز ضمیمه انجام می‌شود که مستقل از ریزمحیط‌ های درون سلولی است. نتایج نشان می‌دهد که رهیافت نانوزیمی می‌تواند در سایر وضعیت‌هایی که نیازمند فرونشانی RNA هستند نیز استفاده شود. «کاو» می‌گوید: رهیافت فرونشانی نانوزیمی RNA باعث تکامل روش‌های موجود تداخل RNA می‌شود و قابلیت زیادی برای تبدیل شدن به یک ابزار آزمایشگاهی عمومی برای ژنومیک کارکردی و یک ابزار دارویی موثر برای مبارزه با بیماری‌های عفونت ویروسی، سرطان‌ها و سایر بیماری‌های وابسته به سیمای پروتئینی دارد. این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی «Nature» منتشر کرده‌اند.

دانشمندان دانشگاه استنفورد گامی مهم را در شیوه‌ استفاده از میدان‌های مغناطیسی برای کشتن تومورهای سرطانی برداشتند. از زمان ورود نانوفناوری ضد سرطان به حوزه پزشکی، محققان همواره درصدد استفاده از میدان‌های مغناطیسی جهت افزایش تراکم نانو ذرات اکسید آهن سوار بر دارو در مسیر رسیدن به تومور بوده‌اند. با این حال میدان‌های مغناطیسی با افزایش فاصله، سریعاً افت می‌کنند و این امر تحقق چنین رویکردی برای نابودی تومورهایی که در بیش از چند سانتی‌متری پوست قرار دارند را غیر ممکن می‌کند.
به منظور حل این معضل به ظاهر حل نشدنی، محققان مرکز سرطان دانشگاه استنفورد از یک شیوه نوین استفاده کرده‌اند. روش ارائه شده توسط این دانشمندان از یک میدان مغناطیسی خارجی و یک تور قابل کاشت و مغناطیسه شدن جهت خلق میدان‌های مغناطیسی موضعی استفاده می‌کند. این میدان‌های مغناطیسی برای به دام انداختن نانوذرات در یک مکان خاص به اندازه کافی قوی هستند. به منظور افزایش شدت میدان مغناطیسی در نزدیکی تومور، این دانشمندان از یک میکرو تور ساخته شده از نیکل بهره بردند. به هنگام کاشت در نزدیکی تومورهای در حال رشد در بدن موش‌ها، این تور با حضور یک آهنربای دائم در نزدیکی حیوان، سطوح شیب‌دار قوی میدان مغناطیسی را ایجاد می‌کرد. این سطوح برای به دام انداختن تعداد زیادی نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی زیست سازگار که به درون بدن حیوان تزریق شده بودند، کافی بودند. تور به کار رفته می‌تواند در نزدیکی تومور و در فرایندی بسیار کمتر تهاجمی در مقایسه با عمل جراحی به کار رود و بیمار با نانوذرات حامل دزهای بالای داروی ضدتومور درمان می‌شود. این فرایند همچنین می‌تواند در مواردی که عمل جراحی به سهولت امکان‌پذیر نیست به کار رود.
دانشمندان در تعدادی از آزمایشات خود به موش‌های حامل تومور نانوذرات اکسید آهن پوشیده شده با مولکول مسدودکننده آنژیوژنز (رگ‌زایی) تزریق کردند. آنژیوژنز رشد رگ‌های جدید خونی است که تومور برای رشد و تکثیر به آن‌ها نیاز دارد. نانوذرات مزبور، در حالیکه به تنهایی موجب کوچک شدن تومورها می‌شدند، با استفاده از میدان مغناطیسی، بطور قابل توجهی، اندازه تومورها را کوچک‌تر می‌کردند. دانشمندان حاضر در این تحقیق متوجه شدند که اثر تولید کردن یک میدان مغناطیسی موضعی در مجاورت تومور بسیار شبیه به اثر مشاهده شده به هنگام دو برابر دز نانوذرات ضد آنژیوژنز بدون اضافه کردن مغناطیساسیون است. سانجیو گامبیر و شان وانگ رهبران ارشد این مطالعه جزئیات دستاورد خود را در مجله ACS Nano منتشر کردند.

محققان ترکیه‌ای به بررسی اثرات سمی نانوذرات نقره روی سلول‌های انسانی و سلول‌های سرطانی پرداختند. نانوذرات نقره به‌ دلیل داشتن خواص آنتی باکتریال دارای کاربردهای زیادی در صنعت هستند. مقالات زیادی درباره آزاد شدن یون نقره و تاثیر منفی آن روی میکروارگانیسم‌ها نظیر باکتری‌ها، قارچ‌ها و جلبک‌ها به چاپ رسیده است. در صورت رهاسازی پساب‌های آلوده به محیط زیست، میکرواورگانیسم‌های خاک نیز دچار آسیب می‌شوند. یک گروه تحقیقات بین المللی مقادیر نانوذرات نقره را در پساب‌ها مورد بررسی قرار دادند. نتایج این پژوهش می‌تواند اطلاعات مفیدی درباره اثرات منفی نانوذرات موجود در پساب‌ها روی محیط و انسان ارائه کند. وجود نانوذرات نقره حتی در مقادیر کم نیز می‌تواند روی ماهی‌ها تاثیرگذار باشد.
هرچند اطلاعات متعددی درباره سمیت نانوذرات نقره وجود دارد، اما هنوز ابهاماتی در این‌باره وجود دارد. «مصطفی چولها» از دانشگاه یدیتپ ترکیه می‌گوید: یکی از این ابهامات چگونگی تاثیر نانوذرات روی مسیر حرکت سیگنال‌های بین سلولی است. بنابراین لازم است که قطعات گمشده این پازل تکمیل شود تا ما بفهمیم که پاسخ سلول به نانوذرات چگونه خواهد بود. در پروژه‌ای که در این دانشگاه انجام شده، محققان به بررسی تاثیر نانوذرات روی مرگ سلولی پرداختند. آنها نتایج کار خود را در قالب مقاله‌ای تحت عنوان "The influence of the surface chemistry of silver nanoparticles on cell death" در نشریه Nanotechnology به چاپ رساندند. این گروه به بررسی اثرات مختلف نانوذرات نقره که در محیط آزاد می‌شود، پرداختند. این گروه نشان دادند که اگر سطح نانوذرات نقره با استفاده از لیگندهای زیستی اصلاح شود، پتانسیل‌های منفی آن کاهش می‌یابد.
نتایج این پژوهش نشان داد که اثرات سمی این نانوذرات روی سلامت انسان کاهش یافته است، این کار با اثر روی ژن p53 که مسؤول مرگ سلولی است، انجام می‌شود. از آنجایی که پاسخ سلولی در مقابل نانوذرات اصلاح شده متفاوت است، می‌توان از این روش برای از بین بردن انتخابی سلول‌های سرطانی استفاده کرد. محققان نشان دادند که اگر سطح نانوذرات با استفاده از لاکتوز اصلاح شود، فرایند آسیب زدن به دی‌ان‌ای تسریع می‌شود که این موضوع موجب فعال شدن ژن p53 می‌شود، البته این نانوذرات در نهایت موجب مرگ سلول‌های انسانی نمی‌شود. این درحالی است که این نانوذرات موجب مرگ سلول‌های سرطانی می‌شود. بنابراین از این نوع نانوذرات می‌توان برای از بین بردن سلول‌های سرطانی استفاده کرد بدون این که سلول‌های سالم آسیب قابل توجهی ببینند. این گروه تحقیقاتی به بررسی رابطه میان سمیت این نانوذرات و مرگ سلول در اثر فعال شدن ژن p53 پرداختند.

محققان آمريکايي با استفاده مواد پليمري موفق به توليد نانوذراتي مشابه پلاکت شدند. اين نانوذرات زمان بند آمدن خون را کاهش مي‌دهند. نانوذرات متصل به پلاکت‌هاي خوني مي‌توانند لخته‌هايي ايجاد کنند که احتمال زنده ماندن را در اولين ساعت پس از جراحت افزايش دهد. «ارين لاويک» از پژوهشگران دانشگاه کيس وسترن ويزرو و رهبر اين تيم تحقيقاتي مي‌گويد: ما مي‌دانيم که تزريق اين نانوذرات مي‌تواند فرايند خونريزي را به شدت کاهش دهد. با اين کار شانس زنده ماندن مجروح بيشتر مي‌شود.
محققان اين پروژه پلاکت‌هاي سنتز شده‌اي را ارائه کردند که به پزشکان کمک مي‌کند تا خونريزي مصدومان تصادفات رانندگي و همچنين قربانيان بمب‌گذاري‌ها را کاهش دهند. اين داروي تزريقي فرايند خونريزي را يا کاملا متوقف و يا به شدت کاهش مي‌دهد. با اين کار مصدوم شانس رسيدن به بيمارستان و دريافت خون و يا تحت عمل جراحي قرار گرفتن را خواهد داشت.
«لاويک» درباره نتايج اين پروژه، در نشست سالانه «American Chemical Society» سخنراني داشته است. او و همکارانش متوجه شده بودند که سربازان در ميادين نبرد شريان بند براي بستن شريان مصدوم ندارند، همچنين ادوات لازم جهت توقف خونريزي در اختيار آنها نيست. اين گروه تحقيقاتي در بررسي‌هاي خود با اين حقيقت روبرو شده بودند که جراحات حاصل تصادف موجب مرگ افرادي بين چهار تا 44 سال مي‌شود که در اين موارد خونريزي عامل اصلي مرگ است. بنابراين به فناوري جديدي براي غلبه بر اين مشکل نياز است از اين رو آنها اين پروژه را آغاز کردند.
اين نانوذرات پلاکت‌ مانند از پليمرهاي قابل تجزيه ساخته شده است که توسط سازمان دارو و غذاي آمريکا تاييد شده است. اين پلاکت‌ها قادرند مانع از خونريزي شوند. پلاکت‌هاي طبيعي، پس از زخمي شدن، با آزاد کردن ماده شيميايي موجب اتصال پلاکت‌ها به يکديگر و انعقاد خون مي‌شود با استفاده از اين پلاکت‌ها فرايند انعقاد سريع‌تر رخ مي‌دهد، زيرا اتصال اين پلاکت‌ها بسيار سريع‌تر اتفاق مي‌افتد. اين دارو روي موش‌ها تست شد، نتايج نشان داد که نرخ زنده ماندن در موش‌هايي که از اين نانوذرات استفاده شده 80 درصد بوده است. موش‌هايي که زخم‌هاي آنها تنها با محلول نمک شستشو داده شده، 47 درصد شانس زنده ماندن داشتند. پژوهشگران نشان دادند که لخته‌هاي هيبريدي که در آنها نانوذرات وجود دارد، مانند لخته‌هاي طبيعي محکم هستند. تست‌هاي اوليه نشان داد که پلاکت‌هاي سنتز شده مي‌تواند زمان بند آمدن خون را نصف کند؛ همچنين يک هفته بعد، هيچ اثري از بيماري در موش‌ها ديده نمي‌شود.

محققان دانشگاه نيويورک با افزودن کره‌هاي نانومقياس طلا روي يک دانه ميکروسکوپي شيشه، يک ابرحسگر ساخته‌اند که مي‌تواند حضور حتي نمونه منفرد از کوچک‌ترين ويروس‌هاي شناخته شده را نيز تشخيص دهد. اين حسگر يک رفتار نوري بسيار عجيب از خود نشان مي‌دهد که به نام «حالت گالري نجوا» ناميده مي‌شود؛ اين نام از گالري دايره‌اي معروف در کليساي بزرگ سنت پل در لندن گرفته شده است که در آن کوچک‌ترين نجواي کنار ديوار را مي‌‌توان در تمام نقاط اطراف گالري شنيد.
مشابه همين حالت امواج نوري به شکل چرخشي درون دانه‌هاي شيشه‌اي کوچک فرستاده شده و با فرکانس خاصي نوسان مي‌کنند. همانگونه که يک شيء کوچک روي سيم ويولن مي‌تواند فرکانس ارتعاش آن را هرچند به مقدار بسيار کم تغيير دهد، قرار گرفتن يک ويروس بسيار کوچک روي اين حسگر فرکانس ارتعاش نور را عوض مي‌کند. محققان با استفاده از حسگر اوليه شيشه‌اي توانستند ويروس بزرگي همچون آنفلوآنزا را شناسايي کنند، اما حساسيت اين حسگر در حدي نبود که بتواند ويروس‌هاي کوچکي همانند ويروس فلج اطفال را تشخيص دهد.
اين پژوهشگران توانستند با افزودن نانوکره‌هاي طلا به اين حسگر شيشه‌اي حساسيت آن را تا 70 برابر افزايش دهند؛ اين ذرات طلا نقاطي به‌ نام «نقاط داغ پلاسمونيک» ايجاد مي‌کنند که در آن امواج نوري با امواج الکترون‌ها کوپل مي‌شوند. اين حسگر هيبريدي نه تنها توانست حضور ويروس MS2، ويروس سبک در دنياي ويروس‌هاي RNA را شناسايي کند، بلکه با اندازه‌گيري دقيق تغيير فرکانس نور، وزن ويروس را نيز تعيين کند. با انجام تنظيمات کوچک مي‌توان از اين حسگر در تشخيص پروتئين‌هاي منفرد استفاده کرد؛ از جمله اين پروتئين‌ها مي‌توان به نشانگرهاي زيستي سرطان اشاره کرد که مدت‌ها قبل از بروز علائم اين بيماري در خون ظاهر مي‌شوند. نتايج اين تحقيق در مجله «Applied Physics Letters» منتشر شده است.

گروهي از محققان چيني با استفاده از نانوسيم‌هاي سيليکوني يک ابزار بسيار حساس براي تشخيص ويروس آنفلوآنزا در بازدم انسان ساخته‌اند. آناليز ماده حاصل از ميعان بازدم (EBC) يکي از روش‌هاي تشخيصي نويدبخش است که مي‌تواند اجزاي گازي مختلف در بازدم انسان را به بيماري‌هاي مختلف ارتباط دهد. به‌ علاوه، نمونه‌برداري از بازدم ساده‌تر و سريع‌تر از تست خون است و هيچ‌گونه ضايعات سمي توليد نمي‌کند. نانوذرات طلا، نانولوله‌هاي کربني و نانوسيم‌هاي سيليکوني جزء عناصري هستند که در تشخيص عاري از برچسب و بسيار حساس ويروس‌ها به‌ کار مي‌روند.
محققان دانشگاه پکن در چين با اتصال شيميايي پادتن‌ها به سطح يک ترانزيستور اثرزمينه ساخته شده از نانوسيم‌هاي سيليکوني يک ابزار بسيار حساس براي تشخيص ويروس آنفلوآنزا در بازدم انسان ساخته‌اند. اتصال ويروس به پادتن‌ها موجب تغيير رسانايي الکتريکي شده و در نتيجه حضور يک عامل زيستي به يک سيگنال الکتريکي تبديل مي‌شود. مطالعات نشان داده‌اند بازدم يک فرد مبتلا به آنفلوآنزا حاوي ويروس اين بيماري است؛ با وجودي که استفاده از حسگرهاي نانوسيم سيليکوني در تشخيص ويروس‌ها جديد نيست، اين اولين بار است که از اين روش در تشخيص آنفلوآنزا استفاده مي‌شود.
دکتر «مائوشنگ يائو»، يکي از محققان دانشکده علوم و مهندسي محيط زيست در دانشگاه پکن مي‌گويد: ما توانستيم با استفاده از اين حسگر نانوسيمي با موفقيت و به شکلي کاملاً انتخابگر ويروس آنفلوآنزا (H3N2) را در عرض چند دقيقه در ميعان رقيق‌شده بازدم يک فرد مبتلا به اين بيماري شناسايي کنيم. اين کار نشان مي‌دهد که اگر حسگر نانوسيمي با استانداردهاي مربوط به ويروس و کنترل‌هاي ميعان بازدم کاليبره شود، مي‌تواند در زمان 100 برابر کمتر از روش استاندارد طلا (RT-qPCR) ويروس آنفلوآنزا را در کاربردهاي باليني تشخيص دهد. وي مي‌افزايد: تجاري‌سازي اين فناوري به‌ عنوان يک ابزار دستي به‌ طور کامل امکان‌پذير بوده و فرصت‌هاي بسيار بزرگي در زمينه تشخيص آنفلوآنزا در سامانه‌هاي باليني ايجاد مي‌کند.
بنابر گفته سازمان بهداشت جهاني سالانه سه تا پنج ميليون نفر در اثر شيوع آنفلوآنزا (بيشتر H3N2 و H1N1) به شدت بيمار مي‌شوند که از اين تعداد 250 هزار تا 500 هزار نفر جان خود را از دست مي‌دهند. متخصصان براي تشخيص اين بيماري بر تعداد گلبول‌هاي سفيد خون به‌ عنوان يک تست معمول خوني و همچنين علائم باليني همچون سردرد، سرفه و درد مفاصل تکيه دارند. دکتر «ژوئفنگ گوئو» و دکتر «تونگ ژائو» از اعضاي اين گروه تحقيقاتي، يافته‌هاي خود را در شماره آنلاين مجله «Nano Letters» منتشر کرده‌اند.

مهندسان دانشگاه براون موفق به كنترل باكتري استافیلوکوکوس اورئوس با استفاده از نانوذرات سلنيوم شدند. سلنیوم یک عنصر ارزان است و بطور طبیعی به بدن تعلق دارد. اگرچه مشخص شده است که این عنصر به باکتری‌ها حمله می‌کند، اما هنوز سلنیوم بعنوان روکش آنتی‌بیوتیک روی مواد افزاره پزشکی امتحان نشده است. مهندسان دانشگاه براون در یک مطالعه جدید گزارش کرده‌اند هنگامی که آنها از نانوذرات سلنیومی برای روکش پلی‌کربنات که ماده سازنده لوله‌های جراحی بولی و ریوی است، استفاده می‌کنند، کاهش زیادی در جمعیت باکتری استافیلوکوکوس آریوس کشت شده تا مقدار 90 درصد مشاهده می‌شود.
برای این مطالعه، «وبستر» و «کی وانگ» نانوذرات سلنیومی را با دو بازه اندازه‌ای مختلف رشد داده و سپس از محلول آنها برای روکش تکه‌هایی از پلی‌کربنات استفاده کردند. سپس آنها به بعضی از این پلی‌کربنات‌ها يک چسب نواری چسبانده و کندند تا هم دوام پوشش‌ها را تست کنند و هم این‌که ببینند غلظت رقیق‌شده سلنیوم در برابر باکتری‌ها چگونه عمل خواهد کرد. «وانگ» و «وبستر» برای اندازه‌گیری غلظت نانوذرات و تعیین این‌که چه سطحی از سلنیوم در معرض برهم‌کنش با باکتری‌ها قرار می‌گیرد، از میکروسکوپ‌های نیروی اتمی و الکترونی روی پلی‌کربنات‌های روکش‌ شده (هم قطعات روکش‌شده اصلی و هم قطعات تست‌شده- نواری) استفاده کردند. یکی از یافته‌های آنها این بود که بعد از انجام تست‌های نواری، نانوذرات کوچک‌تر بهتر به پلی‌کربنات‌ها می‌چسبند. سپس آنها آماده گام کلیدی شدند؛ آزمایش‌هایی که باکتری‌های کشت‌ شده استاف را در معرض تکه‌های پلی‌کربناتی قرار می‌دادند که بعضی از آنها بعنوان معیار سنجش، بدون روکش بودند. در بین قطعات روکش‌ شده بعضی دارای ذرات بزرگ‌تر و بعضی هم ذرات کوچک‌تر بودند. روکش بعضی از قطعات این دو دسته با اِعمال نوار رقیق‌ شده بودند.
در اين تحقيق ثابت شد که تمام چهار نوع روکش سلنیومی در کاهش جمعیت باکتری‌های استاف بعد از 24، 48 و 72 ساعت در مقایسه با نمونه‌های بدون روکش موثر بوده‌اند. قوی‌ترین تاثیرها – کاهش بیش از 90 درصد بعد از 24 ساعت و 85 درصد بعد از 72 ساعت – به روکش‌هایی مربوط می‌شد که تحت تست نواری رقیق نشده بودند. در بین روکش‌هایی که در معرض تست نواری قرار گرفته بودند، ثابت شد که روکش‌های نانوذرات کوچک‌تر دارای تاثیر بیشتری هستند. جمعیت باکتری‌های استاف که در معرض هر کدام از این قطعات پلی‌کربنات روکش‌ داده‌ شده قرار گرفته بودند، در چارچوب زمانی 48 ساعت به بیشینه رسید، شاید به این خاطر که در این زمان باکتری می‌تواند از بیشترین مزیت محیط کشت مصنوعی استفاده کند. ولی این مقادیر همیشه بعد از 72 ساعت به شدت افت می‌کرد.
«وبستر» مي‌گويد: قدم بعدی شروع تست در حیوانات است. چنین آزمایش‌های محیط زنده منجر به تست روکش‌های سلنیومی در محیطی که باکتری‌ها غذای بیشتری در دست دارند، ولی با پاسخ‌های سیستم ایمنی نیز مواجه هستند، می‌شود. این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در«Journal of Biomedical Materials Research A» منتشر کرده‌اند.

محققان آمريکايي نانوذراتي توليد کردند که مي‌تواند سوپراکسيدهاي توليد شده در نتيجه جراحات مغزي را خنثي کند. با اين کار مجروحي که دچار عارض مغزي شده، شانس بيشتري براي زنده بودن خواهد داشت. دانشگاه رايس با همکاري محققاني از کالج پزشکي بيلور نانوذراتي ساخته‌اند که مي‌تواند براي درمان مجروحاني که دچار ضايعه مغزي شدند، مفيد باشد. اين نانوذرات از ترکيب خوشه‌هاي کربني آب‌گريز با پلي‌اتيلن گليکول (PEG-HCC) توليد شده‌ است. در حال حاضر از اين ماده براي درمان سرطان استفاده مي‌شود که بعنوان آنتي‌اکسيدان بکار گرفته مي‌شود.
در مطالعاتي که روي حيوانات انجام شده، با تزريق PEG-HCC در مراحل ابتدايي درمان، تعادل سيستم آوندي مغز بهبود يافته است. با تزريق PEG-HCC به بدن، جريان خون در مغز به سرعت پايدار مي‌شود که اين موضوع براي درمان‌هاي اورژانسي بسيار مهم است. «جيمز تور» از نويسندگان اين مقاله‌ مي‌گويد: اين ماده مي‌تواند اولين سپر دفاعي در برابر گونه‌هاي اکسيژن فعال باشد که هميشه در جراحات پزشکي، خواه جراحات حاصل از تصادف خواه جراحات جنگي، مشکل ساز است. وي مي‌افزايد: زماني که مجروح خون زيادي از دست داده اين مشکل وخيم‌تر خواهد بود.
در يک جراحت مغزي، سلول‌ها مقادير زيادي از گونه‌هاي اکسيژن فعال را رهاسازي مي‌کنند که به آنها سوپراکسيد گفته مي‌شود، اين سوپراکسيدها وارد خون مي‌شوند. آنها حاوي راديکال‌هاي آزاد هستند، اين راديکال‌ها الکترون‌هاي منفردي دارند که معمولا موجب از بين بردن ميکروارگانيسم‌ها مي‌شود. ارگان‌هاي سالم معمولا براي متعادل نگهداشتن سوپراکسيدها از آنزيمي به نام ديسموتاز سوپراکسايد استفاده مي‌کنند که موجب خنثي شدن سوپراکسيدها مي‌شود. اما در جراحات مغزي ممکن است سطح سوپراکسيد به حدي بالا باشد که سيستم دفاعي نتواند آن را خنثي کند. سوپراکسيدها روي مکانيسم خودتنظيمي در مغز تاثير مي‌گذارند، آنها سيستم چرخه‌اي را در مغز مديريت مي‌کنند. زماني که رگ‌ها متصاعد مي‌شود، فشار خون افت مي‌کند و در صورت انقباض رگ‌ها فشار افزايش مي‌يابد. هر گونه اختلالي در اين فرايند مي‌تواند به مغز آسيب برساند.
محققان اين پروژه با تزريق نانوذرات PEG-HCC فعاليت سوپراکسيدها را متوقف کردند و با اين کار موجب متعادل شدن سيستم خودتنظيمي مغز شدند. بعد از تزريق PEG-HCC، راديکال‌ها با اين نانوذرات پيوند دوگانه ايجاد کرده و غيرفعال مي‌شوند. چنين مکانيسمي در بدن موجود زنده وجود ندارد. هرچند آنزيم ديسموتاز سوپراکسيد يک مولکول سوپراکسيد را خنثي مي‌کند اما يک نانوذره PEG-HCC مي‌تواند صدها يا هزاران راديکال را از بين ببرد. در واقع يک داروي نانومقياس مي‌تواند کاري را انجام دهد که يک پروتئين قادر به انجام آن نيست. نتايج اين تحقيق در نشريه «ACS Nano» به چاپ رسيده است.

مطالعه‌اي پيش‌باليني نشان داد: يک نانوذره‌ي آزادکننده اکسيد نيتريک (NO- NP) که قبلا خاصيت ضدباکتري آن براي باکتري‌هاي گرم مثبت و منفي و نيز خاصيت شتابدهي آن در بهبود زخم‌ها در مدل‌هاي بريدگي حيواني مشاهده شده است، در زدودن عفونت‌هاي کانديدا (Candida) سوختگي در موش‌ها موثر است. دکتر «لوئيس مارتينز»، استاديار علوم بيوپزشکي دانشگاه لانگ ايسلند، مي‌گويد: معلوم شده است که اکسيد نيتريک داراي فعاليت ضدقارچي مستقيم است، مي‌تواند پاسخ‌هاي ايمني ميزبان را تعديل کند و نيز يک تنظيم‌کننده مهم براي شفاي زخم است. ما کار موفق قبلي خودمان را با استفاده از فناوري آزادکننده NO در بيماريزاهاي باکتريايي و زخم‌هاي جراحي به يک ارگانيسم جديد (کانديدا) و نيز يک مدل زخم جديد (سوختگي گرمايي با ضخامت کامل) توسعه داده و تاثير NO-np را بسيار موثر يافتيم.
با استفاده از يک مدل سوختگي موشي، NO-np خاصيت ضد قارچي عليه کانديدا آلبيکنس (احتمالاً با متوقف کردن رشد و مورفوژني آن که در محيط آزمايشگاه قابل مشاهده است) نشان داد. علاوه براين معلوم شد که حيوان‌هاي درمان شده با NO-np آهنگ‌هاي شتابداري در شفاي زخم داشته‌اند. ارزيابي بافت‌شناسي نشان داد که درمان NO-np نفوذ گلبول سفيد را بهبود مي‌بخشد، بار قارچي را کمينه مي‌کند و تخريب کلاژن را کاهش مي‌دهد، بنابراين مکانيسم‌هاي بالقوه‌اي براي فعاليت بيولوژيکي درماني مهيا مي‌کند.
اين پژوهشگران مي‌گويند: ما معتقديم که توسعه درمان‌هاي نويني براي چنين قارچ‌هايي که هنوز هم بسيار بيماريزا هستند، بمنظور محدود کردن ناخوشي‌ها و مرگ و ميرهاي مرتبط با آن و در نهايت بهبود توانايي ما در درمان اين عفونت‌ها، بسيار مهم است. فناوري‌ نانو يک خيابان بدون انتها هم براي غلبه بر مقاومت عامل بيماريزا به دارو و هم تحويل موثر عامل‌هاي دارويي بسيار ناپايدار مانند اکسيد نيتريک است. اين مطالعه ارائه‌کننده يکي از چندين پژوهش پيش‌باليني است که کارآيي NO-np را بعنوان عامل ضدباکتري با توانايي بسيار و نيز شتاب‌دهنده شفاي زخم نشان مي‌دهد. اين پژوهشگران، جزئيات نتايج کار تحقيقاتي خود را در مجله‌ي «Frontiers Microbiology» منتشر کرده‌اند.

یک گروه پژوهشی از دانشگاه استنفورد با استفاده از نانوذراتی که می‌توانند به سه فناوری مختلف تصویربرداری شوند، تومورهای مغزی موش را با یک دقت بی‌سابقه برداشته‌اند. این گروه به رهبری «سانجیو سام گامبهیر» نشان داد که نانوذرات مهندسی شده بر روی تومورهای مغزی متمرکز شده و آنها را پررنگ می‌کنند و به دقت مرزهای آنها را مشخص کرده و برداشتن کامل آنها را تسهیل می‌كنند. با اصلاح بیشتر این نانوذرات می‌توان در پیش‌بيني بیماری مانند سرطان مهلک مغز بهبود ایجاد کرد. عامل تصویربرداری که گروه استنفورد ابداع كرده است از یک هسته طلا تشکیل می‌شود که با یک عامل تصویربرداری رامان - یک لایه نازک از جنس سیليکای محافظتی- و یک پوشش اضافی از جنس گادولینیوم -عامل تباین تصویربرداری تشدید مغناطیسی(MIR)- پوشیده شده است.
امروزه MRI بطور گسترده برای راهنمایی جراحان در مکان‌یابی تومورهای مغزی قبل از عمل استفاده می‌شود. MRI بخوبی برای تعیین مرزهای توموری تجهیز شده است. با این حال، هنگامی که MRI پیش از عمل استفاده شود، نمی‌تواند بطور کامل مکان توموری که بطور تهاجمی در یک مغز پویا در حال رشد است را در حین عمل مشخص کند. تصویربرداری فوتوآکوستیکی یک روش جدید ثانویه است که در آن پالس‌های نوری توسط موادی مانند هسته‌های طلایی اين نانوذرات جذب می‌شوند. اين ذرات بطور جزئی گرم شده و سیگنال‌های فراصوتی قابل آشکارسازی تولید می‌کنند که از آن یک تصویر سه بعدی بدست می‌آید. از آن جایی که این دو روش تصویربرداری دارای عمق نفوذ بالایی هستند و شدیدا به حضور ذرات طلا حساس هستند، می‌توانند در برداشتن توده توموری در طول جراحی راهنمای خوبی باشند. روش سوم که به تصویربرداری رامان معروف است از توانایی نانوذارات طلا برای تقویت مقادیر تقریبا غیرقابل آشکارسازی نور که از پوشش رامانی اين نانوذرات با یک اثر انگشت طیفی مشخص گسیل می‌شود، استفاده می‌کند.
به گزارش ایسنا، اين پژوهشگران برای نشان دادن قابلیت این رهیافت ابتدا از طریق روش‌های مختلف نشان دادند که نانوذرات آنها فقط بافت‌های سرطانی را هدف قرار می‌دهد. سپس انواع مختلف زیادی از سلول‌های گلیوبلاستومای انسانی را در عمق مغز موش کاشتند. بعد از تزریق اين نانوذرات به رگ‌های دم موش، آنها قادر به مرئي کردن سه بعدی تومورهایی شدند که ناشی از سلول‌های گلیوبلاستوما بودند.

اين گروه قبل از انجام جراحی از اسکن‌های MRI برای بدست آوردن تصویر کلی از شکل و مکان تومورها استفاده کرد. در طول عمل، تصویربرداری فوتوآکوستیکی، اجازه مرئي کردن دقیق و بلادرنگ لبه‌های تومور و بنابراين افزایش دقت جراحی را داد. اين پژوهشگران جزئيات نتايج كار تحقيقاتي خود را در مجله‌ي «Nature Medicine» منتشر كرده‌اند.

استفاده از پتانسيل‌هاي طبيعت، ايمن‌ترين راه مبارزه با بيماري سرطان است. اخيرا محققان دانشگاه پلي‌تکنيک هنگ‌کنگ قدم‌هاي تازه‌اي در اين مسير برداشته‌اند. آنها درصدد ساخت نانوذرات با استفاده از نوعي قارچ هستند که بتواند با تومورهاي سرطاني مقابله کند. سرطان واژه‌اي ترسناک براي بسيار از مردم است. برخي از انواع سرطان‌ها کشنده بوده و درمان آنها دشوار است از سوي ديگر روش‌هاي درماني نظير شيمي درماني داراي عوارض جانبي و صدمات فيزيکي هستند به‌طوري که تاثير منفي اين عوارض گاهي بيشتر از خود بيماري سرطان است. اگر داروهاي ضد سرطان ريشه در مواد طبيعي داشته باشند، چه اتفاقي خواهد افتاد؟ محققان معتقدند که چنين داروهايي مي‌تواند روش درمان ايمن‌تري نسبت به داروي‌ها رايج باشد.
گروه تحقيقاتي دانشگاه پلي تکنيک هنگ کنگ قدم تازه‌اي در مسير توليد نانوذرات درمان کننده تومور برداشتند. مواد طبيعي که در يک نوع قارچ موسوم به قارچ شير ببر وجود دارد مي‌تواند به توليد اين داروي ضد سرطاني کمک کند. ونگ کا هينگ، قائم مقام مديريت مرکز تحقيقاتي ايمني غذا در اين دانشگاه، دريافته است که کمپلکس پروتئين-پلي ساکاريد (PSP) مي‌تواند سلنيم را به نوعي داروي ضد سرطان تبديل کند. سلنيم ماده غذايي رايجي است.
به گزارش ایسنا، اين دارو مي‌تواند بيماران سرطاني مبتلا به سرطان سينه را در سراسر جهان درمان کند. سلنيم ماده معدني است که براي سلامتي بسيار مفيد است، اين ماده قادر است سيستم ايمني بدن را در برابر آلودگي‌هاي ويروسي مقاوم کند. سلنيم در مقياس نانو داراي خواص ضد سرطاني است، اما اين نانوذرات به يکديگر چسبيده و عملکرد نانوذرات را مختل مي‌کند به‌طوري که خواص ضد سرطاني آن کاهش مي‌يابد. يافتن راه يا ماده‌اي که اين فرآيند به هم چسبيدن را متوقف کند بسيار دشوار است، به‌طوري که دانشمندان از اين موضوع به‌عنوان يافتن سوزني در انبار کاه ياد مي‌کنند.
اين گروه تحقيقاتي از اين قارچ به‌عنوان پايدار کننده در سنتز نانوذرات استفاده کردند، نتايج نشان داد که نانوذرات توليد شده از کيفيت بالايي برخوردار بوده و قادر است رشد تومورهاي سرطاني را متوقف کند، اين کار با تحريک سلول براي از بين بردن خود اتفاق مي‌افتد. قدم بعد در اين پروژه تست اين دارو روي حيوانات است. اين تحقيق هنوز در مراحل ابتدايي است، در صورت موفقيت آن، مي‌توان دارويي با سميت کمتر براي از بين بردن سلول‌هاي سرطاني توليد کرد، دارويي که به بافت‌هاي زنده آسيبي نمي‌رساند و اثرات جانبي کمتري دارد.

مهندسان شیمی با استفاده از تکنیکی به نام «اوریگامی اسید نوکلئیک» ذرات ریزی از RNA و DNA ساخته‌اند که می‌توانند پاره‌هایی از RNA را مستقیما به تومورها تحویل داده و باعث خاموشی ژن‌های بروز یافته در سلول‌های سرطانی شوند. پژوهشگران توانستند با موفقیت از نانوذره ساخته شده از رشته‌های دي.ان.اي و آر.ان.اي برای خاموش کردن ژن در سلول‌های توموری استفاده کنند. بسیاری از پژوهشگران برای دستیابی به این نوع خاموشی ژنی که به تداخل RNA معروف است، سعی کرده‌اند از ذرات پلیمری یا لیپیدی برای تحویل RNA استفاده کنند. با این حال، «دانیال آندرسون» از موسسه فناوری ماساچوست (MIT) می‌گوید که ممکن است این نوع مواد برای سلامتی خطرناک باشند و هدفگیری آنها نیز سخت است.
از نظر «آندرسون» ذرات جدید ساخته شده توسط آنها می‌توانند بر این چالش‌ها غلبه کنند. از آنجایی که این ذرات از RNA و DNA ساخته شده‌اند، زیست‌تجزیه‌پذیر بوده و خطری برای بدن ندارند. همچنین می‌توانند با مولکول‌های فولات (ویتامین B9) برچسب‌گذاری شوند و مقادیر بزرگی از گیرنده‌های فولاتی که در بعضی از تومورها مانند سرطان تخمدان که یکی از مهلک‌ترین و صعب‌العلاج‌ترین سرطان‌ها است، یافت می‌شوند را هدفگیری كنند. مانع دیگر عملی کردن تداخل RNA به یافتن روش‌هایی برای تحویل رشته‌های کوتاهی از RNA بدون ایجاد آسیب در بافت‌های سالم بدن مربوط می‌شود. «آندرسون» و همکارانش برای اجتناب از این اثرات جانبی تصمیم به تحویل RNA در یک بسته ساده ساخته شده از DNA گرفتند.
آنها با استفاده از اوریگامی اسید نوکلئیک که به این پژوهشگران اجازه ساخت اشکال سه بعدی از قسمت‌های کوتاه DNA می‌دهد، شش رشته DNA را برای خلق یک چهاروجهی (یک هرم چهاروجهی شش ضلعی) به هم جوش دادند. سپس به هرکدام از ضلع‌های چهاروجی یک RNA متصل شد. این پژوهشگران برای هدفگیری این ذرات به سمت سلول‌های توموری، سه مولکول فولات به هر چهاروجهی متصل کردند. از قطعه‌های کوتاه پروتئینی نیز می‌شد برای هدفگیری ذرات به سمت انواع مختلفی از تومورها استفاده کرد.
به گزارش ایسنا، پژوهشگران با استفاده از اوریگامی اسید نوکلئیک، کنترل بسیار بیشتری روی ترکیب این ذرات دارند و این کار باعث تسهیل در خلق ذرات همسانی که همگی دنبال هدف صحیح هستند، می‌شود. این مورد معمولا با نانوذرات لیپیدی اتفاق نمی‌افتد. این دانشمندان در مطالعه موش‌هایی با تومور انسانی دریافتند که این نانوذرات اسید نوکلئیکی به محض تزریق، شروع به گردش در جریان خون با نیمه‌عمر 24 دقیقه می‌کنند که برای رسیدن به هدف کافی است. به نظر «آندرسون»، چهاروجهی DNA می‌تواند مانع از جذب سریع RNA توسط کلیه‌ها شود که معمولا برای RNA که به تنهایی توزیع شود، اتفاق می‌افتد. این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی «Nature Nanotechnology» منتشر کرده‌اند.

دانشمندان دانشگاه 'ییل' موفق به كشف یك روش جدید فوق پیشرفته با استفاده از فناوری نانو برای درمان سرطان شدند. یكی از مهمترین عوامل بروز و گسترش سلول های سرطانی در بدن ضعف سیستم ایمنی است. مزیت درمان به این روش در مقایسه با روش های قبلی دارو رسانی به سلول های بیمار و تقویت سیستم ایمنی به طور همزمان است. یعنی علاوه بر این كه، دارو مستقیما به سلول بیمار تزریق می شود، سیستم ایمنی نیز تقویت شده و به این شكل روند بهبودی به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. در این روش از كره های توخالی در مقیاس نانو برای انتقال دارو استفاده می شود و پیشرفته ترین روش در نوع خود است. محتویات موجود در این كره ها به دو قسمت تقسیم می شوند؛ یك بخش مربوط به تخریب سلول های سرطانی و بخش دیگر حاوی پروتئینی است كه سیستم ایمنی بدن را بهبود می دهد. متاسفانه باید گفت كه عامل اصلی بیماری سرطان و ام اس ضعف سیستم ایمنی بدن است، بنا براین پزشكان به افراد توصیه می كنند كه با انتخاب الگوی صحیح زندگی در حفظ سلامت خود دقت بیشتری داشته باشند.

دانشمندان نوعي کپسول کوچک براي درمان بيماري‌ها توليد کرده‌اند که حاوي دارو نيست، بلکه حاوي DNA و ماشين‌آلات زيستي ديگر براي توليد دارو هستند. اين محققان کپسول‌هاي جديدي در مقياس نانو و ميکرو طراحي کرده‌اند که حاوي راهنمايي‌هاي کدشده ژنتيکي و خطوط توليد براي سنتز پروتئين‌ها هستند؛ اين خطوط توليد را مي‌توان با استفاده از يک سيگنال خارجي فعال کرد.
«دانيل اندرسون» و همکارانش توضيح مي‌دهند که ساخت يک واحد توليدي نانومقياس براي داروهاي پروتئيني درون بدن انسان راهکار جديدي است که مي‌تواند درمان بيماري‌ها را دگرگون كند. اين واحدهاي توليدي را مي‌توان بهنگام نياز روشن کرده و توسط آنها داروهايي توليد کرد که به صورت خوراکي قابل مصرف نبوده و يا سمي بوده و مي‌توانند براي بخش‌هاي ديگر بدن مضر باشند.
تاکنون اين کار تنها توسط باکتري‌ها صورت گرفته است که به نوعي طراحي مي‌شوند که پروتئين‌هاي مورد نياز را در محل بيماري توليد کنند؛ اما بر خلاف باکتري‌ها اين واحدهاي مصنوعي داراي بخش‌هاي ريزتري هستند که به راحتي قابل تغيير هستند. به همين دليل گروه «اندرسون» اين سامانه نانوذره‌اي حاوي DNA و بخش‌هاي مورد نياز ديگر را که براي توليد پروتئين‌ها لازم هستند، ساخته‌اند. پروتيئن‌ها نيروي محرکه سلول‌هاي انسان بوده و اغلب به عنوان دارو مورد استفاده قرار مي‌گيرند.
به گزارش ایسنا، اين واحدهاي توليدي نانومقياس کره‌هاي بسيار ريزي هستند که ماشين‌هاي توليد پروتئين را در خود جاي داده‌اند. اين ماشين‌ها مشابه ماشين‌هاي توليد پروتئين در درون سلول هستند. زماني که نور ليزر روي اين نانوذرات تابانده شود، فعال شده و پروتئين‌هاي فعال مورد نياز را توليد مي‌کنند. اين ذرات حتي زماني که به درون بدن موش تزريق شدند، با تابش ليزر روي بدن حيوان فعال شده و پروتئين مورد نياز را توليد کردند. موش‌ها جايگزين‌هاي آزمايشي براي انسان به شمار مي‌روند. به گفته اين محققان مي‌توان از اين نوآوري در رسانش موضعي مواد دارويي بهره برد. هزينه اين تحقيق توسط بنياد «Misrock»، بنياد تحقيقاتي علوم زيستي، موسسه ملي سرطان، موسسه ملي سلامت و صندوق Marie D. & Pierre Casimir-Lambert تأمين شده است. جزئيات اين تحقيق در مقاله‌اي با عنوان «Remotely Activated Protein-Producing Nanoparticles» در مجله «Nano Letters» منتشر شده است.

محققان در دانشگاه کاليفرنيا با متصل کردن يک آنزيم به يک نانولوله کربني، موفق به پايش جزئيات بي‌سابقه‌اي از رفتار آن شده‌اند. اين تکنيک يک راه کاملا جديد براي مطالعه مولکول‌هاي زيستي است و ممکن است براي دسته‌اي از کاربردها در پزشکي مفيد باشد؛ بعضي از اين کاربردها شامل بررسي زيست‌مولکول‌هاي استفاده شده در بيماري‌هاي متنوع يا براي ساخت داروهاي جديد در آينده است.
اين تکنيک جديد بوسيله «فيليپ کولينز» و همکارانش ابداع شده است. اين محققان نشان داده‌اند که قادر به مشاهده تغييرات در شکل يک مولکول ليزوزيم با اتصال آن به يک ترانزيستور اثر ميداني نانولوله کربني، هستند. ليزوزيم را مي‌توان در اشک‌ها و بزاق دهان، از بين ديگر سيال‌هايي که بطور طبيعي وجود دارند، پيدا کرد و باکتري‌هاي مضر در بدن را با تجزيه ديوارهاي سلولي اين ميکروارگانيسم‌ها از بين برد. «کولينز» توضيح داد: اين آنزيم مولکول بسيار کوچکي بين پنج و هفت نانومتر است که تقريبا 100 برابر کوچکتر ار طول موج نور است. بنابراين ديدن آن با هيچ نوعي از ميکروسکوپ نوري ممکن نيست.
اين گروه تحقيقاتي ابتدا مولکول‌هاي ليزوزيم خالص را به ترانزيستورهاي نانولوله کربني متصل کرد. آنها سپس در يک محلول نمکي دما - اتاق حاوي انواع مختلفي از باکتري‌ها، عبور جريان از اين افزاره را پايش کردند. به دليل اين‌که اين آنزيم با شروع برهم‌کنش با باکتري‌ها تغيير شکل داده و حرکت مي‌كند، اين تکنيک عمل مي‌کند. اين تغييرات عبور جريان سرتاسر اين ترانزيستور را تحت تاثير قرار مي‌دهد.«کولينز» گفت: تغييرات جريان در سرتاسر اين ترانزيستور است که به ما نشان مي‌دهد ليزوزيم در هر لحظه چه کاري انجام مي‌دهد. در غياب باکتري‌ها، تغييري اتفاق نمي‌افتد، اما زماني که باکتري‌ها موجود هستند، سيگنال‌هاي مشخصي مي‌توان مشاهده کرد.
اين محققان با توجه به آزمايش‌هاي‌ خود مي‌گويند که آنها اطلاعات جديد مهمي در مورد ليزوزيم و چگونگي کار کردن آن بدست آورده‌اند. «کولينز» مي‌گويد براي مثال، ما اکنون از اين‌که اين آنزيم چگونه سرعت خود را تغيير مي‌دهد و راه خود را در سرتاسر ديواره سلولي يک باکتري پيدا مي‌کند، درک بهتري داريم. با اين حال مهمترين جنبه کار ما اين حقيقت است که ما راه کاملا جديدي براي مطالعه مولکول‌هاي زيستي شرح داده‌ايم.بر اساس اين گزارش، اين محققان جزئيات نتايج کار تحقيقاتي خود را در مجله‌ «Science» منتشر کرده‌اند.

استفاده از امواج راديويي براي فعال کردن نانوذرات حاوي دارو يکي از راه‌هاي درمان سرطان است. مشکل اين روش تمايل نانوذرات به متجمع شدن و کاهش کارايي اين روش است؛ اما اخيرا پژوهشگران با تغيير اسيديته سلول مانع از تجمع نانوذرات شده‌اند. يکي از روش‌هاي درمان سرطان، استفاده از نانوذرات براي پختن تومورها است، اين روش داراي کمتري اثر جانبي است. اخيرا يک تيم تحقيقاتي از مرکز نانوپزشکي سرطان تگزاس نشان دادند که مي‌توان از نانوذرات طلا براي درمان سرطان استفاده کرد. براي اين کار نانوذرات بوسيله امواج راديويي گرم شده که اين گرما موجب پختن سلول‌ها مي‌شود. همچنين پژوهشگران دريافتند که چگونه مي‌توان خاصيت سميت گرمايي اين نانوذرات را افزايش داد. اين تحقيقات توسط «استيون کرلي» از دانشگاه «تگزاس» و «لون ويلسون» از دانشگاه «رايس» انجام گرفته است. نتايج اين تحقيق در قالب مقاله‌اي تحت عنوان Stability of antibody-conjugated gold nanoparticles in the endo-lysosomal nanoenvironment: Implications for non-invasive radiofrequency-based Cancer therapy در نشريه «Nanomedicine» به چاپ رسيده است.
نانوذرات زيست سازگار طلا وسيله ايده‌آلي براي وارد کردن گرما به تومورها محسوب مي‌شود، زيرا اين نانوذرات غيرسمي بوده، پايدارند و با پوشش‌دهي مي‌توان آنها را براي اتصال به تومورهاي مختلف آماده کرد. برخلاف ترکيبات ضد سرطان معمولي، نانوذرات طلا بي‌خطر هستند؛ مگر اين که با يک منبع انرژي مانند پرتوهاي نزديک قرمز که توسط ليزر تابيده مي‌شوند، فعال شوند. در حقيقت نانوذرات طلاي فعال شده با ليزر به ‌صورت تست باليني براي درمان سرطان گردن و سر توسط کلينيک‌ها مورد آزمايش قرار مي‌گيرند. امواج راديويي نسبت به ليزر از مزيتي برخوردار هستند، اين امواج با بافت‌هاي بدن برهمکنش نداده، بنابراين مي‌تواند درون بدن تا عمق بيشتري نفوذ کند؛ جايي که ليزر قادر به نفوذ در آن نيست.
به گزارش ایسنا، يکي از اشکالات اين روش آن است که نانوذرات طلا که قرار است توسط امواج راديويي فعال شوند، تمايل زيادي به متجمع شدن دارند؛ بنابراين به ‌صورت کلوخه‌اي درآمده و توانايي جذب انرژي و تبديل به گرما در آنها کاهش مي‌يابد. در اين پروژه محققان به ‌دنبال اين حقيقت هستند که چرا نانوذرات به‌ هم مي‌چسبند و چگونه مي‌توان آنها را از هم جدا نگه داشت. نتايج نشان داد که pH پايين دليل اين تجمع است. براي خنثي کردن محيط درون اندوزوم، محققان دو داروي مختلف را به سلول وارد کردند؛ «کوکانامايسين آ» آنتي بيوتيکي که براي بدن انسان طراحي نشده و «کلروکين» داروي ضد مالاريا، که هر دوي اين داروها اسيديته اندوزوم را افزايش مي‌دهند. نتايج نشان داد که اين داروها عملکرد نانوذرات را بهبود مي‌دهند؛ به‌ طوري که تجمع نانوذرات صورت نمي‌گيرد.

مطالعات محققان چيني بر روي تاثير نانومواد بر باکتري‌ها نشان مي‌دهد نانومواد مي‌تواند مقاومت باکتري‌ها را در برابر آنتي بيوتيک افزايش دهد. نبرد ميان توليد آنتي‌بيوتيک‌ها و باکتري‌ها همچنان ادامه دارد. باکتري‌ها به ‌سرعت مي‌توانند تغيير کرده و از نظر ژنتيکي خود را با داروهاي آنتي‌بيوتيک وفق دهند. اين کار از طريق انتقال ژن در هم آميختگي انجام مي‌شود. اين روند مي‌تواند در سطح جهاني اتفاق افتاده و در نهايت موجب پديدار شدن گونه‌اي از باکتري‌ها به ‌نام ابرباکتري شود که نسبت به بسياري از داروها از ايمني برخوردار هستند.
اخيرا محققان موسسه سلامت و پزشکي زيست محيطي در چين روي نقش نانومواد در انتقال ژن در هم‌آميختگي تحقيق کرده‌اند. در اين پروژه، پژوهشگران روي مکانيسم‌هاي مربوط به تغييرات مولکولي، زيست شيميايي و مورفولوژيکي تحقيق کرده‌اند. نتايج کار آنها نشان داد که حضور نانوآلومينيوم در آب مي‌تواند انتقال ژن مقاومت دارويي را افزايش دهد. اين نتايج هشداري براي رهاسازي نانومواد در محيط‌ زيست است. «ژيگانگ کيو» از محققان اين پروژه مي‌گويد: ما آزمايشاتي را براي بررسي دليل اين نتايج انجام داديم. ما با استفاده از پلاسميد مقاومتي که داراي خاصيت انتقال در هم آميختگي است، مدل انتقال ژن مقاومت را مدل‌سازي کرديم. براي اين که اثر عوامل ديگر، به‌ جز نانوماده مورد نظر از اين آزمايش حذف شود، تعدادي آزمايش کنترل نيز انجام شد.
«کيو» مي‌گويد: با اين روش مي‌توان آناليزهاي کمي مربوط به انتقال ژن را از نظر سينتيکي اندازه گيري کرد. همچنين دو موضوع ديگر در اين پروژه وجود دارد که ما درصدد بررسي آن هستيم. اول اين که ما مي‌خواهيم روي تاثير نانومواد مختلف با ابعاد و شکل‌هاي مختلف بر انتقال ژن مقاومت تحقيق کنيم، با اين کار اطلاعات ما درباره تاثير نانومواد روي انتقال ژن بهبود مي‌يابد. دومين موضوعي که مي‌خواهيم بررسي کنيم، اين است که تاثير نانومواد روي انتقال پلاسميد تنها، به ‌درون سلول زنده با روش سرايت و وارساني مورد مطالعه قرار گيرد؛ سرايت و وارساني راه‌هاي ديگري براي انتقال ژن هستند.
«کيو» در مورد اين که اين يافته چگونه مي‌تواند در توسعه علم پزشکي و سلامت تاثيرگذار باشد، مي‌گويد: هرچند فناوري نانو به ‌عنوان فناوري آينده بشريت قلمداد مي‌شود، اما عده کمي هستند که فکر مي‌کنند از نانومواد بتوان در حوزه پزشکي، سلامت و محيط‌ زيست استفاده کرد. بيشتر مردم نگران اين هستند که در معرض نانومواد قرار گيرند. کار ما بخش کوچکي از اين حوزه‌اي بود که در آن به بررسي اثر نانومواد پرداخته مي‌شود. با اين حال «کيو» معتقد است که يافته‌هاي آنها مستقيما به فاکتورهاي پزشکي، سلامت و محيط‌ زيست مربوط است.

این کارگاه در تاریخ ۷ تیر ۱۳۹۱ توسط انستيتو پاستور ايران در محل انستیتو برگزار خواهد شد. مباحث این کارگاه شامل تاریخچه پیدایش نانوتکنولوژی، آشنایی با نانوتکنولوژی و جنبه های مختلف آن، مقدمه ای بر نانوبیوتکنولوژی و کاربرد آن در علوم پزشکی، صنایع داروسازی، صنایع بهداشتی و آرایشی و ...، آشنایی با نانوذرات مختلف (دندریمرها، سیکلودکسترینها، کوانتوم داتها، لیپوزومها، نانوذرات نقره، طلا و ....)، روش های ساخت آنها و کاربرد آنها در علوم به عنوان دارورسان، وسیله تشخیص، مانیتورینگ و ... ، تشریح دستگاه ZetasizerNano، اندازه گیری سایز و پتانسیل زتا نانوذرات و تفسیر نتایج بدست آمده، اندازه گیری سایز و پتانسیل زتا استاندارد دستگاه می باشد.

اطلاعات بیشتر

 وقتي جراحي با يك تومور در بدن مقابله مي‌كند، يعني بايد بتواند بافت سرطاني را به طور كامل خارج كند، بدون آنكه به بافت اطراف صدمه‌اي برساند. در مغز شايد نتوان آنقدر ايده‌آلانه عمل كرد زيرا سلول‌هاي سالم آنقدر مهم هستند كه نبايد از بين بروند يا صدمه ببينند. حالا شايد نانوذرات طلا بتوانند روشن‌ترين و واضح‌ترين ديد را از سلول‌هاي سرطاني هنگام عمل جراحي مغز به جراح ارائه دهند به طوري كه به جراحان كمك‌كنند تا سلول‌هاي توموري را بدون آسيب‌رساندن به همسايگان سالم خود خارج‌كنند. 
سابق براين جراحان بيشتر از MRI براي رسيدن به محل تومور هنگام جراحي مغز بهره مي‌بردند، اما بعضي سلول‌ها ممكن است توسط MRI يا چشم‌ بدون مسلح ديده نشوند و به اين ترتيب پنهان بمانند. برهمين اساس دانشمندان دانشگاه استنفورد آمريکا براي غلبه بر اين مشكل نانوذرات كروي با خصوصيات خاص خود را ابداع كرده‌اند كه به جراح براي پيدا‌كردن سلول‌هاي سرطاني از 3 راه مختلف كمك شاياني مي‌كند. اين ذرات از يك هسته طلايي، پوشيده شده با فلزي به نام گادولينيوم و يك لايه سيليكا ساخته شده‌اند. محققان نشان داده‌اند اين ذرات مي‌توانند از سد خوني – مغزي عبور كنند و زماني كه به داخل جريان خون تزريق مي‌شوند، بدون نياز به يك مكانيسم هدف‌گيري خاص داخل سلول‌هاي سرطاني تجمع پيدا مي‌كنند. اين امر به اين دليل است كه عروق خوني در بافت سرطاني شكننده‌تر از عروق خوني سالم هستند، به همين دليل نانوذرات از طريق ديواره عروق نشت پيدا مي‌كنند و خود را در بافت سرطاني اطراف بارگذاري مي‌كنند.
تيم تحقيقاتي مذکور به منظور ارزيابي توانايي مشخص‌كردن تومورها در ابتدا نانوذرات را به دم موش‌هايي كه مغزشان حاوي سلول‌هاي سرطاني افراد مبتلا به گليوبلاستوما بود، تزريق كردند. سپس براي مشخص ‌كردن و تعيين محل تومورها و معلوم‌كردن شكل آنها از MRI كمك گرفتند. گادولينيوم سياه به تجسم و تعريف مرزهاي تومور بسيار كمك كرد. سپس ليزر ضرباني را مستقيما به مغز تاباندند كه باعث مي‌شود هسته‌هاي طلاي نانوذرات گرم‌شده و به ارتعاش واداشته شوند. اين ارتعاش‌ها سيگنال‌هاي پرسروصدايي را توليد و از تومور خارج مي‌كنند كه به‌وسيله يك سونوگرافي كه تصاوير real-time ضبط مي‌كند، جمع‌آوري مي‌شوند. درنهايت پس از برداشت قسمت اعظم توده سرطاني، تيم تحقيقاتي باقيمانده بافت مغزي سرطاني را با استفاده از اسپكتروسكوپ Raman مشخص کرد. اثر متقابل اشعه فوتون اسپكتروسكوپ با سيليكا هرگونه سلول‌هاي سرطاني باقيمانده را روشن مي‌كند.
به گزارش سپید، محققاني كه روي اين پروژه تحقيق مي‌كنند، در حال بررسي نانوذرات مشابه در بيماران مبتلا به سرطان كولوركتال هستند و اميد است نتايج حاصل از آن، به سرعت گسترش استفاده از نانوذرات در سرطان مغز كمك كند. آنها همچنين اميدوارند راهي را پيدا كنند كه با گرم‌كردن طلا نه تنها بتوانند سلول‌هاي سرطاني را مشخص كنند، بلكه قادر باشند آنها را نيز در همان زمان از بين ببرند. اين پروژه تحقيقاتي توسط دانشمندان دانشگاه استانفورد آمريكا در كاليفرنيا انجام شده است.

برگزار کنندگان: انجمن علمی نانوفناوری پزشکی و دانشکده فناوری های نوین علوم پزشکی تهران
زمان برگزاری: ۳ الی ۴ خرداد ۱۳۹۱
ارسال خلاصه مقالات: ۳۱/۱/۱۳۹۱
مکان برگزاری: تهران

سایت همایش

محققان موفق به توليد نانولوله‌هاي جديد براي تصويربرداري و دارورساني شدند. مي‌توان از نانولوله‌هاي کربني براي نفوذ بي‌خطر به‌ درون سلول‌هاي انسان و رهايش داروهاي ضد سرطان يا مولکول‌هاي DNA تغييريافته در ژن‌درماني استفاده کرد. با وجودي که هنوز راهي طولاني تا استفاده از اين فناوري در کاربردهاي باليني بايد طي شود، گروهي از محققان دانشگاه «بث» به رهبري دکتر «صوفيا پاسکو» نشان داده‌اند که چگونه اين لوله‌ها مي‌توانند به ‌عنوان «حامل‌هاي بار» عمل کرده و با نفوذ در غشاي بيروني سلول، برخي مولکول‌هاي دارويي را به‌ درون سلول برسانند.
نانولوله‌هاي کربني که تنها يک ميليارديم متر قطر دارند، حتي در برخي آلاينده‌هاي هوا يا در دوده نيز يافت مي‌شوند. مي‌توان از اين لوله‌ها در رسانش عوامل تصويربرداري همچون برچسب‌هاي فلورسانس و راديونوکليدها يا ايزوتوپ‌هاي راديواکتيو که به ‌طور وسيعي در تشخيص و درمان استفاده مي‌شوند، نيز بهره برد؛ اين عوامل تصويربرداري امکان گرفتن تصاوير با کيفيت بالا از سلول‌ها و بافت‌ها را فراهم کرده و تشخيص زودهنگام سرطان را امکان‌پذير مي‌كنند.
روش جديدي که توسط محققان ابداع شده است، شامل کوتاه کردن، تغيير دادن و خالص‌سازي نانولوله‌ها به‌ نحوي است که بتوانند در کاربردهاي وسيع‌تري نسبت به نانولوله‌هاي معمول مورد استفاده قرار بگيرند. سپس با استفاده از يک فرايند ارزان، سريع و بسيار کنترل‌پذير مبتني بر شيمي ابرمولکولي، مولکول‌هاي درخشان فلورسانس به شکلي محکم دور اين نانولوله‌ها پيچيده مي‌شوند. بررسي‌هاي اوليه نشان مي‌دهند که سلول‌هاي سرطان پروستات، اين ترکيب نانولوله/مولکول فلورسانس را به‌ خوبي جذب مي‌کنند. شيمي ابرمولکولي شاخه‌اي از شيمي است که به ‌عنوان شيمي فراي مولکول‌ها مشهور است. مرحله بعدي اين تحقيق بررسي توليد نانولوله‌هايي است که نه تنها مي‌توانند داخل و روي سطح خود مولکول‌هاي مفيد از نظر پزشکي را با خود حمل کنند، بلکه قابليت هدفگيري سلول‌هاي خاص نظير سلول‌هاي آسيب‌ديده يا سرطاني را نيز دارند.
به گزارش ایسنا، همچنين بايد روش ساده‌تري براي ايجاد اتصال محکم ميان نانولوله‌ها و مولکول‌ها ابداع شود تا اين مولکول‌ها قبل از آنکه از نانولوله‌ها جدا شوند، بتوانند وارد سلول‌ها شوند. اين کار توسط محققان دانشگاه «بث» و با همکاري محققان دانشگاه‌هاي آکسفورد، کمبريج و ناتينگهام صورت گرفته است. هزينه اين کار توسط انجمن تحقيقات پزشکي، انجمن سلطنتي و دانشگاه بث تأمين شده است. همچنين در اين کار از تجهيزات مجموعه تحقيقاتي هارول استفاده شده است. جزئيات اين کار در مجله «Advanced Functional Materials» منتشر شده است.

 يک تيم تحقيقاتي در انستيتو تکنولوژي ماساچوست (MIT) نانوذراتي را طراحي کرده‌اند که وقتي اشعه ماوراء بنفش به آنها تابانده مي‌شوند پروتئين‌هايي را توليد مي‌کند. اين ايده مي‌تواند به آنها کمک کند نانوکارخانه‌هايي را خلق کنند که با توليد داروهايي مبتني بر پروتئين در محل تومورها عليه سرطان بجنگند. اين ابتکار جديد محققان در تاريخ 20 مارچ در نشريه Nano Letters به چاپ رسيده است. در حال حاضر داروهاي مبتني بر پروتئين که عليه سرطان بجنگند وجود دارد اما با محدوديت‌هايي مواجه هستند، مثلا قبل از اينکه به هدف خود برسند توسط بدن شکسته مي‌شوند. اما با ابتکار جديد محقان MIT به نظر مي‌‌رسد اين مشکل برطرف شده است، زيرا پروتئين‌ها به جاي آنکه قبل از رسيدن به محل هدف تشکيل شوند، با استفاده از نانوتکنولوژي در محل هدف درست مي‌شوند، به اين ترتيب ديگر فرصتي براي شکسته شدن توسط بدن نخواهند داشت. امروزه دانشمندان به‌طور گسترده‌اي در تلاشند تا با استفاده از نانوتکنولوژي به هدف اصلي خود که درمان در سطح سلولي است برسند.
در همين راستا، پژوهشگران مراکز تحقيقاتي ديگر نيز بيکار ننشسته و به دستاوردهايي در اين راستا رسيده‌اند. به طور مثال در گزارش ديگري که اخيرا از سوي محققان دانشگاه جانز هاپکينز منتشر شده، توضيح داده شده که چگونه توانسته‌اند از باکتري‌هاي بدون خطر به عنوان «کوله‌پشتي» هاي نانوسيم استفاده کنند تا به محل مورد نظر در بدن انسان برسند و دانشمندان دانشگاه نورث وست هم نانوذراتي را ساخته‌اند که مي‌توانند داروها را به هسته سلول‌هاي سرطاني تحويل دهند. ايده‌اي که پشت نانوذرات محققان MIT ايستاده اين است که وقتي به محل هدف خود مي‌رسند، شما به آنها نور ماوراء بنفش مي‌تابانيد و آنها را به کارخانه‌هاي توليد پروتئين تبديل مي‌کنيد. به اين ترتيب ملکول‌هاي داروهاي سرطاني به درستي در محلي که به آنها نياز است قرار داده مي‌شوند.
اين محققان براي کار خود از طبيعت الهام گرفته‌اند، جايي که سلول‌ها پروتئين‌هاي خود را به دنبال دستورالعمل‌هاي طرح کلي DNA مي‌سازند، يعني ابتدا آنها را به mRNA کپي مي‌کنند. سپس mRNA دستورالعمل‌ها را به ريبوزوم‌ها منتقل مي‌کند تا به خواندن دستورالعمل‌ها آمينواسيدها را با ترتيب درست سرهم کرده و پروتئين‌هاي مربوطه را بسازند؛ درست مانند آنکه دانه‌ها را به نخ مي‌کشند تا گردن‌بند درست شود. محقق ارشد اين مطالعه مي‌گويد: «ما مي‌خواستيم از ماشين‌آلاتي استفاده کنيم که کارآيي آن قبلا ثابت شده باشد. ريبوزوم‌هايي که در طبيعت استفاده مي‌شوند بيش از ميلياردها سال است که توسط طبيعت تکميل شده‌اند و به عنوان بهترين ماشين مي‌توانند پروتئين توليد کنند.» ذرات توليد شده اين قابليت را دارند که پروتئين‌هاي کوچک را تحويل داده تا عليه سلول‌هاي سرطاني بجنگند و درنهايت پروتئين‌هاي بزرگ مانند آنتي‌بادي‌ها سيستم ايمني را تحريک کنند تا تومورها را تخريب کنند. قسمت باهوش نانوذرات آن است که چگونه کارخانه پروتئين را روشن کنند.
به گزارش سپید، براي آزمايش اين ايده محققان نانوذراتي را خلق کرده‌اند که براي توليد پروتئين فلورسنت سبز (GFP) يا luciferase برنامه‌ريزي شده‌اند و هردوي اينها براي رديابي آسان هستند. البته هنوز راه زيادي مانده تا اين ابتکار جديد محققان در بالين مورد استفاده قرار گيرد، اما يک ايده واقعا فوق‌العاده و ابتکاري است.

محققان به فناوری جدیدی دست یافته اند كه می تواند داروها را مستقیم به دورن سلول ها وارد كند. دانشمندان دانشگاه بارسلونا در اسپانیا می گویند این ابزار موسوم به ' باكتری های حامل' است كه در واقع محلول پایدار نانوذرات است كه معمولا در باكتری های نوتركیب وجوددارند. حتی اگر، این باكتری های حامل كه به طور سنتی برای تولید صنعتی آنزیم های پایدار و زیست داروها مانعی داشته اند اخیرا مشخص شده است كه همین باكتری های حامل ارزش زیادی در انتقال پروتئین های عملكردی با ارزش های مستقیم در كابردهای زیست پزشكی و صنعتی دارند. این پژوهشگران ارزش این نانوذرات را به عنوان 'نانوقرص'های طبیعی با ظرفیت قوی برای نفوذ به سلول ها و انجانم فعالیت های زیست شناختی مورد بررسی قرار دادند. مفهوم نانوقرص در واقع نشان دهنده زمینه جدید و امیدوار كننده ای برای تجویز دارو است. این نانوقرصهاهمچنین حاكی از توانایی بالقوه مواد میكروبی در پزشكی است كه باید مورد بررسی و كاورش بیشتری قرار گیرند.
به گزارش ایرنا، دانشمندان چهار پروتئین حاوی تاثیرات درمانی مختلف را به نانوقرص های تجربی كه در واقع همان باكتری های حامل 'ای كولای' است، قرار دادند. آنها این باكتری را در تماس با سلول های كشت شده پستانداران تحت شرایط مشابهی با آنهایی كه در پاتولوژی های بالینی واقعی وجود دارد، قرار دادند. در این محیط سلول های بیمار با امكان زنده ماندن آنها بسیار كم بود، بهبودی خود را به دست آوردند. نتایج این تحقیقات در نشریه Advanced Materials منتشر شده است.

محققان دانشگاه کاليفرنيا، راهي جديد براي سردرگم کردن دستگاه ايمني بدن پيدا کرده‌اند تا با استفاده از نانوپارتيکل‌ها ، داروهاي ضدسرطان را مستقيما به تومور برسانند. نتايج اين تحقيق در نشريه آکادمي ملي ساينس به چاپ رسیده است. در اين روش، لايه‌ها غشاي گلبول قرمز را جمع‌آوري مي‌کنند و آن را دور پليمر ذرات نانو و مولکول کوچک داروي مورد نظر مي‌پيچند. اندازه نانوپارتيکل‌ها کمتر از 100 نانومتر است، يعني به اندازه يک ويروس! به گفته پروفسور مرکزسرطان اين دانشگاه، اين اولين بار است که غشاي طبيعي سلول‌ها همراه نانوپارتيکل‌هاي صناعي به منظور انتقال دارو به سلول‌هاي سرطاني مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اين روش انتقال نانوپارتيکل‌ها، خطر اندکي براي تحريک دستگاه ايمني است. محققان سال‌ها روي يافتن روشي براي انتقال دارو (روشي شبيه رفتار طبيعي بدن براي به حداکثر رساندن اثربخشي داروها) کار کرده‌اند. استفاده از ذرات نانو براي انتقال داروها به سلول هاي سرطاني بسيار اهميت دارد؛ زيرا سلول هاي سرطاني بالفطره نسبت به ورود داروهاي ضدسرطان مقاوم اند. با ترکيب کردن ذرات نانو با داروهاي ضدسرطان و توانمند کردن آنها به نفوذ به سلول هاي سرطاني، با نوعي بمب داخل سلولي به نبرد با سلول هاي سرطاني خواهيم رفت. ناقلاني مانند نانوپارتيکل‌ها مي‌توانند براي مدت طولاني در بدن زنده بمانند و در خون بچرخند بدون آنکه توسط دستگاه ايمني مورد حمله قرار گيرند. گلبول‌هاي طبيعي خون در بدن 180 روز زنده مي‌مانند ولي نانوپارتيکل‌هاي پيچيده شده در جداره گلبول‌هاي قرمز در آزمايشگاه 2 روز دوام مي‌آورند.

خونريزي غيرقابل كنترل، يكي از مهم‌ترين دلايل مرگ در ميدان‌هاي نبرد است. روش‌هاي كنترل اوليه خونريزي متعددي تا پيش از اين به كار مي‌رفت كه يكي از آنها استفاده از تورنيكه بود. استفاده از تورنيكه روش اصولي و مناسبي نيست و به علاوه در قسمت‌هايي مثل گردن، بهره‌گيري از اين روش ناممكن است. در سال‌هاي اخير پژوهشگران به تكاپو افتادند كه شيوه‌هايي را براي كنترل خونريزي پيدا كنند. يكي از روش‌هاي جديد، پانسمان فيبريني يا استفاده از چسب فيبريني است كه به خاطر زمان تاثير كم و همچنين واكنش‌هاي ايمني، نامناسب تشخيص داده شد. روش ديگر استفاده از پودر زئوليت است كه اين روش هم به علت امكان ايجاد سوختگي شديد و دشواري در هنگام وزش باد، روش خوبي نيست. براي كنترل خونريزي مي‌شود از بانداژهايي استفاده كرد كه از «چيتوسان» (ماده‌اي مشتق شده از اسكلت خارجي حلزون) ساخته مي‌شود. اين پانسمان‌ها، كارايي خوبي دارند، اما به خاطر اينكه تاكردن و شكل دادن آن متناسب با محل جراحت، دشوار است، اين روش هم محدوديت‌هايي دارد. روش ديگر استفاده از اسفنج‌هاي ژلاتيني است كه قبل از گذاشتن روي جراحت آغشته به ترومبين، مايع مي‌شوند. از اين روش گرچه مي‌شود در اورژانس‌هاي بيمارستان‌هاي شهري استفاده كرد، اما در ميدان‌هاي نبرد روش مناسبي محسوب نمي‌شود. اما گروهي از پژوهشگران ‌ام.‌اي.تي به سرپرستي «پائولا هاموند» به اين فكر افتادند كه روش اخير را تكميل كنند، به‌طوري كه اين اسفنج‌ها از پيش، ترومبين را روي سطح خود داشته باشند و نيازي نباشد كه در ميدان نبرد، آغشته به ترومبين شوند. محققان براي اين منظور، يك پوشش زيستي در مقياس نانو ساختند كه متشكل از دو لايه متناوب است. ترومبين يك پروتئين خوني است كه وقتي فعال شود، روند تشكيل لخته و انعقاد و توقف خونريزي را موجب مي‌شود. محققان در اين پژوهش دريافتند ترومبين و يك ماده ديگر كه از چاي حاصل مي‌شود و اسيد تنيك نام دارد، مي‌توانند با هم پوششي ايجاد كنند كه ميزان زيادي ترومبين فعال داشته باشد. اين مواد را به صورت اسپري روي اسفنج‌ها مي‌پاشند. اسفنج‌ها پس از اسپري شدن، تا چند ماه‌ آماده مصرف هستند. به اين ترتيب ديگر نيازي نيست كه به فشردن و پانسمان محل خونريزي اتكا شود و از آنجا كه اسفنج به راحتي قابل شكل دادن و استفاده از آن در نقاط مختلف جراحت است، استفاده از آن بسيار ساده خواهد بود. در آزمايش‌هايي كه روي حيوانات انجام شد، فشردن بسيار ملايم اسفنج روي محل خونريزي در عرض ۶۰ ثانيه، خونريزي را متوقف مي‌كرد. اسفنج‌هايي كه حاوي ترومبين نباشند، دست‌كم به ۱۵۰ ثانيه زمان براي توقف خونريزي نياز دارند. در همين آزمايش، پانسمان با گاز نتوانست در عرض ۱۲دقيقه، خونريزي را بند بياورد. پژوهشگران ‌ام.‌اي.تي اين كشف خود را به همراه اسفنج‌هايي كه به شيوه مشابه به لايه‌اي از آنتي‌بيوتيك ونكومايسين آغشته هستند، به ثبت رساندند و اميدوارند كه در گام بعدي اسفنج‌هايي بسازند كه به طور همزمان هم ترومبين و هم آنتي‌بيوتيك داشته باشند.