کاربردهای درمانی نانوذرات روی-بخش سوم

نانوذرات روی به عنوان حسگرهای زیستی می توانند مولکول های مختلف بیولوژیکی مهم را با حساسیت و دقت بالا شناسایی کنند. کاربردهای حسگر زیستی عمدتاً برای تشخیص بیماری‌های مختلف، تصویربرداری سلولی، سنجش توالی‌های نوکلئوتیدی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در دهه‌های اخیر، محققان دریافتند که ZnO-NP  ها می‌توانند برای کاربردهای مختلف سنجش زیستی مورد استفاده قرار گیرند.

اثر فتوولتائیک نانوذرات روی ممکن است فعالیت کاتالیزوری میکروپراکسیداز را افزایش دهد، که می‌تواند برای ایجاد حسگر زیستی بسیار حساس برای پراکسید هیدروژن مفید باشد. همچنین می توان یک حسگر زیستی کلسترول مبتنی بر ZnO-NPs را با تثبیت کلسترول اکسیداز روی صفحه شیشه‌ای با اکسید ایندیوم-قلع (ITO) توسعه داد. نشان داده شد که حسگر زیستی می تواند برای تشخیص کلسترول در سرم استفاده شود. محققان دریافتند که نانوذرات روی می توانند برای سیستم های تشخیص سرطان نیز استفاده شوند. به عنوان مثال، روش ELISA بر اساس ZnO-NPs ساخته شده برای تشخیص سطوح سرمی آنتی ژن جنینی کارسینوما، سیستم تشخیص شامل یک آنتی بادی مونوکلونال آنتی ژن جنینی کارسینوم، کونژوگه با ZnO-NP بود که تک لایه‌های خودآرایی را می‌ساخت و سطوح پایین‌تری از آنتی ژن را حتی در pg/ml 1 تشخیص می‌داد.

تصویربرداری زیستی با استفاده از نانوذرات روی

تصویربرداری زیستی عمل حیاتی ضبط، پردازش و تجسم تغییر عملکرد و ساختار سیستم‌های بیولوژیکی است. معمولاً به عنوان یک روش غیر تهاجمی برای تشخیص بیماری‌های مختلف از جمله سرطان و بیماری‌های ایسکمیک قلبی-عروقی استفاده می‌شود. چندین نوع روش تصویربرداری زیستی در حال حاضر در دسترس هستند، از جمله تصویربرداری رادیویی، توموگرافی گسیل پوزیترون (PET)، توموگرافی کامپیوتری (CT)، تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI)، تصویربرداری فلورسانس.

در میان نانوذرات مختلف، نانوذرات ZnO-NP به دلیل ویژگی‌های لومینسانس ذاتی و عملکرد آسان‌تر با فلورسانس مورد توجه ویژه‌پژوهشگران قرار گرفته است. در گزارشی، کاربردهای تصویربرداری زیستی و دارورسانی ZnO-NP ها مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه ، یک DDS مبتنی بر نقطه کوانتومی (ZnO-Gd-DOX) حاوی یون‌های Gd^۳+ و DOX ایجاد کرد و ویژگی‌های تصویربرداری in vivo (فلورسانس قرمز) آن‌ها را در nude mice حاوی تومور BxPC-3 پس از تجویز داخل توموری نانوکامپوزیت بررسی و نشان داده شد که سیستم نانوکامپوزیت در مقایسه با عامل معمولی Gd-DTPA، DDS برای کاربردهای MRI مناسب تر است. در مطالعه دیگری، نانوذرات اکسید روی کلوئیدی (۳-۶ نانومتر) با خواص لومینسانس از طریق روش سل-ژل طراحی و پس از پوشش دادن سطح نانوذرات روی با نمک سدیم کربوکسی متیل سیکلودکسترین و منیزیم، خواص تصویربرداری زیستی فلورسانس در سلول‌های HeLa (سلول‌های سرطان دهانه رحم انسان)مشاهده شد.

مطالب مرتبط: تکنیک الایزا – آنتی بادی ها در تست های آزمایشگاهی

کاربرد نانوذرات روی در پزشکی بازساختی

التیام و ترمیم زخم با نانوذرات روی

ترمیم زخم یک دوره بیولوژیکی ضروری است که شامل انعقاد خون، التهاب، تکثیر و بازسازی بافت است. به خوبی شناخته شده است که روند بهبود تحت چندین شرایط پاتولوژیک از جمله از دست دادن خون عمده، دیابت، عفونت باکتریایی با مشکل مواجه می شود. که نیاز به درمان فوری زخم ها با دقت بسیار دارد.

برای التیام زخم ها معمولاً از چند پانسمان زخم ساخته شده از پلیمرهای طبیعی (آلژینات، کیتوزان، ژلاتین و …) و مصنوعی (پلی وینیل الکل، پلی اورتان، پلی لاکتیک اسید و …) استفاده می شود. در میان نانومواد فلزی مختلف، نانوذرات روی اغلب برای کاربردهای ترمیم زخم استفاده می‌شوند. به عنوان مثال در مطالعه ای فیلم‌های پلیمری زیست سازگار مبتنی بر روغن کرچک (CO) حاوی ZnO-NPs و نانوکامپوزیت (CO/CS-ZnO) را برای کاربرد در التیام زخم در موش های نژاد Sprague-Dawley مورد بررسی قرار گرفت. پژوهشگران نشان دادند که سیستم نانوکامپوزیت می‌تواند بهبود زخم‌ها را در موش‌ها با سرعت بیشتری در مقایسه با زخم‌هایی که تنها با CO و گاز استریل پوشش داده شده اند (آزمایش شاهد)، ترمیم کند.

مطلب مرتبط: ایجاد مدل زخم در موش و رت آزمایشگاهی

در این زمینه، بانداژ های زیست تخریب پذیر، ریز متخلخل، زیست سازگار با CS هیدروژل/نانوذرات مبتنی بر ZnO (CZBs) ساخته شده است که فعالیت ضد باکتریایی را علیه باکتری های گرم منفی (E. coli) و گرم مثبت (S. aureus) نشان می دهد. علاوه بر این، محققین نشان دادند که بانداژ نانوکامپوزیت منجر به بهبود زخم در موش‌های Sprague-Dawley و افزایش ساخت لایه اپیتلیال‌ مجدد و همچنین رسوب کلاژن با سرعتی سریع‌تر می شود. با توجه به زیست سازگاری، فعالیت ضد باکتریایی و قابلیت ترمیم زخم بانداژ نانوکامپوزیت می‌تواند برای بهبود زخم‌های مزمن، زخم پای دیابتی، زخم‌های سوختگی مفید باشد.

کاربردهای نانوذرات روی، در مهندسی بافت

مهندسی بافت یک فناوری برای ساخت مجدد بافت‌ها، اندام‌ها، استخوان‌ها بر روی داربست با مواد مختلف است که متعاقباً در بدن میزبان کاشته می‌شود. یک داربست قوی مهندسی بافت شده منجر به حفظ اتصال سلول ها و رشد سلولی می شود که به نوبه خود باعث ترمیم و بازسازی بافت های آسیب دیده می شود. با این حال، استفاده از داربست های معمولی دارای محدودیت های متعددی است که شامل عدم چسبندگی، استحکام مکانیکی ضعیف، عدم هدایت الکتریکی می شود. ترکیب نانومواد در داربست ها ممکن است بر محدودیت های ذکر شده غلبه کند و پتانسیل درمانی داربست ها را افزایش دهد. اخیراً، محققان کاربردهای مهندسی بافت ZnO-NP های مختلف را به تصویر کشیده اند. به عنوان مثال، نانوگل‌های اکسید روی، روی بستر سیلیکونی، با استفاده از روش گرمابی، رشد کارآمد سلول استئوبلاست (MC3T3-E1) را از نظر تشکیل فیلوپودی‌های فعال‌تر و F-اکتین به خوبی در مقایسه با روی نانوگل با فیلم روی ZnO نشان داد.

مطالب مرتبط: نانوذرات فلزی و اکسید فلزی – تست DLS در بررسی اندازه و سایز نانوذرات –نانو ذرات حامل دارو (نانوحامل)
خدمات مرتبط: خدمات علمی پژوهشی در حوزه علم بیوتکنولوژی – تولید نانو ذرات و نانوساختارها با رویکرد پژوهشی و درمانی