مزايا تقنية النانو واستخداماتها في تقنية النانو الحيوية هي العلم الذي يدرس المادة على المستوى الجزيئي والذري.
يطلق عليه اسم تقنية النانو أو تقنية الجسيمات النانوية، وتتعامل تقنية النانو مع اختراع طرق جديدة تقاس بالنانومتر.
(وهو جزء من المليون من المليمتر)، وهذه التقنية ليست ذات صلة فقط بالبيولوجيا، ولكن أيضًا بخصائص المواد. التحدي الذي يواجه تقنية النانو هو التحكم في الذرات التي تتكون من مواد مجزأة.
كيف تعمل تقنية النانو؟
- تقنية النانو عبارة عن جزيئات مصممة هندسيًا، يستخدم بعضها لربط الخلايا الحية للأغراض الطبية.
- البعض الآخر عبارة عن نظام توصيل يستخدم كبسولات مجوفة مصنوعة من مواد أخرى.
- هذا هو الحال مع النقل المباشر للأدوية والأصباغ، وللحفاظ على الجسيمات الأساسية سليمة حتى التسليم، يتم تغليفها بمواد واقية مثل السيليكون.
- ثم يتم امتصاص هذه الطبقات ويقوم الجسيم بعمله في العديد من التطبيقات مثل الممارسات التجارية والطب والجراحة.
أنظر أيضا: مسح كامل لتقنية النانو واستخداماتها
أفضل استخدام لتقنية النانو في علم الأحياء
كشف البروتين
- تستخدم مجموعة متنوعة من الأدوات المجهرية التي تستخدم ذرات الذهب المعروفة باسم الأصباغ والجسيمات النانوية للكشف عن البروتينات.
- يتم استخدامها مع الكاميرات أو المسح الضوئي، ولكن هناك مشكلة تظهر غالبًا وهي أن أداءها محدود.
- يمكن أن تكون تقنية النانو أكثر دقة للجسيمات النانوية أو الأصباغ المشتتة أو الجسيمات أو كليهما.
معالجة السرطان
- أحد أكثر تطبيقات تكنولوجيا النانو شيوعًا هو علاج العديد من السرطانات البشرية.
- وقد حدثت تطورات في خيار الفحص والعلاج لسرطان البروستاتا والقولون باستخدام تقنية النانو.
- يتم تمييز الخلايا المستهدفة بالأشعة السينية من أجل علاج السرطان.
- لكي يكون العلاج أكثر فعالية، يجب أن يكون الكشف أكثر دقة.
- تزيد تقنية النانو من إمكانية وصول الجسيمات النانوية (الأصباغ، وذرات الذهب) إلى الخلايا السرطانية.
- وبالتالي زيادة معدل الكشف مما يساعد على الإسراع في الكشف عن المشكلة وعلاجها وبالتالي تقليل الإصابة بسرطان القولون والبروستاتا.
هندسة الانسجة
- هندسة الأنسجة هي واحدة من المجالات التي شهدت تطورًا كبيرًا.
- ويشمل ذلك استبدال ألواح العظام المكسورة والمفاصل الجديدة، خاصة بعد الحوادث.
- ولكن كما هو الحال دائمًا، تنشأ مشكلة، وهي استخدام التيتانيوم في مثل هذه الحالات.
- والتي يمكن أن يعتبرها الجسم كجسم غريب ويرفضها بسهولة.
- في اكتشاف جديد في هندسة الأنسجة: الجسيمات النانوية.
- من الممكن أن يندمج النسيج الجديد والعظام معًا لتشكيل نسيج جديد.
- يمكن استخدام هذه التقنية لتمرير العناصر الغذائية وتطوير هذه التكنولوجيا.
- سيكون لها أكبر تأثير على التقدم في الجراحة التجميلية وزرع الأعضاء.
متعدد الألوان الترميز البصري
- يعد الترميز اللوني أحد الجوانب المهمة في تسلسل علم الوراثة.
- يوفر خريطة مرئية للبروتينات والجينات التي تسهل تحديد العيوب والتسلسلات والتشوهات.
- كانت المشكلة الرئيسية في نظام الصباغ القديم هي أن ألوان التدرج اللوني كانت محدودة.
- ومع ذلك، بفضل تطوير الجسيمات الملونة وتكنولوجيا النانو، أصبح النظام الجديد ممكنًا.
- استخدام مركب أشباه الموصلات للتلاعب بحرية أكبر وإنشاء ألوان جديدة.
اقرأ أيضا: ما هي تقنية النانو في الكيمياء؟
التلاعب بالخلية
- تتمتع الجسيمات النانوية بجمال كونها مصنوعة من مواد يسهل التعامل معها ولها بعض الخصائص الملائمة.
- يستخدم البعض في شكل كبسولة للتفريق.
- نقل العناصر إلى منطقة معينة من الجسم، بينما تستخدم المغناطيسية للتحكم في شكل الخلايا.
- يمكن أيضًا استخدام سماكات ونطاقات مختلفة من المعادن من خلال تأثير الجسيمات والقوة المغناطيسية.
- في هذه الحالة، يتم التلاعب بالتكنولوجيا نفسها، وليس فقط الخلايا البيولوجية.
- هذه الطريقة مثالية لمعالجة كل مشكلة على حدة.
التعرض التجاري
- من خلال فهمنا لتقنية النانو، فإن هذا يجعل المطورين خارج المجال الطبي.
- هناك بعض الأعمال التجارية التي لها علاقة بالرعاية الطبية.
- مثل العوامل المضادة للميكروبات وتحضير المستضدات بجسيمات الفضة النانوية.
- بالإضافة إلى عدد من المطورين الذين يرغبون في استخدام تقنية النانو والمعادن لاستكشاف أنظمة الترشيح.
- وآخرون يدرسون المواد الحيوية النانوية للإلكترونيات الضوئية.
منع البكتيريا والجراثيم
- في بداية هذا القرن، أجرت العديد من الشركات بحثًا علميًا على الجسيمات النانوية المعدنية الفضية.
- ومدى استخدامه في قتل مختلف أنواع الفيروسات والبكتيريا الضارة، إضافة إلى مقاومته للعدوى.
- وهكذا أثبتت النتائج قدرة الكريستال الفضية المذهلة على تدمير أنواع مختلفة من البكتيريا والفيروسات.
- وأنواع البكتيريا الضارة بسبب طحن تلك الحبوب بنسبة تقل عن 5 نانومتر.
- والتي من خلال بعض العمليات أيقونات فضية سامة مسؤولة عن قتل الفيروسات والجراثيم.
لا تفوت القراءة. ما هي تقنية النانو وما هي استخدامات وفوائد تقنية النانو؟
قذائف نانوية من الذهب للتغلب على السرطان
- هذه هي الطريقة التي تسمى الحبيبات الذهبية، عند حقنها في الجسم، بالأصداف.
- لأنه يشبه الرصاص الصاروخي الذي يصيب الورم أو الخلايا السرطانية ويقتلها.
- وبعد انتهاء مهمتهم القتالية تبقى نسبة ضئيلة من حبيبات الذهب داخل الجسم لا تضر ولا تسمم.
- لأن معدن الذهب متوافق بشكل جيد مع البيئة البيولوجية لجسم الإنسان.
موصلات الأدوية لاستهداف السرطان
- تمكنت تقنية النانو من إنشاء أنواع من ناقلات الأدوية التي تتغلب على أخطر أنواع السرطان وتقضي عليها.
- وهو ما يعرف بسرطان الخلايا النجمية.
- والسرطان الذي يصيب خلايا المخ يصعب للغاية إزالته لأنه في مكان حساس ودقيق.
- وهكذا، أعلنت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية في عام 2005 عن استخدام أحد الأدوية النانوية لعلاج FDA (علاج سرطان الثدي).
اقرأ أيضا: البحث في تطبيق تقنية النانو في الطب
مستقبل تكنولوجيا النانو
- بالنسبة للكثيرين، أصبحت تقنية النانو مستقبل الطب والميكانيكا الحيوية.
- ومع ذلك، نظرًا لطبيعة هذه التقنية ودقة التفاصيل، يبدو أنها تقنية يصعب الحصول عليها.
- لكن الحقيقة هي أن هناك الكثير من الفرص للتطبيقات المستقبلية مع استهداف الخلايا وأنظمة توصيل الأدوية.
- وجعلها أكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة.
- ومن المؤمل أيضًا أن تجعل هذه الأجهزة متعددة الوظائف في مختلف الأنشطة ذات الفوائد الطبية.
- وهكذا، أصبحت تقنية النانو مجالًا مفتوحًا في الطب حيث يوجد الكثير لنتعلمه.
مزايا تقنية النانو
- تحسين أنظمة معالجة المياه وطرق الإنتاج وشبكات الكهرباء.
- النهوض بالطب النانوي والصحة البدنية.
- التغذية على نطاق واسع وتحسين طرق إنتاج الغذاء.
- البنية التحتية للسيارات.
- قد تتطلب المنتجات المصنعة باستخدام تقنية النانو القليل من الأعمال الأساسية أو الصيانة أو لا تتطلب على الإطلاق، بينما تكون منخفضة التكلفة وإنتاجية عالية ومتطلبات متواضعة للطاقة والمواد.
- الأطعمة والمحاصيل المعدلة وراثيًا التي تساعد على زيادة الإنتاج الزراعي مع الحد الأدنى من متطلبات العمالة.
- هذا يزيد من قدرات الاتصال وقدرات تخزين المعلومات.
- زيادة الطاقة الإنتاجية النظيفة وذات الكفاءة العالية.
- العمل على دعم وتحسين جوانب التغذية الذكية التفاعلية لجميع نقاط القوة والأطعمة المرخصة.
- وفرة المواد الطبيعية المستخدمة في توفير مصادر المياه النظيفة.
مخاطر استخدام تقنية النانو
وبالتالي، هناك مخاوف من جمعيات حماية البيئة ضد تطبيقات النانو، والتي توصف بأنها عقاب محتمل، وتشمل هذه المخاوف:
- احتمالية التلوث البيئي.
- التسمم باستنشاق حبيبات الكربون (الجسيمات النانوية).
- إمكانية تصميم بكتيريا جديدة.
- إنتاج آلات مبرمجة وتحقن فيها معلومات وراثية عبر جزيئات فيروسية يمكنها اختراق رئتي الإنسان والجلد والأمعاء بسهولة.
- لا يوجد ما يشير إلى آثار هذه الحبوب على صحة الإنسان.
فوائد تكنولوجيا النانو واستخداماتها في علم الأحياء، النانو مشتق من نانومتر كوحدة قياس، مما يعني هندسة المنتجات النانوية، وتقنية النانو هي مجموعة من التقنيات والتطبيقات التي تعمل على تحقيق دقة عالية. في أشكال وأحجام ووظائف المواد ومكوناتها.
وبالتالي تتحكم في وظائف الأدوات المستخدمة في العديد من المجالات مثل الفضاء والطب والطب والاتصالات والهندسة والصناعة والزراعة وغيرها.