فوائد تقنية النانو واستخداماتها في الاحياء

فوائد تقنية النانو واستخداماتها في علم الأحياء إن تقنية النانو هي علم يدرس المادة على المستوى الجزيئي والذري.

إنها تسمى تقنية النانو أو تقنية الجسيمات النانوية، وتقنية النانو تدور حول ابتكار طرق جديدة تقاس بالنانومتر.

(هذا جزء من المليون من المليمتر)، وهذه التقنية لا تتعامل فقط مع البيولوجيا ولكن أيضًا مع خصائص المواد. تكمن صعوبة تقنية النانو في القدرة على التحكم في الذرات التي تكونت بواسطة المواد المجزأة.

كيف تعمل تقنية النانو؟

• تقنية النانو هي جزيئات مُصنَّعة هندسيًا، يستخدم بعضها لربط الخلايا الحية للأغراض الطبية.
• البعض الآخر عبارة عن نظام توصيل من خلال كبسولات مجوفة مصنوعة من مواد أخرى.
• هذا هو الحال عندما يتم نقل الأدوية والأصباغ مباشرة، ومن أجل الحفاظ على الجسيمات الرئيسية سليمة حتى التسليم، يتم تغطيتها بمواد واقية مثل السيليكا.
• ثم يتم امتصاص هذه الطبقات ويؤدي الجسيم خدمته في العديد من التطبيقات مثل عيادات الأطباء والطب والجراحة.

أنظر أيضا: استكمال البحث في تكنولوجيا النانو وتطبيقاتها

أفضل تطبيقات النانو في علم الأحياء

كشف البروتين

• تستخدم مجموعة من الأدوات المجهرية باستخدام ذرات الذهب المعروفة باسم الأصباغ والجسيمات النانوية في اكتشاف البروتين.
  • تُستخدم مع الكاميرات أو عمليات المسح، ولكن هناك مشكلة شائعة وهي أن كفاءتها محدودة.
• يمكن أن تكون تقنية النانو أكثر دقة للجسيمات النانوية أو الأصباغ المشتتة أو الجسيمات أو كليهما.

معالجة السرطان

• أحد الاستخدامات الأكثر شيوعًا لتقنية النانو هو علاج السرطان للعديد من الأشخاص.
  • وهناك تطورات فيما يتعلق بإمكانية فحص وعلاج سرطان البروستاتا والقولون بتقنية النانو.
• يتم إبراز الخلايا المستهدفة بواسطة صورة الأشعة السينية بهدف علاج السرطان.
  • لكي يكون العلاج أكثر فعالية، يجب أن يكون الكشف أكثر دقة.
• تزيد تقنية النانو من احتمالية وصول الجسيمات النانوية (الأصباغ، وذرات الذهب) إلى الخلايا السرطانية.
  • هذا يزيد من معدل الكشف، مما يساعد على تسريع اكتشاف المشكلة وعلاجها، وبالتالي تقليل معدلات الإصابة بسرطان القولون والبروستاتا.

هندسة الانسجة

• هندسة الأنسجة هي واحدة من المجالات التي تطورت بقوة.
  • ويشمل ذلك استبدال ألواح العظام المكسورة والمفاصل الجديدة، خاصة بعد الحوادث.
• ولكن كالعادة تنشأ مشكلة وهي استخدام التيتانيوم في مثل هذه الحالات.
  • ما يمكن أن يعتبره الجسم كائنًا غريبًا ويرفضه بسهولة.
• في اكتشاف جديد لهندسة الأنسجة، الجسيمات النانوية.
  • من الممكن أن تندمج الأنسجة والعظام الجديدة في أنسجة جديدة.
• يمكن استخدام هذه التقنية لتمرير العناصر الغذائية، وتطوير هذه التقنية.
  • سيكون لها أكبر تأثير على التقدم في الجراحة التجميلية وزرع الأعضاء.

الترميز البصري متعدد الألوان

• يعد الترميز اللوني أحد الجوانب المهمة للتسلسل في علم الوراثة.
  • يوفر خريطة مرئية للبروتينات والجينات، مما يسهل تحديد العيوب والتسلسلات والتشوهات.
• كانت المشكلة الرئيسية في نظام الصباغ القديم هي أن الألوان في التدرج اللوني كانت محدودة.
  • ولكن مع تطور الجسيمات الملونة وتكنولوجيا النانو، أصبح النظام الجديد ممكنًا.
  • باستخدام مركب أشباه الموصلات، يمكن معالجتها بحرية أكبر وتشكيل ألوان جديدة.

اقرأ المزيد أيضًا: ما هي تقنية النانو في الكيمياء؟

التلاعب بالخلية

• يكمن جمال الجسيمات النانوية في أنها مصنوعة من مواد يسهل التعامل معها ولها بعض الخصائص المناسبة.
  • يستخدم البعض في شكل كبسولة للتشتت.
  • نقل العناصر إلى منطقة معينة من الجسم أثناء استخدام المغناطيسية للتلاعب بشكل الخلايا.
• يمكن أيضًا استخدام سماكات ومناطق مختلفة من المعدن بسبب تأثير الجسيمات والقوة المغناطيسية.
  • في هذه الحالة، يتم التلاعب بالتكنولوجيا نفسها، وليس فقط الخلايا البيولوجية.
  • هذه الطريقة مثالية لمعالجة كل مشكلة على حدة.

اكتشاف تجاري

• من خلال فهمنا لتقنية النانو، فإن هذا يقود المطورين إلى مجالات أخرى غير الطب.
  • هناك بعض الأعمال المتعلقة بالإمدادات الطبية.
  • مثل العناصر المضادة للميكروبات وإنتاج المستضدات مع جزيئات الفضة النانوية.
• بالإضافة إلى عدد من المطورين الذين يرغبون في استخدام تكنولوجيا النانو والمعادن للبحث في أنظمة التصفية.
  • 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 بالإضافة إلى مقاومته للعدوى.
• وهكذا أثبتت النتائج القدرة المذهلة للبلورات الفضية على قتل أنواع مختلفة من الجراثيم والفيروسات.
  • وأنواع البكتيريا الضارة نتيجة تصغير هذه الحبوب إلى نسبة أقل من 5 نانومتر.
  • والتي من خلال عملية معينة تكون أيقونات فضية سامة مسئولة عن قتل الفيروسات والجراثيم.

لا تفوت القراءة: ما هي تقنية النانو وما هي تطبيقاتها وفوائدها.

قذائف نانوية من الذهب لهزيمة السرطان

• وهكذا، عند حقنها في الجسم، تسمى الحبيبات الذهبية أصداف.
  • لأنه يشبه الرصاص الصاروخي الذي يصيب الورم أو الخلايا السرطانية ويقتلها.
• بعد الانتهاء من مهامهم القتالية، تبقى نسبة صغيرة من الحبيبات الذهبية في الجسم، ولا تسبب أي ضرر أو تسمم.
  • لأن معدن الذهب يتوافق بشكل جيد مع البيئة البيولوجية لجسم الإنسان.

موصلات الأدوية لمحاربة السرطان

• تمكنت تقنية النانو من ابتكار أنواع من سلالم الأدوية التي تهزم وتزيل أخطر أنواع السرطان.
  • وهو ما يعرف بسرطان الخلايا النجمية.
• والسرطان الذي يصيب خلايا المخ يصعب للغاية إزالته لأنه في موقع دقيق ودقيق.
  • وهكذا، في عام 2005، أعلنت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية عن استخدام أحد الأدوية النانوية لعلاج FDA (علاج سرطان الثدي).

اقرأ أيضًا: بحث في تطبيقات تقنية النانو في الطب

مستقبل تكنولوجيا النانو

• بالنسبة للكثيرين، أصبحت تقنية النانو مستقبل الطب والميكانيكا الحيوية.
  • ومع ذلك، نظرًا لطبيعة هذه التقنية ودقة تفاصيلها، يبدو الحصول على هذه التقنية أمرًا صعبًا.
• لكن الحقيقة هي أن هناك مجالًا واسعًا للمشاريع المستقبلية مع استهداف الخلايا ونظام توصيل الأدوية.
  • ولجعلها أكثر فعالية وأرخص.
• وهناك آمال أيضًا في جعل هذه الأجهزة متعددة الوظائف في جراحات مختلفة ذات فوائد طبية.
  • بهذه الطريقة، تصبح تقنية النانو مجالًا مفتوحًا في الطب، حيث يوجد الكثير لنتعلمه.

مزايا تقنية النانو

• تحسين أنظمة تنقية المياه وعمليات التصنيع وشبكات الكهرباء.
• تعزيز طب النانو والصحة البدنية.
• التغذية على نطاق واسع وتحسين طرق إنتاج الغذاء.
• البنية التحتية للسيارات.
• قد تتطلب المنتجات التي يتم تصنيعها باستخدام تقنية النانو القليل من الأعمال الأساسية أو الصيانة أو قد لا تتطلب أي صيانة بينما تكون غير مكلفة وعالية الإنتاجية ومتطلبات طاقة ومواد متواضعة.
• الأطعمة والمحاصيل المعدلة وراثيًا التي تساعد على زيادة الإنتاج الزراعي بأقل قدر من العمالة.
• هذا يزيد من مهارات الاتصال وقدرة تخزين المعلومات.
• زيادة القدرة التصنيعية النظيفة وذات الكفاءة العالية.
• العمل على دعم وتحسين جوانب التغذية الذكية التفاعلية لجميع الأطعمة القوية والمعتمدة.
• وفرة المواد الطبيعية المستخدمة في توفير مصادر المياه النظيفة.

مخاطر استخدام تقنية النانو

هناك مخاوف من جمعيات حماية البيئة ضد تطبيقات النانو، والتي توصف بأنها عقوبة محتملة، بما في ذلك:

• إمكانية التلوث.
• التسمم باستنشاق حبيبات الكربون (مادة نانوية).
• إمكانية تطوير بكتيريا جديدة.
• آلات تصنيع مبرمجة لحقن المعلومات الجينية فيها من خلال حبيبات فيروسية يمكنها بسهولة دخول رئتي الإنسان والجلد والأمعاء.
• لا يوجد دليل على تأثير هذه الحبيبات على صحة الإنسان.

مزايا تقنية النانو واستخداماتها في علم الأحياء، النانو مشتق من النانومتر كوحدة قياس، مما يعني تطوير منتجات النانو، وتقنية النانو هي مجموعة من التقنيات والتطبيقات التي تهدف إلى تحقيق مستوى عالٍ من الدقة في الأشكال، أحجام ووظائف المواد ومكوناتها.

وبذلك تتحكم وظائف الأدوات المستخدمة في العديد من المجالات مثل الفضاء والطب والطب والاتصالات والهندسة والصناعة والزراعة وغيرها.