อนุภาคนาโนกำลังเคลื่อนที่เพื่อการแพทย์

โมเลกุลไม่เคลื่อนที่เร็วมากด้วยตัวมันเอง หากพวกเขาต้องพึ่งพาการแพร่กระจายเพียงอย่างเดียว ซึ่งเป็นกระบวนการที่ช้าและไม่มีประสิทธิภาพซึ่งเชื่อมโยงกับการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนของอนุภาคและโมเลกุลขนาดเล็กในสารละลาย ตัวอย่างเช่น โมเลกุลโปรตีนจะใช้เวลาประมาณสามสัปดาห์ในการเคลื่อนตัวไปตามเส้นใยประสาทหนึ่งเซนติเมตร นี่คือสาเหตุที่กลไกการขนส่งที่ใช้งานอยู่ในเซลล์

และในร่างกาย

มนุษย์ หากไม่มีกลไกเหล่านี้ กระบวนการทั้งหมดของชีวิตจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งจะทำให้หอยทากดูรวดเร็วการเคลื่อนไหวแบบแอคทีฟยังเป็นคุณสมบัติของจุลินทรีย์หลายชนิดที่ว่ายเพื่อหาแหล่งอาหาร ที่สำคัญ กระบวนการนี้ซึ่งเรียกว่าเคมีบำบัด ไม่ต้องการความช่วยเหลือจากระบบประสาทส่วนกลาง 

แม้ว่าแบคทีเรียและจุลินทรีย์อื่นๆ จะมีชีวิตอยู่ เช่นเดียวกับเซลล์ในร่างกายของเรา แต่พฤติกรรมการว่ายน้ำของพวกมันจะถูกควบคุมโดยกลไกป้อนกลับทางเคมีทั้งหมด ซึ่งหมายความว่าการขนส่งแบบแอคทีฟไม่จำเป็นต้องจำกัดเฉพาะสิ่งมีชีวิตเท่านั้น แท้จริงแล้ว หลายคนสงสัยว่ามันสามารถใช้ขับเคลื่อน

อนุภาคนาโนสังเคราะห์ได้หรือไม่ ถ้าพูดสั้นๆ ก็คือ เราสามารถสร้างอนุภาคนาโนที่ “ว่าย” อย่างแข็งขันผ่านสภาพแวดล้อมในลักษณะที่ควบคุมได้ หรือตอบสนองต่อสัญญาณภายนอกการตระหนักถึงสถานการณ์ “อนุภาคนาโนว่ายน้ำ” ดังกล่าวจะมีความหมายกว้างไกลสำหรับนาโนการแพทย์ 

ตัวอย่างเช่น การขนส่งอนุภาคนาโนโดยตรงจะช่วยให้แพทย์สามารถส่งสารประกอบทางเภสัชกรรมไปยังบริเวณ “เป้าหมาย” ขนาดเล็กที่ต้องการ แทนที่จะส่งทั่วร่างกาย การจัดส่งแบบควบคุมดังกล่าวจะหลีกเลี่ยงการสัมผัสสารเคมีที่เป็นพิษอย่างเป็นระบบโดยไม่จำเป็น และอาจอนุญาตให้ใช้ยาที่มีฤทธิ์แรงมาก

ขึ้น การจัดส่งอนุภาคนาโนที่มีการควบคุมยังสามารถปรับปรุงการรักษามะเร็งที่ใช้นาโนที่มีอยู่ได้อย่างมาก ตัวอย่างเช่น บางครั้งอนุภาคนาโนสะสมในเนื้องอกด้วยตัวมันเอง เนื่องจากความแตกต่างของหลอดเลือดของเนื้องอกเมื่อเทียบกับหลอดเลือดที่ส่งสารอาหารไปยังเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดี 

หากอนุภาค

นาโนเหล่านี้ทำจากวัสดุที่ดูดซับรังสี หรือตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กของเครื่องปรับอากาศ จากนั้นอนุภาคนาโนจะถูกทำให้ร้อน ทำให้เนื้อเยื่อเนื้องอกตายจากภาวะอุณหภูมิเกิน อย่างไรก็ตาม จนถึงตอนนี้ การทดลองเกี่ยวกับการรักษาประเภทนี้อาศัยการขนส่งแบบพาสซีฟ ซึ่งหมายความว่าอนุภาคนาโน

ไม่ได้รับการควบคุมหรือแปลเป็นภาษาท้องถิ่นได้ดีในเนื้องอกการเคลื่อนที่ของแม่เหล็กต่อไปนี้เป็นคำถามที่สำคัญ: เราจะส่งอนุภาคนาโนไปยังตำแหน่งเฉพาะในร่างกาย เช่น เนื้องอกได้อย่างไร ไม่น่าแปลกใจเลยที่นักฟิสิกส์จะต้องใช้แรงเพื่อควบคุมและรวมอนุภาคนาโนในพื้นที่ที่สนใจ 

ตัวอย่างเช่น อนุภาคแม่เหล็กสามารถถูกดึงในการไล่ระดับของสนามแม่เหล็ก ในขณะที่อนุภาคที่ไม่ใช่แม่เหล็กก็จะสัมผัสได้ถึงแรงในลำแสงที่โฟกัสหรือการไล่ระดับสีทางเคมี อย่างไรก็ตาม การสร้างการไล่ระดับสีที่แข็งแกร่งเพียงพอในปริมาตรที่มากตามที่จำเป็นภายในร่างกายนั้นเป็นสิ่งที่ท้าทาย 

การค้นหา

วิธีการขับเคลื่อนอนุภาคที่ไม่ต้องการการใช้การไล่ระดับสีภายนอกจึงเป็นพื้นที่ของการวิจัย และความคืบหน้าบางอย่างได้เกิดขึ้นแล้ว เป็นไปได้ เช่นความยากอีกประการหนึ่งคือการควบคุมการเคลื่อนที่ของอนุภาคภายในร่างกายนั้นยังห่างไกลจากเรื่องเล็กน้อย โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากอนุภาค

จำเป็นต้องแทรกซึมเข้าไปในเนื้อเยื่อแทนที่จะเคลื่อนที่ผ่านกระแสเลือดเพียงอย่างเดียว ทั้งเนื้อเยื่อและของเหลว (เช่น เมือกที่เกาะปอด กระเพาะอาหาร และลำไส้) ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันแบคทีเรียและเชื้อโรคอื่นๆ แม้ว่าของเหลวและเนื้อเยื่อที่มีความสำคัญทางชีวการแพทย์จะประกอบด้วยน้ำเป็นส่วนใหญ่ 

แต่ก็มีเครือข่ายโมเลกุลขนาดใหญ่ที่หนาแน่นซึ่งอาจกีดขวางทางเดินของนักว่ายน้ำระดับนาโนได้ ตัวอย่างเช่น ของเหลวระหว่างเลนส์และเรตินาในดวงตาของคุณ  น้ำวุ้นตา  ประกอบด้วยโครงข่ายของเส้นใยคอลลาเจน โปรตีน และโพลีแซคคาไรด์สายยาวที่มีขนาดตาข่ายไม่กี่ร้อยนาโนเมตร 

ซึ่งยากที่อนุภาคขนาดใหญ่จะทะลุผ่านได้ .งานวิจัยปัจจุบันศึกษาว่าอนุภาคที่ขับเคลื่อนตัวเองเคลื่อนที่ โต้ตอบ และก่อให้เกิดการจัดระเบียบตนเองและพฤติกรรมส่วนรวมได้อย่างไรเพื่อรับมือกับความท้าทายนี้ กลุ่มวิจัยของฉันได้พัฒนาวิธีการประดิษฐ์ที่ช่วยให้เราสามารถขยายอนุภาคแม่เหล็กนับแสนล้าน

ในรูปของใบพัดเกลียว ใบพัดนาโนเหล่านี้ (ดูภาพ) สามารถเติบโตได้จากวัสดุหลายชนิด รวมถึงวัสดุที่เข้ากันได้ทางชีวภาพ เช่น ซิลิกา ทอง หรือเหล็กออกไซด์ และมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 40 นาโนเมตรถึง 1 ไมครอน พวกมันมีโมเมนต์แม่เหล็กตั้งฉากกับแกนยาว และเมื่อหมุนสนามแม่เหล็ก

ที่เป็นเนื้อเดียวกัน อนุภาครูปสกรูก็เริ่มหมุนเช่นกัน โดยเคลื่อนที่ไปข้างหน้าเหมือนสว่านขนาดเล็ก ถ้าเราสร้างใบพัดนาโนให้เล็กพอ พวกมันสามารถเล็ดลอดผ่านเครือข่ายของโมเลกุลขนาดใหญ่ได้ ผลที่ตามมาคือ สว่านนาโนสามารถคดเคี้ยวระหว่างโมเลกุลขนาดใหญ่และโครงสร้างเส้นใยที่กีดขวางหรือป้องกัน

การขนส่งของอนุภาคขนาดใหญ่2014 ACS นาโน 8 8794 ).เอ็นไซม์ตกแต่งกลยุทธ์ทางเลือกในการช่วยให้อนุภาคนาโนเคลื่อนที่ผ่านของไหลที่มีความหนืดได้คือการ “ตกแต่ง” อนุภาคเหล่านี้ด้วยเอนไซม์ที่ช่วยอำนวยความสะดวกในการขนส่ง ตัวเลือกนี้เลียนแบบกลยุทธ์ที่ใช้โดยเชื้อโรคบางชนิด

เพื่อเคลื่อนที่ผ่านสภาพแวดล้อมภายในร่างกายที่อาจเป็นปฏิปักษ์ต่อความก้าวหน้าของพวกมัน ตัวอย่างเช่น แบคทีเรียเฮลิโคแบคเตอร์ ไพโลไรได้พัฒนาวิธีการว่ายผ่านเมือกที่เกาะผนังกระเพาะอาหาร เคล็ดลับของมันคือการขับเอนไซม์ยูรีเอสออกมา ซึ่งจะเพิ่มค่า pH เฉพาะที่ผ่านปฏิกิริยาเคมี 

credit: iwebjujuy.com lesrained.com IowaIndependentsBlog.com generic-ordercialis.com berbecuta.com Chloroquine-Phosphate.com omiya-love.com canadalevitra-20mg.com catterylilith.com lucianaclere.com