باحث معمل بيطري المنصوره- معهد بحوث الصحة الحيوانية – مركز البحوث الزراعية-  مصر

يهدف طب النانو  تكنولوجي إلي توفير مجموعة قيمة من الأدوات البحثية بالإضافة إلى العديد من الأجهزة العلاجية المفيدة في المستقبل القريب.كما تتوقع مبادرة التقانة النانوية الوطنية The National Nanotechnology Initiative العديد من التطبيقات التجارية في مجال صناعة الدواء pharmaceutical industry والتي قد تتضمن أنظمة توصيل الدواء المتقدمة، العلاجات الجديدة، والتصوير إن فيفو  in vivo imaging.

تقنيات النانو

هي العلم الذي يهتم بدراسة معالجة المادة على المقياس الذري والجزيئي. تهتم تقانة النانو بابتكار تقنيات ووسائل جديدة تقاس أبعادها بالنانومتر وهو جزء من الألف من الميكرومتر أي جزء من المليون من الميليمتر.  وهذه الجزيئات صغيرة تُسمَّى الجُسيمات النانوية، ويستخدم آلات تُسمَّى الروبوتات النانوية (nanorobots) لتحسين إيصال الأدوية إلى الأعضاء المستهدفة على وجه التحديد. وتكمن صعوبة تقانة النانو في مدى إمكانية السيطرة على الذرات بعد تجزئة المواد المتكونة منها. فهي تحتاج بالتالي إلى أجهزة دقيقة جدا من جهة حجمها ومقاييسها وطرق رؤية الجزيئات تحت الفحص.

لقد ساعد التطور الحديث في تقنيات النانو على تغيير القواعد الطبية المتبعة في منع الأمراض وتشخيصها وعلاجها وأصبحنا نعيش عصر التقنية الطبية النانوية.

الاستخدام الطبي للمواد النانويه:

ترتكز المدخلات الطبية النانوية لعملية توصيل الدواء على تطوير الجسيمات أو الجزيئات نانوية القياس بهدف تحسين التوافر الحيوي للدواء.

يشير مصطلح التوافر الحيوي bioavailability إلى تواجد جزيئات الدواء في المكان المطلوب تواجدها فيه داخل الجسم  وحيث تكون الفائدة منها أفضل. وتركز عملية توصيل الدواء على زيادة التوافر الحيوي سواءً بالأماكن الخاصة داخل الجسم وعلى مدار مدة زمنية معينة.

كيف يعمل طب النانو؟

يمكن تصويره على أنه أنظمة توصيل الأدوية ذات الجسيمات النانوية ولكن بطرق مختلفة. إلى جانب حمل الدواء للتسليم، يمكن تصميم الجسيمات النانوية لتحمل مركّبات معينة تسمح لها بالارتباط بجزيئات الخلايا . بمجرد ارتباطها، تُوصل الدواء بأمان إلى الموقع  المحدد.

تساعد الجسيمات النانوية أيضاً في قابلية ذوبان الدواء. ولكي يعمل الدواء، يجب أن يكون قادراً على دخول مجرى الدم، مما يعني أنه يجب أن يكون قابلاً للذوبان.بمجرد تسليم حمولتها من الأدوية إلى الخلايا، يمكن تصميم الجسيمات النانوية لتتحلل إلى منتجات ثانوية غير ضارة.
ويمكن بواسطة هذه التقنية تصوير خلايا الجسم بسهولة كما لو أننا نأخذ لها صورة عادية، كذلك يمكن التحكم بتلك الخلايا وتشكيلها بأشكال مختلفة.

الاستخدامات الطبية لعلم النانو تكنولوجى

من النواحي المهمة التي استفادها الطب البيطري من أبحاث التقنيات النانوية

1-مجال الهندسة الصحية 

تعتبر تقانة النانو الهندسية الصحية ذات تطبيقات مهمة ومنها سوائل النانو المضادة للبكتيريا والميكروبات المسئولة عن الكثير من الأمراض ، تتميز هذه المطهرات بعدم تأثيرها على الأسطح فهي لا تسبب التآكل و لا الصدأ .

 2- في مجال الأدوية والعقاقير

يؤدي الاستخدام المفرط للمضادات الحيوية إلى خلق مناعة لها في داخل الجسم مما يؤدي الى عدم فعاليتها مرة أخرى إضافة إلى الأضرار التي تسببها للصحة، تحدث هذه العملية لانعدام الرقابة في الدول النامية مؤدية إلى تكيف البكتيريا المرضية وتصبح لها مقاومة ضد هذه العلاجات .

ولذلك فإن البدائل المستخدمة هي المضادات النانو حيوي(النانو بيوتك) حيث تستطيع هذه المضادات الحيوية الجديدة من ثقب جدران البكتيريا بواسطة الببتيدات الحلقية ذاتية التجمع حول جدران البكتيريا التي تثقبها ومن ثم تقتلها.

يمكن تقليص عملية الاستهلاك الكلية للدواء بالإضافة إلى الأعراض الجانبية بشكل واضح من خلال إيداع العامل النشط في المنطقة المريضة فقط وبدون أية جرعات أعلى مما هو مطلوب ويقلل هذا الأسلوب الانتقائي من التكلفة ومعاناة الألم المتواصل.

من الامثلة العملية هو مركب ميسليس micelle مصنوع من البوليمر المستخدم في تغليف الدواء لغرض الحفاظ على جزيئات الدواء الصغيرة والمساعدة في انتقالها إلى وجهتها المقصودة

3-مجال الكشف عن الأمراض

إن الأسلاك النانوية تستخدم كمجسات حيوية نانوية وذلك لحساسيتها العالية وحجمها الصغير جداً حيث يتم طلاء هذه الأسلاك بأجسام مضادة مصنعة بحيث أنها تلتصق فقط بالجسيمات الحيوية  DNA  أو البروتينات، أو الجسيمات البيولوجية الأخرى في الجسم ولا تلتصق بغيرها من الجزيئات وعندما ترتبط هذه البروتينات أو غيرها بالأسلاك النانوية المطلية فسوف تتغير توصيليتها وبذلك يمكن استخدام هذا المجس الحيوي النانوي في اكتشاف عدد كبير من الأمراض في مراحلها الأولية ، وذلك بإدخال أعداد كبيرة من الأسلاك النانوية داخل الجسم يتم طلائها بأجسام مضادة مختلفة تمثل مجسات مختلفة.

أحدثت تقنية النانو وتطبيقاتها ثورة في مجالات صناعية كثيرة مما أدى الى جذب انتباه العاملين في مجال البحوث الزراعية:

تمكن بعض الباحثين في جامعة هانج يانج في كوريا الجنوبية من إدخال دقائق النانو لعنصر الفضة على المضادات الحيوية(nanobiotics) حيث أن الفضة قادرة على القضاء على حوالي 251 جرثومة دون إيذاء خلايا الجسم.

فالفضة وأيوناتها معروفة منذ القدم بخصائصها المضادة للبكتيريا ولكن لايون الفضة تأثيرات سامة و حتى عند استخدامه بجرعات صغيرة مما يحد من استخدامه كمضادات البكتيريا المستخدمة فى الإنتاج الحيواني.

ومع هذا، فمن خلال تطبيقات تقنية النانو يمكن استخدام جزيئات عنصر الفضة متناهية الصغر (nanobiotic-Ag) فى انتاج اضافات دوائية تضاف لاعلاف الدواجن تكون لها القدرة على الحد من النشاط الضار للميكروبات دون قيام هذه الميكروبات بتكوين مناعة مضادة لاثر هذا المركب وبالتالى يمكن التقليل أو التخلص من سمية الفضة وضمان عدم حدوث اضرار للانسان تتعلق بالمناعة عند تناول منتجات طيور تم معالجتها بهذا المركب.

كما قد يتسبب استخدام منتج هذه التقنية فى اعلاف الطيور الى زيادة النشاط البنائى الذى يترتب عليه تحسن فى النمو وزيادة فى الوزن.

وقد تستخدم تطبيقات تقنية النانو فى انتاج بدائل للمضادات الحيوية بما فيها مضادات الكوكسيديا (الكوكسيدوستات).

وأقرأ أيضا:

تطبيقات تقنية النانو تكنولوجي في الطب البيطري

المصادر:

1.Jennifer Le , PharmD, MAS, BCPS-ID, FIDSA, FCCP, FCSHP, Nanomedecine,Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, University of California San Diego 2022

2. Nanomedicine, Volume I: Basic Capabilities, by Robert A. Freitas Jr. 1999, ISBN 1-57059-645-X يناير 2018.
3. Editorial. (2006). “[https://www.nature.com/articles/nmat1625 Nanomedicine: A matter of rhetoric?]”. Nat Materials. ج. 5 ع. 4: 243. DOI:10.1038/nmat1625. PMID:1658292

4.[email protected]

تقنية النانو أداة سحرية لعلاج الأمراض في المستقبل

5. https://savco.net/2019/02/12

تطبيقات تقنيات النانو في الطب البيطري