استفاده از نانوتکنولوژی برای بهبود التیام و ترمیم | فنانوری نانو

فناوری نانو در ترمیم زخم

فناوری نانو یا نانوتکنولوژی سنتز، ساختار و دینامیک ذرات نانومتری اتمی و مولکولی (حداکثر قطر 100 نانومتر) را که نانوذرات نامیده می‌شوند و محصولات نانو بر پایه آن‌ها ساخته می‌شوند، مطالعه می‌کند. با کاهش مقیاس به محدوده نانومتری، سطح ذره به صورت تصاعدی افزایش می‌یابد و در عین حال حجم آن کاهش می‌یابد.

این خصوصیت نانوذرات منجر به ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاصی شده که کاربردهای پزشکی متعددی را به خود اختصاص می‌دهند. در نتیجه خواص نوری، الکتریکی، مغناطیسی، کاتالیزوری، بیولوژیکی و مکانیکی قابل توجه آن‌ها را به کاندیدای عالی برای کاربرد در زمینه‌های مختلف مانند الکترونیک، رهایش دارو، اصلاح محیط، نشان‌دار‌سازی بیولوژیکی، سنجش و تصویربرداری شیمیایی، ذخیره‌سازی اطلاعات، فوتونیک و تجزیه تبدیل می‌کند.

فناوری نانو فرصتی را برای توسعه سیستم‌های جدید ترمیم زخم فراهم می‌کند که نه تنها مؤثر، بلکه مقرون به صرفه نیز هستند.

نانومواد در درمان زخم

درمان‌های فعلی ترمیم زخم معمولاً از نظر ساختاری (مانند اپیتلیالیزاسیون مجدد زخم و کنترل از دست دادن مایع) و یا از نظر عملکردی (مانند ویژگی‌های بافت‌شناسی که خاصیت ارتجاعی، دوام، حساسیت و غیره را تعیین می‌کنند) نتیجه بالینی خوبی ارائه نمی‌کنند. به همین دلیل، فناوری نانو از طریق خواص فیزیکوشیمیایی گسترده، یک حوزه تحقیقاتی قابل اعتماد برای درمان‌های ترمیم زخم است.

با تغییر نوع مواد، اندازه و بار الکتریکی نانوذرات، ویژگی‌های بیوشیمیایی آن‌ها مانند آبگریزی، برهم‌کنش با اهداف بیولوژیکی و سطوح عمیق‌تر نفوذ به بافت را می‌توان به‌راحتی برای هر نوع زخمی تنظیم کرد.

انواع نانوذرات مورد استفاده در کاربردهای ترمیم زخم

نانوتکنولوژی یک حوزه نوظهور با کاربردهای امیدوارکننده متعدد در پزشکی بازساختی است. مواد نانوساختار با ترکیب متغیر و با نقش‌های متفاوت در فرآیند بهبود زخم توسعه یافته‌اند. نانومواد برای بازسازی بافت را می‌توان تحت ساختارهای مختلفی توسعه داد: نانوذرات، نانوکره‌ها، نانوکپسول‌ها، نانوامولسیون‌ها، نانوحامل‌ها و نانوکلوئیدها.

دو نوع اصلی از نانوذرات (NPs) معمولاً در درمان زخم استفاده می‌شوند:

نانوذراتی که دارای ویژگی‌های ذاتی هستند که به بسته شدن زخم کمک می‌کنند.

نانوذرات به‌عنوان حامل‌های رهایش که برای عوامل درمانی استفاده می‌شوند.

مورد اول را می‌توان به نانومواد فلزی/ اکسید فلزی و نانومواد غیرفلزی تقسیم کرد.

نانوذرات فلزی

نانوذرات فلزی (MNPs) تولید شده از منابع معدنی در مقایسه با نانومواد آلی به دلیل خواص فیزیکوشیمیایی ذاتی منحصربه‌فردشان مؤثرتر هستند. اندازه کوچک و واکنش‌پذیری بالا آن‌ها را قادر می‌سازد تا عمیق‌تر به محل زخم نفوذ کنند و ارتباط بهتری با اجزای بیولوژیکی داشته باشند. علاوه بر این، MNP‌ها استحکام مکانیکی بیشتری دارند، می‌توانند رهایش کنترل شده دارو را تسهیل کنند و اثرات سمی بر قارچ‌ها و باکتری‌ها دارند. این خواص بیشتر نانوذرات فلزی را به‌عنوان کاندیدای عالی برای کاربردهای مختلف پزشکی از جمله ترمیم زخم تأیید می‌کند.

در این دسته از نانوذرات ترکیبات نقره، طلا و روی به دلیل خواص منحصر‌به‌فردشان: فعالیت ضد‌باکتریایی و کاهش نفوذ به پوست، بیشترین نانومواد مورد مطالعه قرار گرفته‌ هستند. .

نانوذرات نقره

بر اساس فهرست محصولات مصرفی فناوری نانو، نانوذرات نقره در 24 درصد از محصولات ثبت شده برای کاربردهای مختلف دیده می‌شوند. نانوذرات نقره (AgNP) بسیار پرکاربرد و تجاری‌سازی شده‌ترین نانومواد برای اهداف مختلف زیست‌پزشکی، به‌ویژه برای کاربرد در مراقبت از زخم هستند. این کاربردها از فعالیت ضدمیکروبی عالی آن‌ها ناشی می‌‎شوند، زیرا از دوران باستان، نقره و مشتقات آن برای جلوگیری از بروز عفونت در حین بهبود زخم استفاده شده است.

نانوذرات نقره می‌توانند بر محدودیت‌های ترکیبات استاندارد نقره غلبه کنند. برخی از خواص ضروری که نانوذرات نقره را در درمان و مدیریت بهبود زخم بسیار مفید می‌سازد، شامل سهولت سنتز آن‌ها با روش‌های مختلف و دستکاری راحت ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی مانند اندازه و مورفولوژی است برای کاربردهای خاص هستند.

به دلیل افزایش نسبت سطح به حجم، نانوذرات نقره در غلظت‌های کاهش‌یافته قوی‌تر هستند و در عین حال سمیت آن‌ها کاهش می‌یابد. نانوذرات نقره خالص می‌توانند آزادسازی سیتوکین ضد‌التهابی را تنظیم کنند تا بسته شدن سریع زخم را بدون افزایش جای زخم بهبود بخشند. با تحریک تمایز میوفیبروبلاست‌ها از فیبروبلاست‌های معمولی، AgNP‌ها انقباض زخم را افزایش می‌دهند و در‌نتیجه روند بهبودی را تسریع می‌کنند. علاوه بر این، نانوذرات نقره از طریق تکثیر و جابجایی کراتینوسیت‌ها، اپیتلیالیزاسیون مجدد اپیدرمی را تحریک می‌کنند.

AgNP‌ها دارای فعالیت ضدمیکروبی در برابر طیف وسیعی از میکروارگانیسم‌ها، از جمله انواع مقاوم به دارو هستند. نانوذرات نقره عمدتاً به دلیل خواص ضد‌التهابی و ضد‌باکتریایی قابل‌توجهی که دارند به‌عنوان عوامل درمانی برای اهداف ترمیم زخم استفاده می‌شوند. نانوذرات نقره را می‌توان به‌راحتی در پانسمان‌های زخم برای اثرات سریع و پایدار به‌کار برد.

نانوذرات طلا

نانوذرات طلا به‌عنوان عامل ضد عفونت کاربرد دارند. نانوذرات طلا به DNA باکتری متصل می‌شوند و خواص باکتریسیدال و باکتریواستاتیکی از خود نشان می‌دهند. برخی از مطالعات نشان داده‌اند که نانوکامپوزیت‌های طلا می‌توانند MRSA وP. aeruginosa را از طریق اثرات فوتوترمال از بین ببرند و باعث بسته شدن زخم شوند.