پلیمرها و مهندسی پزشکی (قسمت دوم)

1- سیستم دارو رسانی کنترل شده (Controlled releas):
درمان های دارویی در صورتی که به صورت کنترل شده ، در زمان مشخص و در موضعی مشخص انجام شوند، احتمال آسیب رسیدن به سایر بافت ها کاهش یافته و عوارض جانبی درمان کمتر می شود و متعاقب آن هزینه های دارویی به حداقل می رسد. دو نوع از کاربرد نانو پلیمرها در این زمینه پیوند پروتئین با پلیمر و درخت سان ها هستند. در پیوند پروتئین با پلیمر، سر آب دوست پلیمر در محلول آبی مایسل هایی را به وجود می آورد که در آزاد سازی کنترل شده دارو کاربرد دارند. درخت سان ها نیز مولکول هایی با قطر 1 تا 10 نانومتر هستند که می توانند از منافذ عروق و بافت های کوچک در ابعاد نانو عبور کنند. در سیستم دارو رسانی کنترل شده ، ماده دارویی مورد نظر در یک غشا ء پلیمری زیست تخریب پذیر یا سازگار محاط شده است. آنکپسوله کردن به وسیله پلیمریزاسیون فاز داخلی ، میکرو امولسیون پلیمری ، پلیمریزاسیون ترکیبی و انتشار امکان پذیر است. محققین به دنبال ساختارهای هیدروژلی متخلخلی هستند که به وسیله یک پلیمر بتوانند یک ساختار با تخلخل در ابعاد نانو برای سیستم های رهایش دارو ایجاد کنند.در حالت کلی ، نانو پلیمرهای مورد استفاده در رهایش کنترل شده دارو دو دسته اند:

• نانو پلیمرهای زیست سازگار
• نانو پلیمرهای زیست تخریب پذیر

نانو پلیمرهای زیست سازگار در بدن تخریب نمی شوند و یا سرعت تخریب آنها خیلی کم است. بنابراین باید به میزان خیلی کم از این ذرات استفاده کرد و یا امکان این مسئله را به وجود آورد که بعد از انتقال دارو این پلیمرها از بدن خارج شوند. در مقابل این دسته ، نانو پلیمرهای زیست تخریب پذیر پس از ورود به بدن به تدریج از بین رفته و دارو آزاد می شود.

2- داروهای پلیمری
از دو طریق می توان از نانو پلیمرها در این زمینه استفاده کرد. یکی استفاده از پلیمر فعال زیستی که مستقیمآ به صورت دارو عمل می کند و دیگری پیوند دارو با پلیمر است که از یک پلیمر محلول در آب ، یک عامل دارویی مناسب و یک اتصال گر تشکیل شده است.

3- اصول بازسازی رشد و بهبود بافت
همان گونه که بیشتر اشاره شد ، علم مهندسی بافت در پی تولید بافت های جدید و جای گذاری این بافت ها در بدن با عمل جراحی و یا تحریک بازسازی در محل مورد نظر است. مواد مورد استفاده در ابعادی بزرگتر از میکرون می باشند در نتیجه توانایی بازسازی بافت را ندارند. در صورتی که این مواد در ابعاد نانو مورد استفاده قرار گیرند ، از آنجا که ابعادی مشابه ترکیبات بافت های طبیعی دارند ، موفق تر عمل می کنند. بنابراین نانو پلیمرهای سنتزی به دلیل واکنشگری بالا و عملکردی مشابه پروتئین کنترل کننده رشد سلولی ، قابلیت ایجاد ساختار سه بعدی برای ایجاد بافت مورد نظر را دارند. هدف نهایی در این زمینه توانایی ایجاد اندام های مختلف مانند دریچه های نانو پلیمری قلب ، داربست استخوانی و غیره است. از جمله دستاوردهای علمی در این زمینه می توان به تولید غشای متخلل نانو فیبری مرتجع قابل جایگزینی بافت قلبی اشاره کرد.

در حالت کلی می توان مزایای استفاده از نانو تکنولوژی در علوم پزشکی را به دو دسته تقسیم کرد:

۱- به علت توانایی نفوذ به قسمت های مختلف بدن می توان از این ذرات د درمان بیماری های پوستی، عروقی و حتی لوازم آرایشی و بهداشتی نیز استفاده کرد.
2- به علت اندازه این ذرات محدودیتی برای پزشکان در زمینه تجویز دارو وجود ندارد.

قابل ذکر است بیشترین فروش نانو ذرات در صنایع داروسازی بوده است و طی 10 تا 15 سال گذشته صنایع دارو سازی بیش از 180 میلیارد دلار فروش داشته اند که تقریباً نیمی از آن متعلق به نانو تکنولوژی در واکسن سازی ، می توان امید آن را داشت که در سال های آتی ایران به جایگاه شایسته ای در زمینه نانو تکنولوژِی در زمینه پزشکی دست یابد. یکی دیگر از نکات مشترک مهندسی پزشکی و پلیمر در مواد هوشمند است. مواد هوشمند که یکی از جدیدترین زمینه های تحقیقاتی می باشند ، دید نوینی به بسیاری از محققین در زمینه های مختلف ارایه کرده اند. این مواد با قرار گرفتن در شرایط خاص مانند آلیاژهای حافظه دار که در واکنش به تغییر دما ، دچار تغییر شکل ناشی از تغییر فاز می شوند ، قابلیت حسگری و تحریک پذیری از خود نشان می دهند. پلیمرهای هوشمند نیز بخش مهمی از این مواد هستند. برای مثال از پلیمرهای الکترواکتیو در ساخت ماهیچه های مصنوعی استفاده شده است. گرچه در حال حاضر قدرت مکانیکی این ماهیچه ها ضعیف است اما امید آن می رود که در آینده بتوان از این ماهیچه های مصنوعی استفاده کرد. پلیمرهای هوشمند دیگری که در پزشکی می توانند مورد استفاده قرار گیرند، هیدروژل های حساس به تغییرات PH ورودی است. از این هیدروژل ها می توان در سیستم رهایش کنترل شده دارو استفاده کرد. این هیدروژل ها (مانند ترشح انسولین براساس میزان گلوکز خون) می توانند بر اثر واکنش های مختلف بدن داروهایی در بدن ترشح کنند.

علاوه بر مباحث ریزتر و تخصصی تر که در بالا ذکر شد ، می توان به استفاده از پلیمر در ساخت لوله های مختلف تصویر برداری پزشکی ، تجهیزات پزشکی ، سرنگ ها و اندام های مصنوعی نیز اشاره کرد. یکی دیگر از زمینه های مهم کاربرد پلیمر در زمینه بسته بندی این تجهیزات ، داروها و ... است. به صورتی که آلودگی وارد نشده و شرایط رشد ویروسها فراهم نشود. همان گونه که در این مقاله بحث شد ، پیوند علم پلیمر با مهندسی پزشکی و ساخت تجهیزات پزشکی ناگسستنی است و به جرات می توان گفت یکی از زمینه های مهم و کاربردی این علم در همین زمینه است.