فناوری نانو در دارو رسانی و مهندسی بافت: نانوپزشکی معروف است نوید بخش حل بسیاری از مشکالت پزشکی است. در این باره ما دو بخش نانوپزشکی شامل دارو رسانی و

Transcript

1 مقاالت کاربرد فناورینانو در پزشکی که به نانوپزشکی معروف است نوید بخش حل بسیاری از مشکالت پزشکی است. در این باره ما دو بخش نانوپزشکی شامل دارو رسانی و مهندسی بافت را بررسی و پیشرف تهای اخیر چال شهای پیش رو و دستاور دهای قابل پیشبینی آینده را مورد بحث قرار م یدهیم. کلمات کلیدی: فناورینانو نانوپزشکی دارورسانی مهندسی بافت فناوری نانو در دارو رسانی و مهندسی بافت: ازکشف تا کاربرد جینجون شی الکساندر آر. وتروبا امید سی. فرخزاد و روبرت النجر مترجم: محمد رفيعي 18 سالنهم بهمن 89 شماره 11 پياپي 160

2 جدید مولکولی داروی یک دارویی صنایع در ولی قوی بیولوژیکی فعالیت دارای 1 (NME) گردشی نیمهعمر یا آب در ضعیف حاللیت روبرو های توسع شهای چال با 2 کوتاه بسیار ترکیباتی است ممکن مقابل در بود. خواهد دارویی نظر از هتر بهین اما کمتر فعالیت با هر باشند. توسعه برای بتری مناس کاندیدهای مطلوبیت با داروهایی تولید به میتواند مورد دو اخیر تهای پیشرف حال هر به شود. منجر کمتر به مربوط یهای کاست از برخی نانو فناوری در با کرد. خواهد برطرف را قوی NMEهای مقیاس در لهای حام با دارورسانی از استفاده و پذیری حاللیت )مانند دارویی خواص نانو به یتوان م را NMEها این گردشی( نیمهعمر کاندیداهای حتی یا و بهبود موثری صورت کشف را یافته بهبود ایمنی با و موثر دارویی یدهد م نشان که است نمونه یک تنها این کرد. در تحول ایجاد توانایی اندازه چه تا نانو فناوری و دارو اکتشاف هی زمین در احتماالت و قواعد واقع در دارد. را دارویی صنایع دورنمای تغییر به نانو فناوری هی پای بر دارویی محصوالت قبلی شدهی تایید داروهای پیشرفت هی واسط محصوالت نوین انواع از بسیاری و شدهاند تایید هستند. راه در نانویی دارویی و قواعد در یتواند م فناورینانو دورنمای و دارو اکتشاف احتماالت کند. ایجاد تحول دارویی صنایع است ههایی زمین از یکی تنها دارو اکتشاف اگرچه است. موثر بسیار آن در نانو فناوری که قابل نانوپزشکی آیندهی و فعلی کاربردهای برون تشخیص دارو اکتشاف به اما شاند شمار و زیستی مواد 4 تن درون تصویربرداری 3 تن 1 جدول در یشود. نم خالصه بافت مهندسی نانو فناوری بهوسیلهی شده ایجاد ی تها فرص برخی است. آمده خالصه طور به حوزه هر در و هستند نزدیک واقعیت به تها فرص این از در یشود م استفاده آنها از حاضر حال در یا بسیار توسعه هی اولی فازهای در بقیه یکه حال آیندهای در یرود م انتظار و بوده امیدبخش باشند. داشته خوبی بسیار پیشرفت نزدیک باید جذاب حوزهی این اهمیت شناخت برای کاربردهای بازار که یرود م انتظار که بدانیم 2015 سال تا پزشکی حوزهی در نانو فناوری دورنما این در برسد. دالر میلیون به تمرکز با نانوپزشکی کاربردهای دربارهی ما بافت مهندسی و دارورسانی حوزهی بر بیشتر یکنیم. م بحث رسانی دارو حامل عنوان به مها لیپوزو معرفی زمان از پیشنهاد و 60 هی ده در داروها و نها پروتئی نانو فناوری یها بیمار درمان جهت آنها دارو مهای سیست پیشرفت بر سزایی به تأثیر نانومواد از متنوعی طیف است. داشته رسانی لهای حام عنوان به معدنی و آلی ترکیبات و موثر شهای رو پیشبرد برای دارو رسانش دارورسانی تشخیص تن برون تصویربرداری تن درون کهای تکنی درمانی زیستمواد مهندسی بافت پزشکی در نانو مقیاس کاربرد 1. جدول 1(. )شکل هاند گرفت قرار استفاده مورد درمانی هی پای بر درمانی محصول 20 حدود کنون تا داروی و غذا سازمان بهوسیلهی نانو فناوری شدهاند تایید بالینی کاربرد برای متحده ایاالت و دهند افزایش را درمانی تأثیر )1( یتوانند م نانو مقیاس در لهای ناق جدیدی ردههای )2( دهند کاهش را داروها از برخی منفی تأثیرات روی بر مجدد سرمایهگزاری )3( و دهند قرار دسترس در را ن درما از تشویق را زیستی نظر از فعال و 5 شده بهینهسازی مولکولی جدید نهادهای یکند. م نانوذرات هها نانولول مها نانوسی )مانند نانو فناوری هی پای بر حسگرهای باالیی و سریع عملیاتی توان یتوانند م نانو( و میکرو فهای ردی و هها پای و باالتر حساسیت با را بیماری زیستی سازهای عالمت شناسایی برای زود برایشناسایی همچنین نانو فناوری سازند. ممکن نمونه کمتر مصرف آنالیز برای همچنین و تومور گردشی لهای سلو و باکتری ویروس هنگام یدهد. م امید ما به لها سلو سیگنال نقاط مغناطیسی نانوذرات )مانند هدفمند تصویربرداری یهای نانوگو و ضررتر کم سریعتر راههای یتوانند م کربنی( ههای نانولول و کوانتومی هی اولی مراحل در سرطان( )مانند یها بیمار تشخیص برای را دقیقتری تهای فرص از برخی دهند. ارائه بیماری پیشرفت داشتن نظر زیر و آنها لها حام نانو زیستی انتشار و نها درما تن درون تأثیرگزاری شامل ممکن جراحان به یتوانند م تصویربرداری یهای نانوگو بهعالوه یشود. م بدن در و آنها اطراف مهم تهای باف شناخت و آنها مرز و تومورها مکانیابی برای کنند. کمک نگهبان فهای لن تراکم محل متداول داروهای با که دارند ویژهای درمانی خصوصیات مشخصی نانومواد بهکار تها باف درمان برای مستقیم طور به یتوانند م جهت بدین و است متفاوت یتوانند م طال هی پای بر نانوذرات و 6 هافنیوم-اکسید مثال برای شوند. گرفته لاط میله های نانو / هها پوست نانو بخشند بهبود را X هی اشع هی وسیل به درمان لهای سلو کشتن برای یتوانند م مغناطیسی نانوذرات کربنی ههای نانولول در نیز نقره نهای کریستالی نانو و کنند داخلی گرمای ایجاد سرطانی یشوند. م استفاده میکروبی ضد لهای عام آنها از یتوان م که دارند مکانیکی هی بهین خواص سازگار زیست نانومواد پزشکی دندان کنندههای ترمیم همچنین و پزشکی تهای ایمپلن عنوان به شناخته نیز سخت تهای باف مهندسی عنوان به )که استخوان جایگزین و همچنین نانویی ساختار با سطوح یا و شها پوش نانو کرد. استفاده یشود( م بخشند. ارتقا را مواد زیست اتصال و سازگاری زیست یتوانند م رد را زیستسازگار تهای داربس ساخت و طراحی یتواند م نانو فناوری سهای ماتریک زیستی فاکتورهای رهایش فضا-زمانی کنترل و نانو مقیاس و لها سلو رفتار هدایت برای را اصلی سهای ماتریک مشابه 7 سلولی فوق سازد. امکانپذیر کاشت قابل تهای باف ساخت به رسیدن بالطبع 19 پياپي شماره بهمن 89 سالنهم

3 مقاالت یکنیم. م تأکید اند داشته دارورسانی هی تاریخچ در مهمی نقش که رسانش مهای سیست از برخی به اینجا در نانو. فناوری هی پای بر رسانی دارو 1.زمانبندی شکل حال در محصوالت این از بیشتری تعداد و از هستند. بالینی آزمایشهای مراحل گذراندن سیستم یک از آنها اکثر محصوالت این بین یا مها لیپوزو )مانند نانویی هدفمند دارورسانی عنوان به و شدهاند تشکیل دارو یک و پلیمرها( یشوند. م شناخته نانویی نهای درما اول نسل معمول دارورسانی مهای سیست با مقایسه در زیادی تهای مزی نانویی مهای سیست اول نسل با را درمانی فعالیت یتوانند م نها آ دارند. داروهای حاللیت بهبود دارو نیمهعمر افزایش 8 ایمونوژنیسیتی کاهش آب در محلول غیر بهبود دارو شده کنترل آزادسازی یا و بالقوه و سمی جانبی اثرات این عالوهبر بخشند. کاهش قابل نیز دارو 9 عملکرد فرکانس همچنین یتوانند م نانویی مقیاس با ذرات ضمن در است. و پذیری نفوذ هی یافت بهبود تأثیر هی واسط به به تهای باف در انفعالی صورت به 10 (EPR) ابقا این از فراتر کنند. تجمع تومورها مانند خصوص موثر بالینی مراحل در که نانویی مهای سیست نهای درما ایجاد برای نانو فناوری اند بوده مها نانوسیست بعدی نسل هی توسع و نوین یرود. م کار به»هوشمند«رسانی دارو برای در که ما دورنمای از متعددی حوزههای زیر در در زیادی پزشکی تهای پیشرف نزدیک آیندهی از برخی و شدهاند آورده شد خواهد حاصل آنها باشند. عظیم تحوالت موجب یتوانند م آنها رسان جدید شداروهاي 11 دخالتRNA و ژن هی وسیل به درمان شده- شناخته نهای درما -آخرین (RNAi) انواع پیشگیری و درمان برای زیادی امیدهای کارگیری به حال این با یدهند. م ما به یها بیمار مانند تهایی محدودی با داروها این سیستمیک سیستم بهوسیلهی جذب آنزیمی هی تجزی کلیه در شدن تصفیه 12 اندوتلیال رتیکیولو از است. مواجه لها سلو به محدود ورود و ویروسی غیر کاتیونی لهای نانوحام رو این و کردن نکپسوله ا برای گسترده صورت به به جدید نهای درما این بیشتر تأثیرگذاری توجهی قابل تعداد متاسفانه یشوند. م برده کار سمیت ی جد مشکالت یتوانند م مواد این از کنند. ایجاد را التهابی یا ایمنی شهای واکن عامل یک به موثر و ایمن رسانش نتیجه در دخالت و ژن استفادهی برای محدودکننده است. شده تبدیل RNA کاربردهای برای را راه اخیر تهای پیشرف برای کرد. خواهد هموار نوین نهای درما بالینی عملیاتی توان با غربالگری یهای فناور مثال مفهومشان به توجه با و شدهاند تعریف 13 باال چربی مواد و کاتیونی پلیمرهای شناخت با ژن سیستمیک رسانش برای مناسب 14 مانند تالش هایی طرفی از بود. خواهند RNAi و است گرفته صورت منطقی طراحی برای که برای موادی ساخت برای نیز زیادی پتانسیل و DLin-KC2-DMA )مانند موفق رسانش خود از ( 15 سیکلودکسترین حاوی پلیمرهای تایید مواد از استفاده حال این با دادهاند. نشان مانند آنها مزایای دلیل به FDA بهوسیلهی شده رسانش برای زمان طی در آزادسازی و ایمنی این از یکی هستند. مطلوب جدید نهای درما پلی شده انجام مطالعه آنها روی بر که مواد پلیمر- -نوعی 16 اسید( )الکتیک-کو-گلیکولیک به نانوذرات تشکیل برای را آن یتوان م که است برای sirna با شده بارگذاری و متراکم صورت از پس برد. کار به نها ژ طوالنی کردن خاموش رسانشی مواد تأثیرگذاری و ایمنی از اطمینان دیگر فاکتورهای بررسی برای بیشتری روندهای لها نانوحام فیزیکوشیمیایی یهای ویژگ شامل که فرموالسیون شهای رو و هدفمند دهای لیگان بدن در نوین نهای درما رسانش بر یتوانند م است. الزم بگذارند تأثیر هدفمند رسانش فعال هدفگیری که است این بر عمومی باور پتانسیل دها لیگن هی وسیل به نانوذرات اصالح با کاهش و داروها تأثیرگذاری بهبود برای الزم دارد. را معمول داروهای به مربوط جانبی اثرات به لها سلو فعال هدفگیری امکان با همچنین دها لیگان به متصل نانوذرات با تومورها خصوص نانودارورسانی مهای سیست اول نسل کاربرد تحت را هدفمند غیر مهای نانوسیست یعنی هزاران رسانش نوع این یدهد. م قرار الشعاع حال این با اما یدهد م ارائه را مهم بسیار مزیت فاکتورهای به هدفمند رسانش از استفاده لزوم و داروها رسانش لهای ناق )مانند مختلفی دارد. بستگی یها( بیمار انباشتگی اینکه وجود با سرطان درمان در فیزیکوشیمیایی خواص به وابسته تومورها هدفمند دهای لیگن حضور است نانوذرات را نانوذرات سلولی جذب و عمر طول یتواند م 1 7 گیرنده هی واسط با اندوسیتوسزس بهوسیلهی افزایش باعث یتواند م امر این بخشد. بهبود شود درمانی فعالیت و سلولی درون انباشت پياپي شماره بهمن 89 سالنهم 20

4 )مانند فعال زیست لهای ماکرومولکو در که به زیستی فعالیت برای که )sirna و DNA اهمیت دارند احتیاج سلولی درون رسانش اندوتلیال فگیری هد مورد در دارند. خاصی هدفمندی یا و عروقی قلبی- یهای بیمار برای بهوسیلهی نانوذره مکان بافت شناختی ایمنی یشود. م انجام )EPR )نه لیگاند-گیرنده واکنش هی واسط با هدفگیری مشابه صورت به از داروها نانو ترانسیتوسیس برای 18 لیگند 20 اندوتلیال و 19 اپیتلیال مستحکم سدهای میان به است. اهمیت حائز مغزی( خونی سد )مانند برای هدفمند رسانش موارد برخی در عالوه 21 مختلف داروهای برابر در مقاومت با مبارزه است ممکن همچنین یشود. م گرفته کار به توانایی طوالنی گردش با هدفمند نانوذرات که داشته را مهاجر سرطانی لهای سلو با مبارزه باشند. هدفمند نانوذرهای سیستم سه اینکه وجود با قرار بالینی شهای آزمای II و I فازهای در که به هدفمند رسانش بالینی برگردان دارند از یکی نیست. لمس قابل ما انتظار اندازهی تولید پیچیدگی از ناشی موجود سدهایی معموال است. 22 رشد قابل هدفمند نانوذرات چندین طی در هدفمند نانوذرات ساخت جفت مواد زیست آوری جمع شامل مرحله که یشود م انجام پاالیش و لیگند شدن/ورود ایجاد کیفیت هی زمین در مشکالتی یتواند م های مرحل یک سنتز در پیشرفت آخرین کند. پیش از مواد زیست با هدفمند نانوذرات 23 سازی مجموعه خود با شده برنامهریزی ارائه را مقیاسپذیر و ساده تولید راهبرد یک لیگاندهای دیگر توجه قابل هی نکت یدهد. م در باید که متغیرهایی بقیه هستند. هدفمند لیگاند سازگاری زیست شامل شوند گرفته نظر ماده تولید پیوند پیوستگی سلول بودن خاص رسیدن برای مثال برای یشوند. م آن خلوص و باید لیگاند بودن اختصاصی حد باالترین به تحت گیرندههای بیشترین تشخیص توانایی به نسبت هدف لهای سلو روی بر را 24 فشار فاکتورهایی دیگر باشد. داشته سالم لهای سلو تأثیر سلولی هدفگیری بر است ممکن که چینش و لیگاند سطح تراکم شامل گزارد لهای مولکو و نانوذرات نوع همچنین و آن این با یشود. م طول کنندهی تقسیم لیگاند مهندسی در شده انجام تهای پیشرف با حال بهسازی و آنها داشتن نظر ریز و لیگاند ساخت نسل اساس و پایه هدفمند رسانش نانوذرات بود. خواهد دارویی نهای درما بعدی رسانش هم اثرات )مانند زیادی مزایای ترکیبی درمان داده نشان را دارو( مقاومت بازگشت و مکمل دارویی تک درمان از است ممکن و است خواص به بنا حال این با شود. موثرترظاهر بدون تک داروهای برتر فارماکوکینتیکی بیرون در که مکمل داروهای نسبت تردید معمول کاربرد از بعد شدهاند بهینهسازی بدن این خروجی و یکند م تغییر 25 مرکب داروهای کاربردهای در ناکافی درمانی نتایج به یتواند م مهای سیست نانو حاضر حال در شود. تن درون که نانو مقیاس در پلیمر و/یا چربی هی پای بر داده توسعه دارویی تک رسانش برای پیشتر کار به رسانش هم تسهیل برای بودند شده دارویی ترکیبات از برخی برای شدهاند. گرفته سطوح در مختلف داروهای نسبی دوز یتوان م آنها و باشیم داشته موفقیت با را ذرهای تک شدهی ابقا داروی نسبت با همزمان طور به را به دیگر ترکیبات برای برسانیم. هدف به بیشتر ی ده برنامه با نوین رسانش لهای ناق هی توسع داروهای همزمان کردن نکپسوله ا امکان که رهایش و/یا فعال هدفگیری آبدوست و آبگریز نیاز سازد فراهم را تأخیر با شدهی کنترل همرسانش در خصوص به ویژگی ها این داریم. درون رسانش به که اسیدها نوکلئیک و داروها برای مثال برای است. اساسی دارند نیاز سلولی هی وسیل به درمان و شیمیدرمانی همرسانش برابر در که نهایی سرطا درمان برای RNAi یرود م انتظار هستند مقاوی مختلف داروهای تا سازد آزاد را sirna ابتدا ایدهآل نانوذرهی کاهش را MDR دهندههای انتقال رهاسازی آزاد را سرطان ضد داروهای سپس و دهد سازد. هی زمین در که دیگر هی مالحظ قابل پیشرفت اتصال امکان است شده حاصل همرسانش همان روی بر درمانی و تصویربرداری لهای عام نهای مکا یدهد م اجازه ما به که است ذره هدفمند درمان و بشناسیم را هدفمند رسانش دارد نوینی مفهوم فناوری این. 26 باشیم داشته را داروها حجم کاهش برای را زیادی امیدهای و فناوری این است. کرده ایجاد آینده ههای ده در سلولی درون اهداف از مهمی اطالعات یتواند م که دهد اطمینان ما به یتواند م که دهد ارائه مورد مکان به موثر طور به درمانی لهای عام موقع به درمان و تشخیص و اند رسید نظر 21 پياپي شماره بهمن 89 سالنهم

5 مقاالت حاضر حال در سازد. ممکن را یها بیمار چند مهای نانوسیست طراحی بر ابتدا تحقیقات است متمرکز 27 مفهومی آزمایشات و عملکردی بیشتری تن درون سیستماتیک مطالعات به اما است. نیاز کمک ما به زمینه این در بیشتر مطالعات متابولیسم توزیع جذب فرایند تا یکند م برای بشناسیم. را بدن در نانوذرات دفع و دارو بالینی دوز تخمین فرموالسیون هی توسع فهم دارورسانی مهای سیست ایمنی تضمین و اهمیت از آنها فارماکوکینتیک خصوصیات اخیر لهای سا در است. برخوردار باالیی است روشی تنها 28 رادیونوکلوئید زنی برچسب محل کمی اطالعات آوردن بهدست برای که انتشار است ممکن اما کرد استفاده یتوان م در برای کافی اندازهی به رادیویی دهندههای کمک با نباشند. پایدار نانوذرات با آمیختن مانند تن درون تصویربرداری کاوشگرهای نانوذرات کوانتومی نقاط مغناطیسی نانوذرات داده توسعه اخیرا که کربنی ههای نانولول و طال تصویربرداری شهای رو است ممکن اند شده نانویی نهای درما توزیع پیگیری برای بیشتری باشد. دسترس در بدن در دارورسانی. برای MEM/NEM دستگاههای دارورسانی مهای سیست هی توسع با همزمان در زیادی پیشرفت اخیر هی ده در ذرهای بر مکانیکال میکرو/نانو رسانی دارو هی زمین صورت به است. شده ایجاد دستگاه هی پای رد کاشت قابل تراشههای میکرو دقیقتر طوالنی زمان در دارو رسانش برای نانو اندازهی رسانی دارو هی برنام یک که شدهاند داده توسعه برای نها سوز میکرو یسازد م ممکن را دقیق درد بدون و پوستی درون دارویی رسانش نانویی خصوصیات تلفیق و شدهاند داده توسعه در نانوذرات( و لها کانا نانو منفذها نانو )مانند میکرو مقیاس در شده ساخته مهای سیست به را ایمنی تحلیل و رسانی دارو کهای تکنی را دستگاهها این همچنین یرساند. م کمال تعدیل جدید نهای درما رسانش برای یتوان م چندین و داد انجام را هدفمند رسانش و کرد همچنین رساند. عضو به همزمان طور به را عامل دستگاههای ساخت روی شها تال بیشترین و زمان یتوانند م بالقوه صورت به که هوشمند آن و تشخیصدهند را نیاز مورد دوز اندازهی سدهای از یکی است. آزادسازند مخازن از را داشتن نظر زیر کار این انجام برای رو پیش شیمیایی بیو و فیزیکی شرایط پایدار و دائمی در شده حاصل اخیر تهای پیشرف است. موضع )مانند نانو فناوری هی پای بر سنسورهای ساخت جدیدی راه یتواند م هها( نانولول و مها نانوسی کوچکسازی حتی و باشد مشکل این حل برای کند. تسهیل نیز را دستگاهها این ساخته دستگاههای نانو دارورسانی عالوهبر مناسبی پتانسیل نانو و میکرو مقیاس در شده خواص با لهایی حام نانو هی توسع برای شکل اندازه )مانند شده کنترل فیزیکوشیمیایی دادهاند. نشان خود از سطح( شیمیایی خواص و با که 29 اتر پلی پرفلوئورو بهای قال از استفاده با ساخته معمول صورت به 30 پایین به باال روش را میکرو زیر مقیاس در پلیمری ذرات شدهاند شیمیایی خواص با و متنوع اشکال به یتوان م با مقایسه در کرد. تکثیر شده کنترل سطحی نیز سیالی میکرو دستگاههای اخیرا بالک سنتز Pهای LGA-PEG 31 نانویی تسریع با سنتز برای شدهاند. گرفته کار به نتر همگ و کتر کوچ یتوان م که وها نان فناوری و میکرو وجود این با خواص کنترل برای گسترده طور به آنها از مهای سیست نانو زیستی شیمیایی و فیزیکی قرار زیادی تقاضای مورد برد کار به مختلف دارند. شهای چال و تها فرص از فراتر همچنین بعدی نسل اساس زیر موارد قالذکر فو تعریف )1( هستند: رسانی دارو مهای سیست نانو فیزیکوشیمیایی خصوصیات دقیق و پیچیده کهای تکنی به )که مها سیست جذب کردن محدود )2( دارد( نیاز تخصصی )مانند هدف غیر اعضای بهوسیلهی نامطلوب مهای سیست هی توسع )3( طحال( و کلیه برنامهریزی یا و ناگهانی رهایش با دارورسانی دما ph به حساس مهای سیست )مانند شده جریان و مغناطیسی میدان فراصوت آنزیم نور کمک به که وسایلی بردن پیش )4( الکتریکی( بیماری بیولوژیکی تهای خاصی یتوانیم م آنها بیولوژیکی سدهای آن میکروی محیط و پياپي شماره بهمن 89 سالنهم 22

6 و یکنند م روبرو مشکل با را دارورسانی که وشناسایی )5( اندوزومی آمد و رفت مسیرهای به بتوان که بیولوژیکی گذارهای نشان پیوسته پیشرفت با داد. نسبت بیمار لهای سلو باشیم داشته انتظار یتوانیم م هها زمین این در و طراحی از زیادی سود دارورسانی حوزهی که برد. خواهد دستگاهها و نانومواد حتمی ساخت بافت مهندسی از های رشت میان حوزهی یک بافت مهندسی و مواد علم مهندسی زیستشناسی ههای رشت زیستی جانشینی هی توسع بر که است پزشکی بافت بهبود و هداری نگ جایگزینی ترمیم برای چند طول در دارد. تمرکز عضو عملکرد و حوزهی این در منظم پیشرفت اخیر هی ده که کاشت قابل تهای باف ساخت به خاص استفاده انسان بدن در اکنون هم آنها از برخی به یا و استخوان( و پوست )مانند یشوند م منتج اند شده وارد بالینی آزمایشات مراحل با های(. مثان و خونی گهای ر )مثل است شده بر بافت مهندسی راهبردهای بیشتر حال این واکنش زیستی لهای عام شرایط به که های پای یا شده کاشته لهای سلو یا دارند اختصاص بعدی سه تهای داربس در شده گرفته کار به در را دوباره تجمع امکان که سازگار زیست اصلی تهایی باف مشابه عملکردی ساختارهای مصنوعی تهای داربس هستند. متکی دارند را ردهی در سلولی ساختار تأمین برای اولیه به تنها اما بودند شده طراحی میکروسکوپی حال در یافتند. دست محدودی تهای پیشرف که است شده پذیرفته کامل صورت به حاضر تها داربس بافت عملکرد مناسب تکرار برای و ابقا برای خاص میکروی محیط یک باید کنند. ایجاد سلول عملکرد و رفتار تنظیم سلولی فوق ماتریکس با لها سلو بافت میان در نانو از طبیعی هی شبک یک با که شدهاند احاطه نانوساختار این است. شده تعریف منظم فیبرهای را لها سلو پشتیبانی اینکه دلیل به کامل واکنش با را سلولی رفتارهای و یکند م فراهم یکند م هدایت سلولی فوق سلول-ماتریکس ماتریکس بعالوه است. برخوردار اهمیت از واکنش به کردن کمک با همزمان سلولی فوق سلول-محلول و سلول-سلول فاکتورهای فعالسازی و رهایش ذخیره در اساسی نقشی ایفا بیولوژیکی فاکتورهای از وسیعی طیف مواد زیست مهندسی امکان بنابراین یکند. م عملکرد و پیچیدگی به نزدیک صورت به که تها باف بازسازی در محوری نقشی است مربوط نانو فناوری در اخیر تهای پیشرف هرچند دارد. میکرویی طهای محی ساخت و طراحی امکان و یکند م فراهم نانو مقیاس در را زیستی مشابه اصلی سلولی فوق سهای ماتریک برای مشابه یک برای یها فناور این است ذکر قابل یدهد. م ارائه تهایی داربس و توپوگرافیک نانو سطوح ساخت کنترل و کردن انکپسوله و نانویی یهای ویژگ با فاکتورهای )مانند داروها رهایش فضا-زمانی دستگاهها نانو این شدهاند. گرفته کار به رشد( از که سلولی رفتارهای هدایت برای شهایی رو ارائه است متنوع ژن پخش تا سلولی اتصال یدهند. م واکن سلولی نانوتوپوگرافی شهای فوق ماتریکس داخل در زنده لهای سلو الگوهای به نسبت زیادی حساسیت سلولی دارند. نانو مقیاس در موضعی توپوگرافی راهنماهای با سلول عملکرد کنترل متعاقب شده مهندسی ههای الی نانوتوپوگرافیک اصلی قرار پذیرش مورد سریعا متفاوت یهای ویژگ با 32 حکاکی کهای تکنی حاضر حال در گرفتند. نانوالگوهای ساخت برای پایین 30 به باال اب حفرهها و نها ستو هها شبک مانند متنوع یروند. م کار به شده کنترل دقت به روش یک آنودایز میسل حکاکی قبیل از کهایی تکنی یتوانند م نیز 34 کردن اسپین الکترو و 33 کردن ههای نانولول 35 یها نانوگو از ردیفی ساخت برای این بر افزون روند. کار به نانوفیبرها و عمودی متر نظ کم یهای نانوتوپوگراف حاضر حال در 37 شیمیایی اچینگ 36 پلیمری جداسازی با فازهای با فرایندهایی و کردن الکترواسپین یشوند. م ساخته جداگانه طراحی در شده انجام پیشرفتهای این ساخته قادر را محققان نانو مقیاس در ههای الی کاوش را سلولها نانوتوپوگرافی واکنشهای تا ریختشناسی تا یدهد م اجازه آنها به و کنند مهاجرت چسبندگی جهتیابی عالمتدهی دهند. انجام دقت با را آنها تمایز و تکثیر و تنظیم کنترل امکان خاص مورد در بهوسیلهی سلولها از مختلفی انواع کشیدگی تایید کننده همتراز نانوفیبرهای و نانوشبکهها nmese دستهی سلولهای تمایز است شده پلیمری نانوشبکههای با میتوان را chymal نانولولههای یا و شده بینظم نانوحفرههای همتراز عمودی صورت به که تیتانیوم اکسید بر که اندوتلیال سلولهای داد انجام اند شده میتوان را شدهاند کشت شبکههای نانو روی داد قرار سلولی چند زنجیری ساختارهای در را مویرگ شکل به شده تراز هم ههای لول و 38 اپوپوتوسیس و اتصال قدرت و داد تشکیل اپیتوپهای ترکیب با میتوان را سلولها کرد. کنترل نانوتوپوگرافی و سلولی عالمتده نتایج انتظار میتوان نزدیک آیندهی در سلولها انواع ترکیب از بیشتری برجستهی مواد الیه ی و مقیاس و توپوگرافی هندسهی نسل ساخت و طراحی وجود این با داشت. فهم به منوط نانوتوپوگرافیک ههای الی بعدی به آن طریق از لها سلو که است مکانیزمهایی را آن و یدهند م واکنش نانویی یهای ویژگ یکنند. م دریافت نانوتوپوگرافیک یهای ویژگ شمای 2. شکل با سلول رفتار هدایت در شده استفاده سلولی. نانوتوپوگرافی شهای واکن نانویی صورت به شده ساخته تهای داربس شها واکن نانویی توپوگرافی بررسی چون یکند م لها سلو رفتار کنترل به قادر را ما اکنون هی توسع برای های مالحظ قابل شهای تال نانو مقیاس در بعدی سه مصنوعی تهای داربس گرفته صورت بافت مهندسی در کاربرد برای گستردهای سرمایهگذاری حاضر حال در است. دلیل به فیبروزی نانویی تهای داربس روی بر فیبرهای نانو به نزدیکی بسیار ساختار اینکه انجام دارند سلولی فوق ماتریکس در پروتئینی نانویی ساخت روش سه بین در است. شده و سادهتر کردن اسپین الکترو تکنیک عمده همتراز ساختارهای ساخت برای و است یتر عمل فناوری است مناسب بعدی سه پیچیدهی و مجموعهسازی فرایند ساز مجموعه خود یکند م شبیهسازی را سلولی فوق ماتریکس نازکی بسیار نانوفیبرهای یتواند م همچنین و هی پیوست ساخت فاز جداسازی و کند تولید تنظیم قابل حفرهی ساختار با را فیبری هی شبک نپذیر امکا شکل اسفنج تهای داربس تشکیل و هی پای بر تهای داربس دیگر سوی از یسازد. م آپاتیت/ نانوهیدروکسی )مانند نانوکامپوزیت خصوصا سخت تهای باف مهندسی در کوالژن( از فراتر هستند. متداول استخوان بازسازی در کربنی ههای نانولول تها نانوکامپوزی و فیبرها نانو و مکانیکی استحکام علت به را زیادی توجه نیز یتوان م اینکه دلیل به و یشان الکتریک هدایت به برد کار به بعدی سه ساختارهای در را آنها کردهاند. جلب خود پتانسیل روی بر گستردهای سرمایهگذاری نانوکامپوزیتی و فیبروزی نانو تهای داربس اعصاب )مانند مختلف تهای باف بازسازی برای گهای ر اسکلتی و قلبی عضالت استخوان با 3(. )شکل است شده انجام کلیه( و خونی ساخت از شده حاصل بزرگ دستاوردهای وجود برای زیادی فضای نانو مقیاس در تهای داربس 23 پياپي شماره بهمن 89 سالنهم

7 مقاالت اب تهایی داربس در شده کشت لهای سلو پیچیده. تهای باف مهندسی در نانو فناوری کاربرد 3. شکل که رشد فاکتورهای تحریک تحت که عملکردی ساختارهای در یتوانند م سازگار زیست و نانویی ساختار تهای باف شوند. آوری گرد باز یشوند م شبیهسازی یشوند م رسانده نانوذرات با و زمانی فضا صورت به کرد. مهندسی اند شده ساخته نانو فناوری با که دستگاههایی کمک با یتوان م را کلیه مانند پیچیده گردآوری مثال برای دارد. وجود پیشرفت تهای داربس در مناسب نانویی یهای ویژگ کنترل یتواند م میکرو مقیاس در شده ساخته هی واسط به سلولی عملکرد روی بر بهتری باشد. داشته سلولی نانوتوپوگرافی شهای واکن یهای ویژگ با میکرو مقیاس در تهای داربس هندسه حفره اندازهی )مانند شده کنترل مکانیکی( استحکام و های شبک داخل اتصاالت میکرومتر مقیاس در ساخت یهای فناور انواع با کردن ترکیب با این عالوهبر شدهاند. ساخته تها داربس یتوان م نانویی ساخت یهای فناور و شیارها مانند نانوتوپوگرافیک الگوهای با را ماتریکس معماری نانو تطبیق برای یها برآمدگ تعدیل خاص مورد کرد. پیراسته تر فوقسلولی اخیرا که است E-beam و حکاکی تصویربرداری یهای ویژگ با های لول تهای داربس ساخت برای عروقی تهای باف مهندسی برای متنوع نانویی دیگری هی نمون است. اند شده گرفته کار به را نانوتوپوگرافیک الگوسازی مزایای که در یهای ناهموار افزودن یکند م مشخص سطح در شیمیای صورت به که نانو مقیاس شدهاند ایجاد PLGA توخالی تهای داربس رشد و اتصال بهبود برای روش این که است به اجزا ماتریکس گسترش همچنین و سلولی هی پیشرفت کهای تکنی عالوه به یرود. م کار 39 فوتونی مولتی پلیمرسازی مانند متعددی راهنماهای کنار در های الی چند گردآوری و با را تها داربس طراحی یتوانند م نانوتوپوگرافی بخشند. بهبود بزرگی جهش لشده کنتر رهایش شدهی کنترل و موضعی رسانش به دستیابی بعدی سه داربستهای در زیستی فاکتورهای ارائه بافت رشد و بازسازی برای دیگری راه شدهی کنترل رهایش مثال برای یدهد. م رشد عاملهای )مانند 40 آنژیوژنیک فاکتورهای ) 41 بالست فیبرو رشد عاملهای و اندوتلیال را رگسازی ملزومات ویژه طور به میتواند بافت به نیاز مورد خون تأمین ادامهی برای انکپسوله راهبرد بخشد. بهبود را رشد حال در انداختن دام به با ماکرومولکولها زیست کردن داربستها در شیمیایی ترکیب با یا مستقیم امکانپذیر را مستمر رهایش خواص میتواند رهایش سینماتیک کنترل امکان هرچند کند میکرو/ رو این از است. محدود روش این با رشد فاکتورهای با پیش از که پلیمری نانوذرات داربستهای ساختمان در شدهاند بارگذاری استفاده با یگیرند. م جای لها هیدروژ و توخالی یا یک PLGA نانوگویهای یا میکروگویها از از بازهای در میتوان را زیستی عامل چندین کنترل صورت به دلخواه فضای در یا و زمان فاکتور یک تنها رهایش بهعالوه کرد. آزاد شده با برتر رهایش ویژگی با میتوان را زیستی این که ذره ساختار و فرموالسیون تنظیم کمک رشد به بافت تحریک به میتواند تعدیل داد. انجام کند فاکتورهای پلیمری حاملهای عالوهبر الکترواسپین فناوریهای با میتوان را بیولوژیکی در شده تعدیل مجموعهسازی خود یا کردن توجه با داد. جا فیبروزی نانویی داربستهای هسته- ساختار با نانوفیبرهای اصل این به هم کردن الکترواسپین با میتوان نیز را پوسته رشد فاکتورهای با داخلی صورت به و محور بیشتر بهبود برای کرد. آماده شده بارگذاری این از رشد فاکتورهای رهایش سیستماتیک برای نیز تنظیماتی میتوان خاص داربستهای پلیمری پوستهی تخلخل و ضخامت کنترل فناوری کاربرد تالشها این وجود با داد. انجام بیولوژیکی فاکتورهای رهایش کنترل برای نانو پایهی بر دارورسانی با مقایسه در داربستها از دارد. قرار راه ابتدای در نانوذره مقیاس در دیگر سیستمهای ضمن در یا لیپید پایهی بر لهای نانوحام شامل نانو به میتوانند نیز آلی غیر نانومواد و دندریمر داربستهای از رشد فاکتورهای رهایش کنترل نانوحاملها این از برخی کنند. کمک مصنوعی دارو چند کردن انکپسوله ویژهی توانایی حتی بازهی در دارو هر رهایش و هم کنار در را لیپید-پلیمر نانوذرهی )مثل خاص زمانی نشان واکنش با دارو کلی رهایش یا و هیبرید( دما ph مانند محیطی تغییرات به دادن تعدیلهایی با دارند. را مکانیکی فشار و نور مولکولهای یا سلولی خاص لیگندهای مانند روی بر که هدفمند نانوذرات ساز سیگنال خواهند قادر اند کرده تجمع داربست سطح مهاجرت و بخشند بهبود را سلول اتصال بود رهایش فناوری بهعالوه کنند. هدایت را سلول برای یتوانند م نانو فناوری پایه بر شده کنترل DNA )مانند زیستی مولکولهای دیگر رسانش نیز سلولی رفتار تنظیم و سلولها به )sirna و انجام توسعههای با ایده این که شوند گرفته کار ) β -آمینو پلی نانوذرات روی بر اخیر شدهی که نانوذراتی از استفاده با DNA 42 - استرها( آنژیو و است م لهای سلو ژنتیک مهندسی برای تایید میروند کار به یافته بهبود جنسیس است. شده یرود م انتظار باال در شده ذکر مزایای کنار در راهبردهای ساخت در مهمی نقش نانو فناوری هی صفح مهندسی )مانند تها باف بازسازی در مهم موانع دیگر برداشتن میان از و سلول( مواد زیست توسعه و تعریف مثل بافت مهندسی کند. بازی است م لهای سلو مهندسی و جدید که باال عملیاتی توان با شهای آزمای مثال برای شده انجام نانولیتر مقیاس در سنتز هی پای بر هی پای بر مواد زیست کردن غربال برای اند شهای چال وجود با شدهاند. دیده مناسب سلول پياپي شماره بهمن 89 سالنهم 24

8 موجود م یتوانیم تصور کنیم که دستیابی به اعضا یا باف تهای مصنوعی و عملکردی بستگی زیادی به علم پزشکی بازسازی باف تها و همچنین دیگری رشت ههای پزشکی دارد. یکی از فرص تهایی که در پیش رو قرار دارد ایدهی»عضو روی یک تراشه«43 است که در آینده م یتواند جا یگزین روش آزمایش بر روی حیوان که برای توسع هی دارو و ارزیابی/ بهینهسازی سیست مهای نانوذرهای برای دارو رسانی به کار م یرود و گران و تهدید کنندهی حیات است باشد. از فرص تهایی که در پیش رو قرار دارد اید هی»عضو روی یک چیپ«است که در آینده م یتواند جای گزین روش آزمایش بر روی حیوان که برای توسع هی دارو و ارزیابی/بهینه سازی سیست مهای نانوذر های برای دارورسانی به کار م یروند و گران و تهدید کنند هی حیات هستند باشد. خالصه فناوری نانو در حال تبدیل به نیروی محرکهی انواع تغییرات تکاملی و انقالبی در حوزهی پزشکی است. تأثیرات فناوری نانو بر روی دارورسانی کمک کرده تا تأثیرگذاری درمانهای در دسترس توسعه یابد و میتواند ابداع درمانهای کامال نوین را امکانپذیر سازد. فناوری نانو همچنین در حوزهی مهندسی بافت درهای جدیدی برای دستاوردهای تازه و ایجاد امکان ساخت درما نهای کامال نوین باز کرده است. ما دربارهی آیندهی نانوپزشکی و طیف گستردهی مواد نوین در مقیاس نانو و فناوریهای پیش رو امیدوار هستیم و معتقدیم با وجود وضوح آییننامههای مختص نانوپزشکی و سرمایهگذاری و صرف وقت به پينوشت صورت مستمر فناوری نانو نه تنها درمانهای معمول را متحول کرده است بلکه م یتواند پلی به سوی مرتفع کردن کاستیهای معمول علم پزشکی برای کمک به مردم در سطوح جهانی و فردی باشد. 1. New molecular entity (NME) 2. Circulating Half-life 3. In vitro 4. In vivo 5. Suboptimal 6. Hafnium-oxid 7. Extracellular matrix (ECM) 8. Immunogenicity 9. Administration frequency 10. Enhanced permeability and retention 11. RNA interference 12. Reticuloendothelial 13. High throughput screening platform technologies 14. Lipid-like-materials 15. Cyclodextrin-containing polymer 16. Poly (lactic-co-glycolic acid) (PLGA) 17. Receptor-mediated endocytosis 18. Ligand-mediated targeting 19. Epithelial 20. Endothelial 21. Multidrug resistance (MDR 22. Viable 23. Selfassembling 24. overexpressed receptors 25. Cocktail 26. theranostics 27. Proof-of-concept tests 28. radionuclide 29. perfluoropolyether 30. Top-Down Approach 31. nanoprecipitation synthesis 32. lithography 33. anodization, 34. electrospinning 35. nanospheres 36. demix 37. chemical etching 38. apopotosis 39. multiphoton polymerization angiogenic 41. fibroblast 42. poly(_-amino esters)-dna nanoparticles 43. organ-on-a-chip منبع Jinjun Shi, Alexander R. Votruba, Omid C. Farokhzad, and Robert Langer, American Chemical Society, Nano Lett. 2010, 10, سالنهم بهمن 89 شماره 11 پياپي