تشخیص پیش از ظاهر شدن بیماری

تشخیص اولیه

نانوسنسورهای تشخیصی اجازه ی تشخیص اولیه ی بیماری های مخلتف مانند سرطان را در زمان های اولیه، فراهم می آورد. در واقع این تشخیص ها پیش از ظاهر شدن بیماری انجام می شود. تشخیص اولیه به معنای شانس بیشتر برای موفقیت درمان و فایق آمدن بر بیماری می باشد. به عبارت دیگر، برخی نگرانی ها در این زمینه این است که دکتر می تواند به اطلاعات گسترده ای در مورد انسان، دسترسی داشته باشد. سوال مطرح شده در این جا، این است که این اطلاعات باید در کجا ذخیره سازی شود؟ و چه کسی به این اطلاعات دسترسی دارد؟ علاوه بر این، اگر این وسایل به عنوان ابزارهای درمانی استفاده نشود و در حقیقت بوسیله ی سایر نهادها مانند شرکت های بیمه برای بررسی شرایط بدنی یک فرد استفاده شوند، چه باید کرد؟ این واضح است که این وسایل سوالات مهمی در زمینه ی حریم شخصی و همچنین سوء استفاده احتمالی مطرح می کند.
برخی از وسایل تشخیصی اولیه اکنون نیز موجود می باشند مانند وسایل مربوط به غربال گری ژنتیک. نانوتکنولوژی به صورت مستقیم درگیر توسعه ی وسایل غربال گری ژنتیک دقیق تر و قدرت مند تری می باشد که در حال حاظر تنها برای یک گستره ی اندک از بیماری های متداول یافت می شوند و دقت آنها نیز پایین است. در غربال گری ژنتیک، دکتر اطلاعاتی در مورد استعداد ژنتیک فرد دریافت می کند و احتمال یک بیماری را در او بررسی می کند. محققین هم اکنون می دانند که تکامل یک بیماری نه تنها به استعداد ژنتیک یک فرد وابسته می باشد بلکه همچنین به رژیم غذاییف نحوه ی زندگی و محیطی زندگی او نیز وابسته می باشد. بنابراین، سوال مطرح شده در این جا، این است که آیا استعداد ابتلا به یک بیماری موجب می شود که او حتما بیمار شود؟ کی بیماری شروع می شود؟ و حتی آیا ما می خواهیم این اطلاعات را داشته باشیم یا نه؟
انسان همواره سعی می کند تا حالت بیماری خود و نحوه ی زندگی خود را بهبود دهد. داروها و تکنولوژی های متعددی وجود دارد که می تواند این شرایط را درمان و تغییر دهد. برخی از این شرایط تا چند سال پیش، موجب بروز مرگ می شدند. اما مزیت های پزشکی نه تنها محدود به درمان بیماری است بلکه ترمیم بخش های آسیب دیده ی بدن نیز ممکن است از طریق بیومواد و امپلنت ها انجام شود. بنابراین، مهندسی بافت می تواند احتمال ترمیم ارگان ها را از طریق کشت سلول های بنیادی، فراهم آورد. نانوتکنولوژی هم اکنون نقش مهمی در تشخیص های پزشکی مدرن و تکنولوژی های درمان، دارد و موجب باز شدن دریچه های تحولات جدید شده است.
بسیاری از تکنولوژی هایی که ما امروزه داریم، به دکترها اجازه می دهند تا یک کمبود را به عنوان توالی از آسیب ها و یا شرایط مادرزادی بازیابی کنند (مثلا بینایی یا اختلال شنوایی). برخی نیز استدلال می کنند که این مسئله از لحاظ این مورد طبیعی نیست که به انسان ها ظرفیت های قابل توجهی می دهد. اگر شما در مورد این مسئله فکر کنید، حتی عینک نیز برای یک فرد قابلیتی را ایجاد می کند که در حقیقت طبیعی نیست. امروزه، ما همچنین به درمان هایی دسترسی داریم که ظاهر طبیعی ما را از طریق جراحی پلاستیک، تغییر می دهند. در آینده، محققین در مورد این فکر می کنند که چگونه می توانند امپلنت هایی تولید کنند که به انسان امکان انجام مهارت های اضافی مانند داشتن دید در تاریکی و ظرفیت های مغزی اضافی را می دهد. پروتزهای عصبی نیز یکی دیگر از این مثال ها، می باشد. مهندسین بیوتکنولوژی و مهندسی پزسکی می گویند که نقش آنها در حقیقت جبران نقصان های بدن است که در واقع به دلیل بیماری و یا تصادف ایجاد شده است و آنها نمی توانند عملکردهای موجود را بهبود و یا جایگزین کنند. این مسئله در حقیقت نمی تواند موجب بهبود ظرفیت های انسانی شود. با وجود این، نانوتکنولوژی این توسعه ها را امکان پذیرتر می کند.
نانوتکنولوژی درگیر پیشرفت های پزشکی است مانند مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی. بنابراین، سوال مطرح شده در اینجا، این است که آیا این توسعه ها در زمینه ی درمان می تواند از توسعه های انسانی پیشی بگیرد یا نه؟

نانوتکنولوژی در محصولات مشتری ها

در سال 2006، پروژه ای در مورد ظهور نانوتکنولوژی بوسیله ی مرکز بین المللی Woodrow Wilson انجام شده است. ادعا می شود که در این پروژه، محصولات حاوی نانو جمع آوری شده و به مشتری ها، اطلاع رسانی می شود. حدود 200 محصول در مارس 2006 به این تکنولوژی مجهز بوده اند. پس از مدت کوتاهی (کمتر از یک سال)، تعداد این محصولات دو برابر شده است. در سال 2010، تعداد محصولاتی که به این تکنولوژی مجهز شده اند به بیش از 1100 مورد رسیده است.
محصولات گفته شده، بر اساس کاربرد طبقه بندی می شوند، مخصوصاً لوازم خانگی، اتومبیل، محصولات مربوط به کودکان، محصولات الکترونیکی و کامپیوترها، محصولات غذایی و نوشیدنی ها، محصولات سلامتی و تندرستی و محصولات خانگی و باغداری. اگر چه این پروژه موجب شناسایی محصولات نانویی واقعی می شود، متصدی طرح می گوید که ما تلاشی برای تأیید تولیدکننده ها انجام نداده ایم و تنها ادعای آنها در مورد استفاده از این تکنولوژی را مد نظر قرار دادیم. همچنین هیچ تستی در مورد تأیید این موارد، نیز انجام نشده است. بنابراین، این مجموعه شامل محصولاتی است که ادعا می شود از تکنولوژی های نانویی در آنها استفاده شده است اما این مسئله مورد تأیید قرار نگرفته است. به همین دلیل، باید با دقت بسیار از این لیست بهره برد. همچنین باید موارد زیر را به خاطر داشت:
1. یک تعداد زیاد از مشخصه های نانویی وجود دارند که می توانند در محصولات مورد استفاده بوسیله ی مشتری، وجود داشته باشند مانند پوشش ها یا نانومواد. علاوه بر این، نانوتکنولوژی می تواند برای تولید مواد مصرفی استفاده شوند بدون آنکه مسئولیتی در برابر ویژگی نهایی داشته باشند. در این مورد، نانوتکنولوژی تنها تکنولوژی برای تولید برخی از این محصولات است.
2. اطلاعات فنی و جزئی مربوط به این محصولات مصرفی اغلب محدود است که علت این مسئله امنیت تولید می باشد.
در بین محصولاتی که ادعا می شود دارای لیبل نانو هستند، نقره متداول ترین ماده ی بیان شده می باشد. بعد از آن گونه های نانومتری کربن مانند فلرن ها، روی (اکسید روی)، سیلیس، تیتانیم و طلا می باشند.

ایمنی نانومواد

ایمنی نانومواد یک سوال اساسی در طی چند دهه ی اخیر می باشد، مخصوصاً از آنجایی که تعداد محصولات حاوی نانو نیز افزایش یافته است.
این حقیقت که نانومواد موادی هستند که دارای اندازه ای قابل مقایسه با مولکول ها (مانند DNA و پروتئین ها) می باشند، سوال هایی در زمینه ی ایمنی این محصولات مطرح می کند. آیا نانمواد می توانند با بیومولکول ها واکنش دهند و موجب بروز اثرات سمی شوند؟ آیا نانو مواد می توانند از سد محافظ سلولی عبور کنند؟ در نانوپزشکی، نانومواد با طراحت برای درمان هدفمند و دارورسانی محلی استفاده می شوند. این محصولات به گونه ای طراحی شده اند که از میان غشاء های سلولی عبور کنند. مسئله ی سمیت همچنین می تواند بر روی محیط زیست اثرگذار باشد: وقتی نانومواد وارد زباله ها شوند و یا تخریب شوند، چه اتفاقی می افتد؟ آیا نانومواد در محیط پراکنده می شوند؟ دوز پراکندگی چه میزان است؟ آیا این نانو مواد بر روی اکوسیستم اثر نامطوب دارند؟
این مسئله درست نیست که بگوییم ما چیزی در مورد خواص سمی نانومواد نمی دانیم. در سال های گذشته، اطلاعات ارزنده ای در مورد این سمیت بوسیله ی گروه های تحقیقاتی جمع آوری شده است. چیزی که واضح نیست، این است که چگونه این موارد بر روی انسان اثرگذار است زیرا آزمون های انجام شده در این زمینه تناه بر روی مدل های حیوانی یا در محیط های آزمایشگاهی انجام شده است. مشکل دیگری که در اینجا مطرح است، این است که روش های آزمون مختلفی که مورد استفاده قرار گرفته است، مقایسه ی نتایج را با مشکل مواجه می کند. تحقیقاتی که تاکنون انجام شده است، بیشتر بر روی دو گروه از مواد تمرکز داشته است: نانومواد بر پایه ی کربن (نانوتیوب های کربنی و فلرن ها) و نانوذرات فلزی یا اکسید فلزی (مانند اکسید تیتانیم بسیار ریز). چندین مطالعه نیز نشان داده است که برخی از نانوتیوب های کربنی دارای خاصیت سمی برای ریه هستند و این مسئله در حقیقت به روش تولید و خواص سطحی نانوتیوب کربنی، وابسته می باشد. به طور مشابه، دی اکسید تیتانیم در زمان استنشاق دوز بالا، موجب برخی التهاب ها در ریه ها می شود.
محققین تشخیص داده اند که قبل از ارزیابی کامل سمیت نانومواد، برخی موضوعات اساسی باید حل شود:
• نیاز به تعریف نانومواد یک مسئله تعیین کننده می باشد. این مسئله نه تنها به منظور نامگذاری می باشد، بلکه از این مهم تر، تعریف نانومواد در واقع حاوی اندازه ای که در زیر آن اندازه، مسئله ی سمیت بروز می کند. این مسئله یک اعتقاد متداول در بین سم شناس هاست که مقیاس 1 تا 100 نانومتری که به صورت متداول برای تعریف نانومواد استفاده می شود، جامع نمی باشد زیرا نانومواد اغلب به صورت آگلومره می باشند و ذرات آنها از لحاظ اندازه بزرگتر از چند صد نانومتر و یا میکرون، هستند.
• مواد مرجع نیز باید تعریف شوند. محققین گزارش داده اند که یک نوع از نانومواد که از دو شرکت مختلف خریداری می شوند، می توانند خواص سمت کاملا متفاوتی داشته باشند. از این رو، به منظور تعریف این مواد، باید مواد مرجع مناسبی تعریف و توصیف شود.
• این مهم است که خلوص نمواد و همچنین آلودگی های موجود تعیین شود. برای مثال، نانوتیوب های کربنی به طور متداول حاوی مقادیر آهن است که علت این مسئله فرایند تولید می باشد. محققین گزارش داده اند که حذف آهن از نانوتیوب های کربنی به طور قابل توجهی موجب کاهش تولید عوامل اکسید کننده و سیتوکسیتی (یعنی سمیت برای سلول ها) می شود. فرضیه ی موجود، این است که نانو ذرات اکسید فلزی که در حقیقت موجب تولید گونه های اکسیژن فعال 8 می شوند، مسئول این اثرات سمی هستند و نانوتیوب ها اثر سمی ندارند.
• محیط مورد استفاده برای پراکنده سازی نانوذرات در طی آزمون سم شناسی، بسیار تعیین کننده می باشد. این گزارش شده است که چگونه فلرن ها به خوبی در سرم گوساله ای پراکنده می شوند در حالی که آنها در آب اصلا پراکنده نمی شوند. فقدان پراکندگی مناسب، منجر به ایجاد نتایج اشتباه در آزمون های سم شناسی می شود. بنابراین، این ضروری است که محیط پراکنده سازی برای هر نانوذره ای تعریف شود.
در کل، مجامع عملی بر این مسئله توافق دارند که پیشرفت هایی در زمینه ی سم شناسی نانومواد قابل توجه بوده است. البته هنوز هم تحقیقات گسترده ای باید در این زمینه انجام شود اما برخی از مسائل کلیدی هم اکنون تشخیص داده شده است. برای مثال، وقتی در مورد نانوذرات مهندسی شده صحبت می شود، مساحت سطح، پارامتر مهم تری نسبت به جرم می باشد. در این حالت برخی از اهداف و رفتارهای متداول تشخیص داده شده است. سوالی که در اینجا مطرح است، این است که چارچوب ارزیابی ریسک این مواد باید چگونه تدوین شود و چگونه داده های پراکنده را می توان به خوبی تفسیر کرد؟
پیش از اینکه مدیریت ریسک تکنولوژی های بر پایه ی نانو تدوین و توسعه یابد، یک سوال اساسی را باید پاسخ داد. در واقع این سوال، این است که ریسک واقعی مربوط به نانوتکنولوژی چیست؟ اکنون نانوتکنولوژی یک واژه ی مورد استفاده است که در حقیقت تشکیل دهنده ی گستره ی وسیعی از مواد، کاربردها و ابزارها، می باشد. از این رو، این نیاز وجود دارد که کاربردهای نانوتکنولوژی و نانومواد، به خوبی طبقه بندی شود. این مسئله همچنین موجب بروز مباحثی در زمینه ی ریسک های موجود می شود: در واقع نقطه ی شروع برای این بحث و مشاجره، تشخیص دغدغه های واقعی مربوط به نانومواد می باشد. هم اکنون، در حالی که توصیف مزیت های نانوتکنولوژی خیلی رواج پیدا کرده است، باید دغدغه های مربوط به ریسک های موجود نیز مورد ارزیابی قرار گیرد. نقطه ی شروع این کار، تشخیص دغدغه های ایمنی است که در حقیقت خاص نانوتکنولوژی می باشد. بوسیله ی این نقطه ی شروع، می تواند نیازهای ایمنی کلیدی را در نواحی خاص و کاربردهای خاص، تشخیص داد. این مسئله در واقع به ما اجازه ی می دهد تا ارزیابی سمیت نانومواد را از حالت پراکنده به یک حالت مجتمع تبدیل کنیم و بتوانیم یک مشارکت بین بخش های مختلف، ایجاد کنیم. به همین دلیل، این ترجیح داده می شود که از واژه ی تکنولوژی های برپایه ی نانوتکنولوژی (nanotechnologies) به جای واژه ی نانوتکنولوژی (nanotechnology) استقاده کنیم.
سوال دومی که در اینجا باید پاسخ داده شود، این است که چگونه نانوذرات مهندسی شده (ENPs) نسبت به نانوذرات طبیعی، متفاوت هستند؟
نانوذرات بوسیله ی گازهای خروجی هواپیما و وسایل موتوری، سایش مواد مصنوعی (مانند تایرها) و همچنین فعالیت های سایش و آتشفشانی، تولید می شوند. انسان ها هم اکنون و به وسیله ی راه های مختلف، در تماس با آلودگی های نانومتری قرار دارند. در این زمینه، برخی اقدامات محافظتی مؤثر برای کارگرانی وجود دارد که با ذرات بسیار ریز در تماس می باشند( مثلا استفاده از دستکش، ماسک و فیلترها). برخی شواهد وجود دارد که این اقدامات محافظتی نمی تواند به صورت مؤثر در برابر نانوذرات مهندسی شده، مقاومت کنند. بنابراین، سوالی که در این جا مطرح می شود، این است که آیا نانوذرات مهندسی شده موادی خطرناک هستند و اگر این مسئله صدق می کند، میزان ریسک های انسانی و یا محیط زیستی در مورد این نانوذرات چقدر است؟ آیا این ریسک چیزی متفاوت نسبت به آلودگی های نانویی است و اگر این مسئله صدق کند، چه کار باید انجام داد؟ این سوال، یک سوال پیچیده است و پاسخ گویی به آن، نیازمند زمان می باشد. در اصل، در حال حاضر، اطلاعات کافی در مورد پاسخ دهی به این سوال، وجود ندارد و باید تحقیقات بیشتری در این زمینه، انجام شود. اما ریسک مربوط به هر ماده ای، به روش برخود و میزان دوز برخورد وابسته می باشد. بنابراین، تحقیقات باید بر روی توسعه ی ابزارهای اندازه گیری تمرکز یابد که قابلیت تشخیص و ایجاد تمایز میان نانوذرات موجود در محیط را داشته باشد (صرفنظر از منبع این نانومواد).
تحقیقات بر روی اثرات سمی ناومواد هم اکنون جزء اولویت های مربوط به تحقیقات در این زمینه می باشد. در واقع این فهمیده شده است که موفقیت تکنولوژی های بر پایه ی نانو، به نحوه ی پاسخگویی به این سوال، وابسته می باشد.
به عنوان یک اولویت، توجه خاصی به نانوذرات نقره، اکسید تیتانیم، سیلیس و کربن نانوتیوب ها، معطوف شده است. علت این مسئله این است که این مواد به طور متداول در محصولات مصرفی، استفاده می شوند.
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.
منبع مقاله :
Nanotechnologies Principle, Application and Implication and Hands- on activities / Matteo Bonazzi