Nanoteknoloji, tıpta pek çok olası uygulaması olan heyecan verici yeni bir alandır. Eczanede; Hastalıkların teşhisi, ilaçların piyasaya sürülmesi, görüntüleme gibi çeşitli alanlarda rolü vardır.
Nanoteknoloji nedir? Nano tekniği. Nanometre (metrenin milyarda biri) ölçeğinde malzeme ve cihazların tasarımı, sentezi, karakterizasyonu ve uygulaması ile ilgili bilim ve mühendislik olarak tanımlanabilir. Bu ölçekte, her bir molekülün ve moleküllerin etkileştiği grupların etkisini daha büyük malzeme ve cihaz ölçeğinde değerlendirmek önemlidir. Çünkü yapı taşları olan moleküllerin kontrolü, kimyasal ve fiziksel özelliklerin daha geniş ölçekte kontrolünü sağlar.
Bu cihazlar ve malzemeler, tıp ve fizyolojideki uygulamalar için hücreler ve dokularla etkileşime girecek şekilde moleküler düzeyde tasarlanabilir. Böylece nanoteknoloji kimya, fizik, malzeme bilimi, biyoloji gibi farklı disiplinleri bir araya getirebilir.
İlaçları ve diğer malzemeleri nanometre düzeyinde manipüle etmek, malzemelerin temel özelliklerini ve biyoaktivitesini değiştirebilir. örnek; İlacın çözünürlüğü, kana karışma süresi ve kontrollü atılımı kısa veya uzun süreli olarak değişebilir. Ayrıca çevresel olarak titreşmek veya özellikle hedefte sallanmak için tetiklenebilir.
Nanoteknoloji sağlık bilimlerine ne gibi faydalar sağlıyor? nanomalzemelerin tıpta uygulamaları; Floresan biyolojik etiketleme, ilaç salınımı, gen transferi, patojen tespiti, protein tespiti, DNA yapı etiketlemesi, doku mühendisliği, tümör tespiti, biyolojik moleküllerin ve hücrelerin ayrılması ve saflaştırılması ve manyetik rezonans görüntüleme çalışmaları. Nanotıp araştırmalarının uzun vadeli hedefi; Nanomakineler olarak da bilinen moleküler düzeyde bileşenlerin karakterizasyonudur. Hücrelerdeki nanomakinelerin doğru kontrolü ve manipülasyonu, canlı hücrelerdeki hücresel mekanizmaların daha iyi anlaşılmasına ve çeşitli hastalıkların erken teşhis ve tedavisine yönelik ileri teknolojilerin geliştirilmesine katkı sağlayacaktır. Ek olarak, bu alan, canlı hücrelerdeki moleküler mekanizmaları karakterize etmek için tasarlanmış nanogörüntüleme yaklaşımlarını etkileyecektir. Moleküler görüntüleme, hastalıkların altında yatan moleküler olayları görüntülemek için güçlü bir araçtır. Nanoteknoloji ve moleküler görüntülemenin kombinasyonu, insan hastalıklarında farklı biyobelirteçlerin görüntülenmesindeki hassasiyeti artıracaktır.
Manyetik rezonans görüntülemede basit manyetik nanoparçacıklar kullanılabilir. Ayrıca bu manyetik nanoparçacıklar; Ayrıca genleri aktarmak ve flüoresan belirteçleri ve diğer molekülleri eklemek için de kullanılabilir. örnek; Manyetik nanoparçacıklar ve adenovirüsler hücreyi algılayabilir ve yeşil floresan protein geninin transferi ve aktivitesi izlenebilir. Bu sayede MR görüntülerinde doku görüntülemenin yanı sıra genlerin aktivitesi gibi hücrelerdeki aktiviteyi de görebiliriz. Bu bize hastalıkların mekanizması hakkında daha ayrıntılı bir bakış açısı sağlayabilir.
Nanotıpta araştırma. Biyosensörler, görüntüleme araçları, hedef molekül salma cihazları ve diğer yararlı biyolojik araçlar için fonksiyonel nanomateryallerin kullanımına odaklanır. Tıbbi uygulamalar için altın nanopartiküller, kuantum noktaları, karbon nanotüpler/nanolifler, kitosan, dendritik, lipozomlar ve polimer nanokapsüller araştırılmaktadır. Bu uygulamalar, moleküler görüntülemenin yanı sıra kanserin erken teşhisi ve tedavisi için umut verici araçlar olabilir. ilaç endüstrisinde potansiyel yeni ticari uygulamalar; Gelişmiş ilaç verme sistemlerini, yeni tedavileri ve in vivo görüntülemeyi içerebilirler.
İnorganik nanoparçacıklar ve nanotüpler, benzersiz optik, fiziksel ve elektriksel özelliklerinden dolayı çekicidir. Silika nanomalzemeler, büyük miktarlarda biyomedikal molekül yükleme ve salma gibi benzersiz bir avantaja sahiptir. Son araştırmalar, mezogözenekli silika nanomateryallerin, hücre proliferasyonunu ve farklılaşmasını bozmadan insan mezenkimal kök hücrelerine nüfuz etme yeteneklerinden dolayı kök hücre etiketlemesi için ideal bir araç olduğunu göstermiştir. Başka bir çalışmada karbon nanoyapıların maya ve bakteri gibi mikroorganizmalara karşı antimikrobiyal özellik gösterdiği gözlemlenmiştir.
Nanopartiküller ile kontrollü ilaç salınımı
İlaç salımına yönelik nanomedikal yaklaşımlar, ilaç stabilitesini sağlamak için nano boyutlu moleküller veya parçacıklar geliştirmeye odaklanır. nanoteknolojiye dayalı ilaçların salınması; İlaç geçirgenliğini, kontrollü salımını ve hedef ilaç özelliklerini arttırmayı amaçlar.
Nanokapsüller veya nanopartiküller kullanan geleneksel ilaç verme sistemi hedeflenmediğinden, vücuttaki normal ve hassas hücreler üzerinde yan etkilere ve toksik etkilere neden olabilir. İntravenöz enjeksiyondan sonra, nanopartiküller RES hücreleri tarafından hızla emilir ve karaciğere ve dalağa verilir. Son zamanlarda geliştirilen hedefe yönelik tedaviler ile nanopartiküllerin hedef bölgeye ulaşma şansı artmış, toksik etkileri ve ilaç dozları azalmıştır. Bu, tümör kemoterapisinde özellikle önemlidir, çünkü ilaçlar sadece çevredeki normal hücrelere dokunmadan kanser hücrelerine seçici olarak uygulanır.
Nanopartiküller, normal hücrelerde toksik etkilerden kaçınırken, kanser hücrelerinde ilaç konsantrasyonlarını artırmak için pasif ve aktif hedefleme stratejileri kullanır. Bu pasif hedefleme stratejisi, değiştirilmemiş nanoparçacık yüzeyleri için kullanılır ve dezavantajı, parçacıkların RES hücreleri tarafından alınmasıdır. Pasif hedefleme, hedef bölgede ilaç birikimi olacak şekilde artan tümör geçirgenliğinden yararlanır. Biyolojik olarak parçalanabilen kitosan, PEG, lipozomlar, dekstran, silika jelatin ve PMMA, poliakrilamid, polistiren, polisiyanoakrilatlar ve polifosfatien türevleri gibi biyolojik olarak parçalanamayan polimerler gibi çeşitli ilaç salım ve gen transfer sistemleri kullanılmaktadır. Polimerik nanolifler yoluyla ilaç dağıtımına artan bir ilgi var.
Aktif hedefleme stratejisi, kanserin seçici hedeflemesini artırmak için nanoparçacıkların yüzeyini ve boyutunu değiştirmektir. örnek; Antikor veya sinyal molekülü ile hedefleme ve manyetik nanopartikül bazlı hedefleme bunlardan bazılarıdır. Antikor veya sinyal molekülü ile hedeflemenin temel prensibi, nanopartikülleri kanser hücreleri tarafından aşırı üretilen bir antijen veya reseptöre bağlayarak kanser hücrelerini hedeflemektir. Manyetik nanoparçacıkların taşıdığı ilaçla kanser hücrelerini hedeflemek, hiçbir yan etkisi olmayan umut verici bir yaklaşımdır. Tipik olarak parçacığın manyetik bileşeni, biyouyumlu bir polimer olan dekstran ile kaplanır. Manyetik özelliklere sahip tübüler yapıların kullanılması, ilaç salımı ve manyetik rezonans görüntüleme açısından faydalıdır. Dendirimerler ayrıca oluşturdukları retiküler yapılar ve hücre yüzeyindeki moleküller ile etkileşime girme yetenekleri nedeniyle ilaç salınımı için uygun adaylardır. Kontrol edilebilir boyut, şekil ve yüzey özelliklerinden dolayı nanoyapılar ideal ilaç salım aracılarıdır. Bilimsel bir çalışmada hedeflenen dendritik nanopartiküllerin yüksek antitümör aktivite gösterdiği gözlemlendi.
Nanoyapılı biyomalzemeler ayrıca merkezi sinir sistemi hastalıklarının teşhisi için güçlü bir araçtır. Ancak ilaçların ağızdan ya da kana enjekte edilerek beyne tam olarak ulaşamadığı bilinmektedir. Nanoparçacık bazlı dağıtım, ilaçların beyne ulaşmak için kan-beyin bariyerini (bu konuda daha fazla bilgi) geçmesi için etkili bir alternatiftir. Bir çalışma, bir beyin tümörünün nanopartiküller içeren bir ilaçla tedavi edilebileceğini gösterdi. Birden fazla nanopartikülün, beyne ilaç salımı için yararlı aracılar olduğu keşfedildi. Manyetik nanoparçacıklara dayalı ilaç salımının kan-beyin bariyerini aştığı ve ilacı beyne ulaştırdığı gözlemlenmiştir. Ayrıca nanoparçacık bazlı ilaç salınımı, anti-HIV ilaçları ve anti-enfektif ajanlar için de etkilidir. Etkili ve terapötik nanotıp için işlevselleştirilmiş karbon nanotüpler ve nanolifler geliştirmek için daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır.
Nanoteknolojinin uygulanmasındaki zorluklar
Nanoteknolojideki heyecan verici gelişmelere rağmen, nanomalzemelerin toksik etkilerinin ve sağlık risklerinin değerlendirilmesi gerekmektedir. Nanomalzemeler kullanım için yararlı özelliklere sahipken, aynı zamanda toksik etkilere de neden olabilirler. Yüzeylerindeki fiziksel ve kimyasal aktiviteler biyolojik aktiviteleri etkileyebilir. Bu bağlamda, nanomalzemelerin güvenliği ve toksisitesi önemli cevaplanmamış sorulardır.
Nanopartiküllerin toksik etkileri karaciğer, dalak, böbrekler, lenf düğümleri, kalp, akciğerler ve kemik iliğinde bildirilmiştir. Nanopartiküllerin kısa vadeli etkileri raporlarda gösterilmiştir ancak uzun vadeli etkileri ile ilgili çalışmalara da ihtiyaç vardır.
Toksisite risklerini azaltmak için biyouyumlu nanomalzemeler ve etkili yüzey modifikasyon stratejileri geliştirmeye ihtiyaç vardır. Bu nedenle, nanotıptaki araştırma yönü, nanoparçacıkların toksik özelliklerini daha iyi anlamak ve azaltmaktır. Mevcut gelişmeler göz önüne alındığında, nanopartiküller ile kanser ve diğer hastalıkların hedefe yönelik tedavisi için nanomalzemeler ve toksikoloji konusunda ileri çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır.
Kaynak:
1) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2890134/
2) Sarkık. Biyomedikal Uygulamalarda Nanoteknoloji: Bir İnceleme. Int J. Nano ve Biyomalzemeler, Cilt. 3, Sayı 2, 2010.
yazar: Ayka Olkay
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]
İlk Yorumu Siz Yapın