- ارسال ها
- 538
- لایک ها
- 1,316
- امتیاز
- 0
کاربرد نانوذرات آنتی باکتريال در درمان عفونت‌ها
[TABLE="class: text"]
[TR]
[TD="align: justify"]گروهی از پژوهشگران دانشگاه‌های تهران، مونس بلژیک، خرونینگن و تونت هلند، با بررسی خواص آنتی‌باکتریال نانوذرات مغناطیسی اکسیدآهن از این نانوذرات به عنوان آنتی‌باکتریال زیست‌سازگار استفاده کردند. این پژوهشگران با هدایت مغناطیسی خارجی نانوذرات مغناطیسی اکسیدآهن به طرف کلونی باکتری توانستند کارایی آنتی‌باکتریالی این نانوذرات را تا چند برابر آنتی‌بیوتیک جنتامایسین افزایش دهند.
استفاده از بیومتریال برای بازگرداندن عملکرد و یا ترمیم بخشی از بافت بیمار یا مجروح بسیار متداول است. این بیومتریال‌ها در بسیاری موارد به عنوان ایمپلنت‌های ارتوپدی از قبیل پروتز یا ایمپلنت قلبی-عروقی استفاده می‌شود. علی‌رغم طراحی مناسب و کاشت موفق این ایمپلنت، در برخی موارد این عملیات به علت عفونت‌های ایجاد شده با شکست روبرو می‌شود. عفونت بعد از کاشت بیومتریال مانند گرافت عروقی، مش جراحی، ران و پروتز مفصل زانو، دستگاه تنظیم ضربان قلب و... یکی از مهمترین مسائل در عملکرد موفقیت‌آمیز این کاشت‌هاست.
این عفونت‌های ایجاد شده در بیومتریال معمولا با تجویز آنتی‌بیوتیک درمان می‌شود. با این حال به دلیل تشکیل لایه‌های پایدار از باکتری‌ها به صورت بیوفیلم در سطح ایمپلنت و افزایش مقاومت در برابر آنتی‌بیوتيک‌ها، درمان این عفونت‌ها با مشکل مواجه می‌شود و تا جایی که در برخی موارد موجب عدم کارایی بیومتریال کاشته شده می‌شود و مستلزم یک عمل جراحی دیگر برای برداشتن منطقه آلوده و کاشت مجدد بیومتریال می‌شود.
تکرار جراحی‌ها برای بیمار بسیار سخت و دردناک است. به همین منظور نیاز به راه‌حل‌های دیگر برای جبران این کاستی‌ها در استفاده از آنتی‌بیوتیک‌ها احساس می‌شود. دکتر شهریار شریفی که هم‌اکنون در دانشکده مهندسی بیومواد دانشگاه خرونینگن و تونت هلند مشغول به کار است، با همکاری دکتر مرتضی محمودی از مرکز تحقیقاتی نانو فناوری دانشگاه تهران و عضو انستیتو پاستور ایران و با مشارکت استادان دانشگاه خرونینگن، تونت هلند و مونس بلژیک به بررسی خاصیت آنتی‌باکتریالی نانوذرات مغناطیسی اکسیدآهن و زیست‌سازگاری این نانوذرات پرداختند.
آنان همچنین برای برطرف کردن کاستی‌های آنتی‌بیوتیک‌های رایج در درمان عفونت‌های بیومواد کاشته شده، از یک میدان مغناطیسی خارجی برای هدایت این نانوذرات مغناطیسی به محل کلونی باکتری‌ها استفاده کردند که این عمل باعث افزایش چند برابری خاصیت آنتی‌باکتریالی آنها نسبت به جنتامایسین شد.
دکتر شریفی در این باره افزود: «برای این تحقیقات ابتدا به ارزیابی امکان استفاده از SPOINها (نانوذرات سوپرپارامغناطیسی اکسیدآهن) به عنوان آنتی‌باکتریال پرداخته شد. این انتخاب نیز با دانش بر اینکه نانوذرات فلزی اکثرا دارای خواص ضدباکتری است، صورت گرفت. اگرچه کاربرد آنها به خاطر سمیت‌شان چندان گسترده نیست، نتایج این تحقیقات نشان داد که SPOINها فقط باعث از بین رفتن باکتری‌های موجود می‌شود و به سلول‌های بدن انسان هیچ آسیبی نمی‌رساند.»
مبارزه با عفونت‌های ایجاد شده در بافت‌ها با توجه به تشکیل بیوفیلم‌های مقاوم در برابر آنتی‌باکتریال‌ها همیشه آسان نبوده است. باکتری‌های دخیل در عفونت کاشتنی‌ها اغلب خود را در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها و سیستم ایمنی میزبان با تشکیل یک ماتریس از مواد اگزوپلیمریک (exopolymer IC مقاوم می‌سازند به طوری که نفوذ آنتی‌بیوتیک و سیستم ایمنی میزبان را به این ماتریس ناممکن می‌سازد.
دکتر شریفی نیز در رابطه با مکانیزم عمل و افزایش کارایی SPOINها گفت: «به علت خواص مغناطیسی ویژهی SPOINها، برآن شدیم تا با استفاده از یک میدان مغناطیسی خارجی، نانوذرات را به محل کلونی باکتری‌ها هدایت کنیم. با این عمل باعث نفوذ بیشتر و عمقیتر نانوذرات در بیوفیلم تشکیل یافته، شدیم. SPOINهای نفوذ کرده به درون بیوفیلم، به خاطر سطح ویژه بسیار زیاد ناشی از اندازه بسیار ریز و نانویی آن (در حدود 5 نانومتر)، اکسیژن فعال تولید می‌کند. این اکسیژن فعال تولید شده دیواره باکتری را تخریب کرده و آن را از بین می‌برد.»
او در ادامه به نتایج به‌دست آمده از این تحقیقات اشاره کرد و ابراز داشت: «این مطالعات نشان می‌دهد که میزان خاصیت آنتی‌باکتریالی این نانوذرات را می‌توان با عاملدار کردن آنها کنترل کرد. SPIONهای عاملدار شده به آمین، اسید و پلی اتیلن‌گلیکول را می‌توان برای از بین بردن باکتری‌های استافیلوکوکوس در بیوفیلم در حال رشد، استفاده کرد. همچنین با استفاده از میدان مغناطیسی خارجی، اثر SPOINها را تا چند برابر اثر جنتامایسین برروی بیوفیلم استافیلوکوکوس مقاوم به جنتامایسین افزایش داد و می‌توان نوید داد که با جایگزینی SPOINها در درمان این نوع عفونت‌ها، می‌توان هزینه‌های زیاد درمان را نیز کاهش داد و راحتی بیشتری را برای بیمار فراهم کرد.»
نتایج این کار تحقیقاتی در مجله Acta Biomaterialia (جلد 8، شماره 6، جولای سال 2012) منتشر شده است. علاقمندان می‌توانند متن مقاله را در صفحات 2047 الی 2055 همین شماره مشاهده نمایند.
[/TR]
[/TABLE]
[TABLE="class: text"]
[TR]
[TD="align: justify"]گروهی از پژوهشگران دانشگاه‌های تهران، مونس بلژیک، خرونینگن و تونت هلند، با بررسی خواص آنتی‌باکتریال نانوذرات مغناطیسی اکسیدآهن از این نانوذرات به عنوان آنتی‌باکتریال زیست‌سازگار استفاده کردند. این پژوهشگران با هدایت مغناطیسی خارجی نانوذرات مغناطیسی اکسیدآهن به طرف کلونی باکتری توانستند کارایی آنتی‌باکتریالی این نانوذرات را تا چند برابر آنتی‌بیوتیک جنتامایسین افزایش دهند.
استفاده از بیومتریال برای بازگرداندن عملکرد و یا ترمیم بخشی از بافت بیمار یا مجروح بسیار متداول است. این بیومتریال‌ها در بسیاری موارد به عنوان ایمپلنت‌های ارتوپدی از قبیل پروتز یا ایمپلنت قلبی-عروقی استفاده می‌شود. علی‌رغم طراحی مناسب و کاشت موفق این ایمپلنت، در برخی موارد این عملیات به علت عفونت‌های ایجاد شده با شکست روبرو می‌شود. عفونت بعد از کاشت بیومتریال مانند گرافت عروقی، مش جراحی، ران و پروتز مفصل زانو، دستگاه تنظیم ضربان قلب و... یکی از مهمترین مسائل در عملکرد موفقیت‌آمیز این کاشت‌هاست.
این عفونت‌های ایجاد شده در بیومتریال معمولا با تجویز آنتی‌بیوتیک درمان می‌شود. با این حال به دلیل تشکیل لایه‌های پایدار از باکتری‌ها به صورت بیوفیلم در سطح ایمپلنت و افزایش مقاومت در برابر آنتی‌بیوتيک‌ها، درمان این عفونت‌ها با مشکل مواجه می‌شود و تا جایی که در برخی موارد موجب عدم کارایی بیومتریال کاشته شده می‌شود و مستلزم یک عمل جراحی دیگر برای برداشتن منطقه آلوده و کاشت مجدد بیومتریال می‌شود.
تکرار جراحی‌ها برای بیمار بسیار سخت و دردناک است. به همین منظور نیاز به راه‌حل‌های دیگر برای جبران این کاستی‌ها در استفاده از آنتی‌بیوتیک‌ها احساس می‌شود. دکتر شهریار شریفی که هم‌اکنون در دانشکده مهندسی بیومواد دانشگاه خرونینگن و تونت هلند مشغول به کار است، با همکاری دکتر مرتضی محمودی از مرکز تحقیقاتی نانو فناوری دانشگاه تهران و عضو انستیتو پاستور ایران و با مشارکت استادان دانشگاه خرونینگن، تونت هلند و مونس بلژیک به بررسی خاصیت آنتی‌باکتریالی نانوذرات مغناطیسی اکسیدآهن و زیست‌سازگاری این نانوذرات پرداختند.
آنان همچنین برای برطرف کردن کاستی‌های آنتی‌بیوتیک‌های رایج در درمان عفونت‌های بیومواد کاشته شده، از یک میدان مغناطیسی خارجی برای هدایت این نانوذرات مغناطیسی به محل کلونی باکتری‌ها استفاده کردند که این عمل باعث افزایش چند برابری خاصیت آنتی‌باکتریالی آنها نسبت به جنتامایسین شد.
دکتر شریفی در این باره افزود: «برای این تحقیقات ابتدا به ارزیابی امکان استفاده از SPOINها (نانوذرات سوپرپارامغناطیسی اکسیدآهن) به عنوان آنتی‌باکتریال پرداخته شد. این انتخاب نیز با دانش بر اینکه نانوذرات فلزی اکثرا دارای خواص ضدباکتری است، صورت گرفت. اگرچه کاربرد آنها به خاطر سمیت‌شان چندان گسترده نیست، نتایج این تحقیقات نشان داد که SPOINها فقط باعث از بین رفتن باکتری‌های موجود می‌شود و به سلول‌های بدن انسان هیچ آسیبی نمی‌رساند.»
دکتر شریفی نیز در رابطه با مکانیزم عمل و افزایش کارایی SPOINها گفت: «به علت خواص مغناطیسی ویژهی SPOINها، برآن شدیم تا با استفاده از یک میدان مغناطیسی خارجی، نانوذرات را به محل کلونی باکتری‌ها هدایت کنیم. با این عمل باعث نفوذ بیشتر و عمقیتر نانوذرات در بیوفیلم تشکیل یافته، شدیم. SPOINهای نفوذ کرده به درون بیوفیلم، به خاطر سطح ویژه بسیار زیاد ناشی از اندازه بسیار ریز و نانویی آن (در حدود 5 نانومتر)، اکسیژن فعال تولید می‌کند. این اکسیژن فعال تولید شده دیواره باکتری را تخریب کرده و آن را از بین می‌برد.»
او در ادامه به نتایج به‌دست آمده از این تحقیقات اشاره کرد و ابراز داشت: «این مطالعات نشان می‌دهد که میزان خاصیت آنتی‌باکتریالی این نانوذرات را می‌توان با عاملدار کردن آنها کنترل کرد. SPIONهای عاملدار شده به آمین، اسید و پلی اتیلن‌گلیکول را می‌توان برای از بین بردن باکتری‌های استافیلوکوکوس در بیوفیلم در حال رشد، استفاده کرد. همچنین با استفاده از میدان مغناطیسی خارجی، اثر SPOINها را تا چند برابر اثر جنتامایسین برروی بیوفیلم استافیلوکوکوس مقاوم به جنتامایسین افزایش داد و می‌توان نوید داد که با جایگزینی SPOINها در درمان این نوع عفونت‌ها، می‌توان هزینه‌های زیاد درمان را نیز کاهش داد و راحتی بیشتری را برای بیمار فراهم کرد.»
نتایج این کار تحقیقاتی در مجله Acta Biomaterialia (جلد 8، شماره 6، جولای سال 2012) منتشر شده است. علاقمندان می‌توانند متن مقاله را در صفحات 2047 الی 2055 همین شماره مشاهده نمایند.
منبع: nano.ir
[/TD][/TR]
[/TABLE]