غير مصنف

انقاذ‭ ‬الحياة‭ بتكنولوجيا‭ ‬النانو ‭

التقِ‭ ‬بالمسعفين‭ ‬الصغار‭ ‬الذين‭ ‬يمكنهم‭ ‬قهر‭ ‬الأمراض‭ ‬المستعصية

ماذا‭ ‬لو‭ ‬استطعنا‭ ‬التحكم‭ ‬في‭ ‬كامل‭ ‬أجهزة‭ ‬الجسم،‭ ‬على‭ ‬المستوى‭ ‬الجزيئي؟‭ ‬ماذا‭ ‬لو‭ ‬كانت‭ ‬لديك‭ ‬بداخل‭ ‬خلايا‭ ‬جسمك‭ ‬الملايين‭ ‬من‭ ‬المساعدين؛‭ ‬حراس‭ ‬صغار‭ ‬مكلفون‭ ‬بإزالة‭ ‬السموم‭ ‬من‭ ‬جسمك‭ ‬والمحافظة‭ ‬على‭ ‬صحتك‭ ‬في‭ ‬أفضل‭ ‬حال،‭ ‬من‭ ‬خلال‭ ‬إزالة‭ ‬مسببات‭ ‬الأمراض‭ ‬قبل‭ ‬أن‭ ‬تتاح‭ ‬لها‭ ‬الفرصة‭ ‬لإحداث‭ ‬ضرر؟‭ ‬ويمثل‭ ‬هذا‭ ‬واحدا‭ ‬من‭ ‬الأهداف‭ ‬الرئيسية‭ ‬لتكنولوجيا‭ ‬النانو‭- ‬وهو‭ ‬حقل‭ ‬متطور‭ ‬يعمل‭ ‬فيه‭ ‬العلماء‭ ‬والمهندسون‭ ‬وعلماء‭ ‬الرياضيات‭ ‬الذين‭ ‬يعكفون‭ ‬على‭ ‬تطوير‭ ‬آلات‭ ‬نشطة‭ ‬يمكنها‭ ‬المرور‭ ‬عبر‭ ‬ثُقب‭ ‬إبرة‭.‬

قد‭ ‬يبدو‭ ‬ذلك‭ ‬استثنائيا‭ ‬حقا،‭ ‬وربما‭ ‬مستحيلا،‭ ‬لكن‭ ‬جميع‭ ‬الكائنات‭ ‬الحية‭ ‬تعتمد‭ ‬على‭ ‬آلات‭ ‬مثل‭ ‬هذه‭. ‬مثلا،‭ ‬تقوم‭ ‬بعض‭ ‬أنواع‭ ‬البكتيريا‭ ‬بدفع‭ ‬أنفسها‭ ‬إلى‭ ‬الأمام‭ ‬باستخدام‭ ‬ذيل‭ ‬يدور‭ ‬بسرعة‭ ‬ويسمى‭ ‬السوط‭ ‬Flagellum،‭ ‬الذي‭ ‬يزّوده‭ ‬بالطاقة‭ ‬محرك‭ ‬دوّار‭ ‬مؤلف‭ ‬من‭ ‬حلقة‭ ‬من‭ ‬البروتينات‭. ‬ويعمل‭ ‬هذا‭ ‬بالطريقة‭ ‬نفسها‭ ‬التي‭ ‬تعمل‭ ‬بها‭ ‬الآلات‭ ‬الميكانيكية‭ ‬التي‭ ‬نستخدمها‭ ‬في‭ ‬الصناعة،‭ ‬ولكن‭ ‬على‭ ‬نطاق‭ ‬أصغر‭ ‬بكثير‭. ‬وتمتلئ‭ ‬خلايانا‭ ‬أيضا‭ ‬بآلات‭ ‬مخصصة‭ ‬تعرف‭ ‬بالعضيات‭ ‬Organelles،‭ ‬وهي‭ ‬مسؤولة‭ ‬عن‭ ‬وظائف‭ ‬معينة‭ ‬تشمل‭ ‬تجميع،‭ ‬وتغليف‭ ‬ونقل‭ ‬المواد‭ ‬إلى‭ ‬داخل‭ ‬وخارج‭ ‬الخلية‭. ‬يمثل‭ ‬الريبوسوم‭ ‬Ribosome‭ ‬أحد‭ ‬الأمثلة‭ ‬على‭ ‬آلة‭ ‬معقدة‭ ‬توجد‭ ‬بشكل‭ ‬ملائم‭ ‬بداخل‭ ‬الخلية،‭ ‬حيث‭ ‬تقوم‭ ‬بكفاءة‭ ‬بجمع‭ ‬البروتينات‭ ‬من‭ ‬الشيفرة‭ ‬الوراثية‭. ‬ومن‭ ‬ثم،‭ ‬فإن‭ ‬أجسامنا‭ ‬تعجُّ‭ ‬بالفعل‭ ‬بتكنولوجيا‭ ‬النانو‭ ‬الطبيعية،‭ ‬لكن‭ ‬الهدف‭ ‬الآن‭ ‬هو‭ ‬إنتاج‭ ‬هذا‭ ‬النوع‭ ‬الاصطناعي‭.‬

تُعرَّف‭ ‬تلك‭ ‬البنى‭ ‬الاصطناعية‭ ‬كقطع‭ ‬من‭ ‬تكنولوجيا‭ ‬النانو‭ ‬عندما‭ ‬تتراوح‭ ‬في‭ ‬الحجم‭ ‬بين‭ ‬واحد‭ ‬إلى‭ ‬100‭ ‬نانومتر،‭ ‬ومن‭ ‬ثم‭ ‬فحتى‭ ‬عندما‭ ‬تصل‭ ‬إلى‭ ‬أكبر‭ ‬حجم‭ ‬لها‭ ‬فهي‭ ‬أصغر‭ ‬بخمسة‭ ‬آلاف‭ ‬مرة‭ ‬من‭ ‬هذه‭ ‬النقطة‭. ‬إنها‭ ‬قطع‭ ‬صغيرة‭ ‬بشكل‭ ‬لا‭ ‬يصدق‭ ‬من‭ ‬التكنولوجيا‭! ‬تمتلك‭ ‬تكنولوجيا‭ ‬النانو‭ ‬مجموعة‭ ‬واسعة‭ ‬من‭ ‬التطبيقات‭ ‬المحتملة،‭ ‬وخاصة‭ ‬في‭ ‬الطب،‭ ‬حيث‭ ‬تقوم‭ ‬الآلات‭ ‬النانوية

يمكن‭ ‬أن‭ ‬تتحرك‭ ‬بحرية‭ ‬عبر‭ ‬أوعيتنا‭ ‬لدعم‭ ‬وإصلاح‭ ‬خلايانا‭ ‬وأنسجتنا‭. ‬وعلى‭ ‬الرغم‭ ‬من‭ ‬أن‭ ‬فكرة‭ ‬أولئك‭ ‬المسعفين‭ ‬المُصغَّرين‭ ‬لا‭ ‬تزال‭ ‬نظرية‭ ‬في‭ ‬الوقت‭ ‬الراهن،‭ ‬يجري‭ ‬حاليا‭ ‬استخدام‭ ‬عقاقير‭ ‬تُحمل‭ ‬عبر‭ ‬جسيماتٍ‭ ‬نانوية‭ ‬لعلاج‭ ‬بعض‭ ‬الأمراض‭.‬

ويمكن‭ ‬لطب‭ ‬النانو‭ ‬أن‭ ‬ينضم‭ ‬أيضا‭ ‬إلى‭ ‬المعركة‭ ‬ضد‭ ‬السرطان‭. ‬وفي‭ ‬العديد‭ ‬من‭ ‬المختبرات‭ ‬في‭ ‬جميع‭ ‬أنحاء‭ ‬العالم،‭ ‬بدأ‭ ‬العلماء‭ -‬بالفعل‭- ‬بتطوير‭ ‬أدوات‭ ‬تقنية‭ ‬متناهية‭ ‬الصغر،‭ ‬يمكنها‭ ‬اكتشاف‭ ‬السرطان‭ ‬في‭ ‬مراحله‭ ‬المبكرة،‭ ‬بمجرد‭ ‬اختبار‭ ‬كمية‭ ‬ضئيلة‭ ‬من‭ ‬الدم‭ ‬أو‭ ‬اللعاب‭. ‬وبمجرد‭ ‬إتقان‭ ‬صنعها،‭ ‬من‭ ‬الممكن‭ ‬أن‭ ‬يمثل‭ ‬ذلك‭ ‬معلما‭ ‬كبيرا‭ ‬في‭ ‬تشخيص‭ ‬الأمراض‭ ‬التي‭ ‬يصعب‭ ‬للغاية‭ ‬في‭ ‬الوقت‭ ‬الحالي‭ ‬ملاحظتها‭ ‬قبل‭ ‬ظهور‭ ‬الأورام‭ ‬بالفعل‭. ‬وحتى‭ ‬لو‭ ‬لم‭ ‬تستخدم‭ ‬أجهزة‭ ‬الاستشعار‭ ‬هذه‭ ‬في‭ ‬الوقت‭ ‬المناسب،‭ ‬فمن‭ ‬الممكن‭ ‬أن‭ ‬تتمكن‭ ‬الجسيمات‭ ‬النانوية‭ ‬من‭ ‬إنقاذ‭ ‬الموقف،‭ ‬إذ‭ ‬استُخْدِمت‭ ‬أيضا‭ ‬كقذائف‭ ‬موجّهة‭ ‬لتوصيل‭ ‬أدوية‭ ‬العلاج‭ ‬الكيميائي‭ ‬إلى‭ ‬الخلايا‭ ‬السرطانية‭ ‬مباشرة‭.‬

وتمثل‭ ‬الطرق‭ ‬الجديدة‭ ‬لمكافحة‭ ‬الأمراض‭ ‬فرصا‭ ‬مثيرة،‭ ‬لكن‭ ‬تكنولوجيا‭ ‬النانو‭ ‬تعد‭ ‬بأكثر‭ ‬من‭ ‬ذلك‭.‬‭ ‬فالاضطرابات‭ ‬التي‭ ‬تعد‭ ‬مستعصية‭ ‬حاليا،‭ ‬مثل‭ ‬تنكّس‭ ‬وتمزق‭ ‬الخلايا‭ ‬العصبية‭ ‬الذي‭ ‬يؤدي‭ ‬إلى‭ ‬الشلل،‭ ‬يمكن‭ ‬علاجها‭ ‬باستخدام‭ ‬بنى‭ ‬نانوية‭ ‬في‭ ‬المستقبل،‭ ‬كما‭ ‬يخطط‭ ‬الباحثون‭ ‬لاستخدام‭ ‬تلك‭ ‬الآلات‭ ‬النانوية‭ ‬للقيام‭ ‬بدوريات‭ ‬عبر‭ ‬خلايا‭ ‬وأجهزة‭ ‬أجسامنا‭ ‬لمنع‭ ‬حدوث‭ ‬الأمراض‭ ‬قبل‭ ‬أن‭ ‬تتاح‭ ‬لها‭ ‬فرصة‭ ‬لإحداث‭ ‬الضرر‭. ‬ويمكن‭ ‬أن‭ ‬يتم‭ ‬التحكم‭ ‬عن‭ ‬بُعد‭ ‬من‭ ‬الخارج‭ ‬في‭ ‬هذه‭ ‬الروبوتات‭ ‬الصغيرة‭ ‬المتخيّلة،‭ ‬أو‭ ‬أن‭ ‬تترك‭ ‬للتجول‭ ‬في‭ ‬الجسم‭ ‬بحرية‭. ‬وقد‭ ‬يكون‭ ‬بوسعنا‭ ‬حتى‭ ‬أن‭ ‬نزودها‭ ‬بأذرع‭ ‬بالغة‭ ‬الصغر‭ ‬لاستخدامها‭ ‬في‭ ‬إزالة‭ ‬الجزيئات‭ ‬غير‭ ‬المرغوب‭ ‬فيها،‭ ‬وتزويدها‭ ‬بالطاقة‭ ‬عبر‭ ‬محركات‭ ‬تشبه‭ ‬إلى‭ ‬حد‭ ‬كبير‭ ‬تلك‭ ‬الموجودة‭ ‬في‭ ‬البكتيريا‭.‬

وليس‭ ‬من‭ ‬الضروري‭ ‬أن‭ ‬نتوقف‭ ‬عند‭ ‬المحافظة‭ ‬على‭ ‬صحة‭ ‬أجسادنا،‭ ‬إذ‭ ‬يمكن‭ ‬أيضا‭ ‬استخدام‭ ‬تكنولوجيا‭ ‬النانو‭ ‬لتعزيز‭ ‬أداء‭ ‬أجسادنا‭ ‬فيما‭ ‬يتجاوز‭ ‬قدراتها‭ ‬الطبيعية؛‭ ‬فمن‭ ‬الممكن‭ ‬تعزيز‭ ‬قوتنا‭ ‬العضلية‭ ‬وقدرتنا‭ ‬على‭ ‬التحمل‭ ‬بصورة‭ ‬هائلة‭ ‬باستخدام‭ ‬جسيمات‭ ‬نانوية‭ ‬تحمل‭ ‬جزيئات‭ ‬إضافية‭ ‬من‭ ‬الأكسجين‭ ‬عبر‭ ‬مجرى‭ ‬الدم‭ ‬لدعم‭ ‬عمل‭ ‬كريات‭ ‬الدم‭ ‬الحمراء‭. ‬ويمكن‭ ‬لهذا‭ ‬أن‭ ‬يمنحنا‭ ‬القدرة‭ ‬على‭ ‬حبس‭ ‬أنفاسنا‭ ‬لعدة‭ ‬ساعات‭ ‬تحت‭ ‬الماء‭ – ‬فمن‭ ‬الناحية‭ ‬النظرية،‭ ‬يمكن‭ ‬أن‭ ‬تمثل‭ ‬تكنولوجيا‭ ‬النانو‭ ‬الأداة‭ ‬المستخدمة‭ ‬لصنع‭ ‬أوائل‭ ‬البشر‭ ‬الخارقين‭. ‬وفي‭ ‬الوقت‭ ‬الحالي،‭ ‬لا‭ ‬تزال‭ ‬تكنولوجيا‭ ‬النانو‭ ‬في‭ ‬مراحلها‭ ‬الأولى،‭ ‬ولكنه‭ -‬بالفعل‭- ‬يجري‭ ‬دمجها‭ ‬في‭ ‬عناصر‭ ‬الحياة‭ ‬اليومية،‭ ‬بما‭ ‬في‭ ‬ذلك‭ ‬كريمات‭ ‬الوقاية‭ ‬من‭ ‬الشمس،‭ ‬والملابس،‭ ‬وأغلفة‭ ‬الهواتف‭ ‬المقاومة‭ ‬للماء‭.‬

ويمثل‭ ‬بناء‭ ‬أشياء‭ ‬أصغر‭ ‬بمئات‭ ‬المرات‭ ‬من‭ ‬النص‭ ‬الذي‭ ‬تقرؤه‭ ‬مهمة‭ ‬صعبة‭ ‬للغاية،‭ ‬فالجزيئات‭ ‬لا‭ ‬تقوم‭ ‬دائما‭ ‬باتباع‭ ‬القواعد‭ ‬نفسها‭ ‬التي‭ ‬نتبعها‭ ‬نحن‭. ‬وعلى‭ ‬المستوى‭ ‬الذري،‭ ‬نجد‭ ‬أن‭ ‬قوانين‭ ‬الفيزياء‭ ‬كما‭ ‬نعرفها‭ ‬لن‭ ‬تنطبق‭ ‬كليا،‭ ‬فنحن‭ ‬ندخل‭ ‬إلى‭ ‬عالم‭ ‬ميكانيكا‭ ‬الكم‭. ‬وعلى‭ ‬الرغم‭ ‬من‭ ‬هذه‭ ‬العقبات،‭ ‬فالتطورات‭ ‬الحادثة‭ ‬في‭ ‬التكنولوجيا‭ ‬تسمح‭ ‬لنا‭ ‬باختلاس‭ ‬النظر‭ ‬إلى‭ ‬هذا‭ ‬العالم‭ ‬غير‭ ‬المرئي،‭ ‬وأن‭ ‬نرى‭ ‬ونتفاعل‭ ‬مع‭ ‬تلك‭ ‬البنى‭ ‬على‭ ‬المستوى‭ ‬الذري‭. ‬ومع‭ ‬تزايد‭ ‬معرفتنا‭ ‬بخصائص‭ ‬ذرات‭ ‬وجزيئات‭ ‬معينة،‭ ‬فسنتمكن‭ ‬من‭ ‬التلاعب‭ ‬في‭ ‬المادة‭ ‬على‭ ‬المقياس‭ ‬النانوي‭ ‬لصنع‭ ‬مواد‭ ‬وبنى‭ ‬جديدة‭ ‬ومحسنة‭. ‬من‭ ‬الهندسة‭ ‬إلى‭ ‬الطب،‭ ‬يبدو‭ ‬أن‭ ‬اللبنات‭ ‬الأساسية‭ ‬لتكنولوجيا‭ ‬الغد‭ ‬ستكون‭ – ‬في‭ ‬الواقع‭- ‬بالغة‭ ‬الصغر‭.‬

أنواع‭ ‬تكنولوجيا‭ ‬النانو

ما‭ ‬الأشياء‭ ‬التي‭ ‬يمكننا‭ ‬صنعها‭ ‬عن‭ ‬طريق‭ ‬التلاعب‭ ‬بالجزيئات‭ ‬والذرات؟

مثل‭ ‬الكثير‭ ‬من‭ ‬البنى‭ ‬والجزيئات‭ ‬الطبيعية‭ ‬النانوية‭ ‬الحجم،‭ ‬تمثل‭ ‬المنتجات‭ ‬الاصطناعية‭ ‬لتكنولوجيا‭ ‬النانو‭ ‬مجموعة‭ ‬متنوعة‭. ‬وباستخدام‭ ‬معرفتنا‭ ‬بكيفية‭ ‬ترتيب‭ ‬الذرات‭ ‬وتحوّلها‭ ‬إلى‭ ‬بنى‭ ‬وهياكل،‭ ‬يمكننا‭ ‬تصميم‭ ‬ونمذجة‭ ‬أشكال‭ ‬مختلفة‭ ‬تمتلك‭ ‬مجموعة‭ ‬واسعة‭ ‬من‭ ‬الخصائص‭. ‬وتتفاوت‭ ‬تكنولوجيا‭ ‬النانو‭ ‬من‭ ‬بنى‭ ‬بسيطة‭ ‬نسبيا‭ ‬إلى‭ ‬أخرى‭ ‬بالغة‭ ‬التعقيد‭: ‬فيستخدم‭ ‬بعضها‭ ‬كعلب‭ ‬واقية‭ ‬فحسب،‭ ‬تقوم‭ ‬بنقل‭ ‬الأدوية،‭ ‬في‭ ‬حين‭ ‬ينفذ‭ ‬البعضُ‭ ‬الآخر‭ ‬أعمالاً‭ ‬ميكانيكية‭ ‬معقدة‭ ‬مثل‭ ‬محاكاة‭ ‬عجلة‭ ‬تدور‭ ‬على‭ ‬محور‭.‬

استخدامات‭ ‬الطب‭ ‬النانوي

كيف‭ ‬يمكن‭ ‬تطبيق‭ ‬تكنولوجيا‭ ‬النانو‭ ‬لمكافحة‭ ‬المرض‭ ‬وإنقاذ‭ ‬حياتنا‭ ‬

في‭ ‬الطب،‭ ‬يمكن‭ ‬للجزيئات‭ ‬الاصطناعية‭ ‬بحجم‭ ‬البروتينات،‭ ‬والتي‭ ‬يمكنها‭ ‬التسلل‭ ‬دخولا‭ ‬وخروجا‭ ‬من‭ ‬مجرى‭ ‬الدم‭ ‬والخلايا‭ ‬المنفردة،‭ ‬أن‭ ‬تكون‭ ‬أداة‭ ‬مفيدة‭ ‬للغاية‭ ‬بالنسبة‭ ‬إلى‭ ‬توصيل‭ ‬الأدوية‭ ‬إلى‭ ‬جميع‭ ‬أنحاء‭ ‬الجسم‭. ‬ويمكن‭ ‬استخدام‭ ‬المحركات‭ ‬النانوية‭ ‬لتوجيه‭ ‬الجزيئات‭ ‬المفيدة‭ ‬إلى‭ ‬الأعضاء‭ ‬التي‭ ‬تحتاج‭ ‬إليها‭. ‬إن‭ ‬اختيار‭ ‬المواد‭ ‬المستخدمة‭ ‬في‭ ‬صنع‭ ‬هذه‭ ‬الأجهزة‭ ‬والبنى‭ ‬يساعدها‭ ‬أيضا‭ ‬على‭ ‬تنفيذ‭ ‬وظيفتها‭ ‬بفاعلية‭. ‬فالحلقات‭ ‬المؤلفة‭ ‬من‭ ‬ذرات‭ ‬الكربون‭ -‬التي‭ ‬تتجمع‭ ‬في‭ ‬صورة‭ ‬أنابيب‭ ‬نانوية‭ ‬طويلة‭ ‬رفيعة‭- ‬توفر‭ ‬القوة،‭ ‬كما‭ ‬يمكن‭ ‬استخدامها‭ ‬كسقّالات‭ ‬للمساعدة‭ ‬على‭ ‬إصلاح‭ ‬العظام،‭ ‬في‭ ‬حين‭ ‬يمكن‭ ‬استخدام‭ ‬الجسيمات‭ ‬النانوية‭ ‬المملوءة‭ ‬بالذهب‭ ‬أو‭ ‬الفضة‭ ‬لتدمير‭ ‬الخلايا‭ ‬السرطانية‭ ‬أو‭ ‬البكتيريا‭ ‬غير‭ ‬المرغوب‭ ‬فيها‭. ‬فكيف‭ ‬يمكن‭ ‬تطبيق‭ ‬تكنولوجيا‭ ‬النانو‭ ‬للمساعدة‭ ‬على‭ ‬مكافحة‭ ‬الأمراض‭ ‬وإنقاذ‭ ‬الأرواح؟

توصيل‭ ‬الأدوية

إن‭ ‬التأكد‭ ‬من‭ ‬وصول‭ ‬الأدوية‭ ‬العلاجية‭ ‬إلى‭ ‬أهدافها‭ ‬الخلوية‭ ‬ليس‭ ‬بالمهمة‭ ‬السهلة‭ ‬عندما‭ ‬نتعامل‭ ‬مع‭ ‬كائن‭ ‬معقد‭ ‬مثل‭ ‬الإنسان؛‭ ‬فقد‭ ‬لا‭ ‬تصل‭ ‬الأدوية‭ ‬إلى‭ ‬وجهتها‭ ‬الصحيحة،‭ ‬وتلك‭ ‬التي‭ ‬تصل‭ ‬قد‭ ‬لا‭ ‬تتمكن‭ ‬من‭ ‬دخول‭ ‬الخلايا‭. ‬إن‭ ‬استخدام‭ ‬الجسيمات‭ ‬النانوية‭ ‬المسماة‭ ‬اللايبوسوم‭ ‬liposomes‭ – ‬التي‭ ‬يمكنها‭ ‬حمل‭ ‬الأدوية‭ ‬إلى‭ ‬داخل‭ ‬الخلايا‭- ‬قد‭ ‬يمثل‭ ‬وسيلة‭ ‬للتغلب‭ ‬على‭ ‬هذه‭ ‬العقبة‭.‬

تحيط‭ ‬اللايبوسومات‭ ‬بالجسيمات‭ ‬الدوائية،‭ ‬وتساعد‭ ‬على‭ ‬إرشادها‭ ‬إلى‭ ‬وجهتها‭. ‬وبمجرد‭ ‬أن‭ ‬يتواصل‭ ‬لايبوسوم‭ ‬مع‭ ‬خلية‭ ‬ما،‭ ‬يُبتَلع‭ ‬ببطء‭ ‬في‭ ‬عملية‭ ‬تسمى‭ ‬الالتقام‭ ‬Endocytosis‭. ‬وعادة‭ ‬ما‭ ‬تتكسر‭ ‬اللايبوسومات‭ ‬ببطء‭ ‬بداخل‭ ‬الخلية،‭ ‬ولكن‭ ‬يمكن‭ ‬استخدام‭ ‬الأشعة‭ ‬السينية‭ ‬لتمزيق‭ ‬الطبقات‭ ‬الدهنية‭ ‬بسرعة‭ ‬أكبر،‭ ‬مما‭ ‬يجعلها‭ ‬تُطلق‭ ‬حمولتها‭ ‬الضئيلة‭ ‬من‭ ‬الأدوية‭.‬

اللايبوسومات‭ ‬هي‭ ‬“فقاعات”‭ ‬نانوية‭ ‬مصنوعة‭ ‬من‭ ‬الشحوم‭ ‬الفسفورية‭ ‬Phospholipids‭ ‬–‭ ‬وهي‭ ‬الجزيئات‭ ‬نفسها‭ ‬التي‭ ‬تشكّل‭ ‬أغشية‭ ‬خلايانا‭.‬

مكافحة‭ ‬السرطان‭ ‬بالجسيمات‭ ‬النانوية

في‭ ‬الوقت‭ ‬الحالي،‭ ‬تتمثل‭ ‬الطرق‭ ‬الثلاث‭ ‬الرئيسية‭ ‬لعلاج‭ ‬السرطان‭ ‬بالجراحة‭ ‬والعلاج‭ ‬الكيميائي‭ ‬والعلاج‭ ‬الإشعاعي‭. ‬قد‭ ‬يمثل‭ ‬استخدام‭ ‬الجراحة‭ ‬لاستئصال‭ ‬الأورام‭ ‬طريقةً‭ ‬فعالة‭ ‬للغاية،‭ ‬ولكنها‭ ‬ليست‭ ‬مناسبة‭ ‬لجميع‭ ‬أنواع‭ ‬السرطان‭. ‬وكذلك‭, ‬فإن‭ ‬العلاج‭ ‬الكيميائي‭ ‬هو‭ ‬أيضا‭ ‬وسيلة‭ ‬فعالة‭ ‬للغاية‭ ‬في‭ ‬قتل‭ ‬الخلايا،‭ ‬لكنه‭ ‬يدمرها‭ ‬بشكل‭ ‬عشوائي،‭ ‬فهو‭ ‬يهاجم‭ ‬الأنسجة‭ ‬السرطانية‭ ‬والسليمة‭ ‬على‭ ‬حد‭ ‬سواء،‭ ‬مما‭ ‬قد‭ ‬يصيب‭ ‬المرضى‭ ‬بآثار‭ ‬جانبية‭ ‬خطيرة‭. ‬ويمكن‭ ‬توجيه‭ ‬العلاج‭ ‬الإشعاعي‭ ‬إلى‭ ‬منطقة‭ ‬معينة‭ ‬من‭ ‬الجسم،‭ ‬لكنه‭ ‬يحمل‭ ‬أيضا‭ ‬آثارا‭ ‬جانبية‭ ‬ومخاطر‭ ‬التسبب‭ ‬في‭ ‬العقم‭.‬

فمن‭ ‬الممكن‭ ‬استخدام‭ ‬الجسيمات‭ ‬النانوية‭ ‬لحمل‭ ‬متوالية‭ ‬من‭ ‬الحمض‭ ‬النووي‭ ‬DNA‭ ‬إلى‭ ‬الخلايا‭ ‬السرطانية،‭ ‬مما‭ ‬يؤدي‭ ‬إلى‭ ‬إنتاج‭ ‬مركب‭ ‬سام‭ ‬داخل‭ ‬الخلايا‭ ‬التي‭ ‬تفتك‭ ‬بها‭. ‬وقد‭ ‬استخدمت‭ ‬جسيمات‭ ‬نانوية‭ ‬مثل‭ ‬هذه‭ ‬بنجاح‭ ‬في‭ ‬الفئران‭ ‬لمهاجمة‭ ‬الخلايا‭ ‬السرطانية‭ ‬في‭ ‬الدماغ‭ ‬وتقليص‭ ‬حجم‭ ‬الأورام،‭ ‬فيما‭ ‬تترك‭ ‬الخلايا‭ ‬السليمة‭ ‬دون‭ ‬أن‭ ‬تصاب‭ ‬بأذى‭. ‬ويؤمل‭ ‬بأن‭ ‬تستخدم‭ ‬التكنولوجيا‭ ‬نفسها‭ ‬في‭ ‬يوم‭ ‬ما‭ ‬لمكافحة‭ ‬الأمراض‭ ‬في‭ ‬البشر،‭ ‬مع‭ ‬آثار‭ ‬جانبية‭ ‬سلبية‭ ‬قليلة،‭ ‬أو‭ ‬ربما‭ ‬حتى‭ ‬منعدمة‭.‬

كيف‭ ‬تَصنعُ‭ ‬روبوتا‭ ‬نانويا

تستخدم‭ ‬طريقتان‭ ‬لصنع‭ ‬الأشياء‭ ‬على‭ ‬المقياس‭ ‬النانوي‭: ‬من‭ ‬أعلى‭ ‬إلى‭ ‬أسفل،‭ ‬أو‭ ‬من‭ ‬أسفل‭ ‬إلى‭ ‬أعلى

ليس‭ ‬تجميع‭ ‬الآلات‭ ‬الصغيرة‭ ‬بالمهمة‭ ‬اليسيرة،‭ ‬وخصوصا‭ ‬عندما‭ ‬نتحدث‭ ‬عن‭ ‬تروس‭ ‬لا‭ ‬تحتوي‭ ‬سوى‭ ‬على‭ ‬بضعة‭ ‬آلاف‭ ‬من‭ ‬الذرات‭! ‬هناك‭ ‬حاليا‭ ‬طريقتان‭ ‬مقترحتان‭ ‬مختلفتان‭ ‬تماما‭ ‬للبناء‭ ‬النانوي‭: ‬من‭ ‬أعلى‭ ‬إلى‭ ‬أسفل،‭ ‬ومن‭ ‬أسفل‭ ‬إلى‭ ‬أعلى‭. ‬تقوم‭ ‬مقاربة‭ ‬من‭ ‬أعلى‭ ‬إلى‭ ‬أسفل‭ ‬على‭ ‬البدء‭ ‬بالجزء‭ ‬الأكبر‭ ‬من‭ ‬الذرات‭ ‬وإزالة‭ ‬الأجزاء‭ ‬غير‭ ‬المرغوب‭ ‬فيها،‭ ‬مما‭ ‬يشبه‭ ‬إلى‭ ‬حد‭ ‬كبير‭ ‬كيفية‭ ‬قيام‭ ‬نحات‭ ‬بنحت‭ ‬كتلة‭ ‬حجرية‭ ‬حتى‭ ‬تكتسب‭ ‬الشكل‭ ‬الذي‭ ‬يريده‭. ‬والبدء‭ ‬بكمية‭ ‬كبيرة‭ ‬من‭ ‬المادة‭ ‬يجعل‭ ‬من‭ ‬هذا‭ ‬الخيار‭ ‬خيارا‭ ‬مباشرا‭ ‬أكثر،‭ ‬لكن‭ ‬كل‭ ‬قطعة‭ ‬تُزال‭ ‬تمثل‭ ‬قدرا‭ ‬كبيرا‭ ‬من‭ ‬النفايات،‭ ‬كما‭ ‬أن‭ ‬الأدوات‭ ‬المستخدمة‭ ‬في‭ ‬تنفيذ‭ ‬هذه‭ ‬المهمة‭ ‬تكون‭ ‬أكبر‭ ‬بكثير‭ ‬من‭ ‬المنتج‭ ‬النهائي‭ ‬لدرجة‭ ‬يصعب‭ ‬معها‭ ‬استخدامها‭ ‬بدقة‭.‬

أما‭ ‬البديل،‭ ‬فهو‭ ‬مقاربة‭ ‬من‭ ‬أسفل‭ ‬إلى‭ ‬أعلى،‭ ‬والتي‭ ‬لا‭ ‬تزال‭ ‬في‭ ‬معظمها‭ ‬في‭ ‬المرحلة‭ ‬النظرية‭. ‬ويتضمن‭ ‬هذا‭ ‬الأسلوب‭ ‬بناء‭ ‬الروبوت‭ ‬النانوي‭ ‬ذرة‭ ‬بعد‭ ‬ذرة،‭ ‬أو‭ ‬دمج‭ ‬الذرات‭ ‬بطريقة‭ ‬تتيح‭ ‬لها‭ ‬التفاعل‭ ‬والتجميع‭ ‬الذاتي‭ ‬في‭ ‬الشكل‭ ‬الذي‭ ‬نريده،‭ ‬والذي‭ ‬هو‭ ‬بطبيعته‭ ‬معقد‭ ‬للغاية‭! ‬ولكن‭ ‬عندما‭ ‬تقوم‭ ‬ببناء‭ ‬أعمال‭ ‬ميكانيكية‭ ‬محكومة‭ ‬على‭ ‬المقياس‭ ‬النانوي،‭ ‬فإن‭ ‬الدقة‭ ‬هي‭ ‬كل‭ ‬شيء،‭ ‬ومن‭ ‬ثم‭ ‬من‭ ‬المرجح‭ ‬أن‭ ‬تسود‭ ‬مقاربة‭ ‬من‭ ‬أسفل‭ ‬إلى‭ ‬أعلى‭ ‬في‭ ‬المستقبل‭.‬

كيف‭ ‬يمكن‭ ‬استخدام‭ ‬الروبوتات‭ ‬النانوية‭ ‬لمكافحة‭ ‬الأمراض`

يحكي‭ ‬فيلم‭ ‬“رحلة‭ ‬رائعة”‭ ‬Fantastic Voyage‭ ‬قصة‭ ‬غواصة‭ ‬تحمل‭ ‬طاقما‭ ‬صغيرا،‭ ‬قُلِّصت‭ ‬إلى‭ ‬حجم‭ ‬من‭ ‬الصغر‭ ‬بحيث‭ ‬يمكن‭ ‬إدخالها‭ ‬في‭ ‬مجرى‭ ‬الدم‭. ‬وتتمثل‭ ‬مهمتها‭ ‬بإزالة‭ ‬جلطة‭ ‬دموية‭ ‬داخل‭ ‬مضيفها‭ ‬البشري‭. ‬فقد‭ ‬بدت‭ ‬القصة‭ ‬مستحيلة‭ ‬في‭ ‬ذلك‭ ‬الوقت،‭ ‬لكننا‭ ‬نعمل‭ ‬اليوم‭ ‬بجد‭ ‬على‭ ‬صنع‭ ‬مسعفينا‭ ‬المصغَّرين‭ ‬للمساعدة‭ ‬على‭ ‬شفائنا‭ ‬من‭ ‬الداخل‭.‬

تمثل‭ ‬الروبوتات‭ ‬النانوية‭ ‬الطبية‭ ‬واحدةً‭ ‬من‭ ‬المجالات‭ ‬الأكثر‭ ‬طموحا‭ ‬لتكنولوجيا‭ ‬النانو‭. ‬ويتمثل‭ ‬الهدف‭ ‬منها‭ ‬بصنع‭ ‬روبوتات‭ ‬محكومة‭ ‬صغيرة،‭ ‬يمكنها‭ ‬الانتقال‭ ‬عبر‭ ‬مجرى‭ ‬الدم‭ ‬ومن‭ ‬ثم‭ ‬الوصول‭ ‬إلى‭ ‬أماكن‭ ‬يصعب‭ ‬الوصول‭ ‬إليها‭ ‬حاليا،‭ ‬وإصلاح‭ ‬الأضرار‭ ‬دون‭ ‬الحاجة‭ ‬إلى‭ ‬الجراحة‭. ‬ويمكنها‭ ‬تكسير‭ ‬اللويحات‭ ‬الصلبة‭ ‬الموجودة‭ ‬على‭ ‬جدران‭ ‬الشرايين‭ ‬أو‭ ‬إزالة‭ ‬الجلطات‭ ‬الدموية‭ ‬من‭ ‬الدماغ‭.‬

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق