دانشگاه آزاد اسلامی
واحد علوم دارویی
دانشکده شیمی دارویی، گروه شیمی دارویی
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد «M.Sc»
عنوان:
مطالعه ی جذب داروی ضد سرطان فلورویوراسیل روی نانو ذره ی سیلیکون کربید با محاسبات کوانتومی
استاد راهنما:
دکتر محمود میرزائی

نگارش:
علیرضاکوچکی
شماره پایان نامه: 10 ش د سال تحصیلی: 94-1393
دانشگاه آزاد اسلامی
واحد علوم دارویی
دانشکده شیمی دارویی
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد «M.Sc»
عنوان:
مطالعه ی جذب داروی ضد سرطان فلورویوراسیل روی نانو ذره ی سیلیکون کربید
با محاسبات کوانتومی
نگارش:
علیرضاکوچکی
مهر 1393
1- جناب آقای دکتر محمود میرزایی
هیئت داوران: 2- سرکارخانم دکتر هما عزیزیان
3- سرکارخانم دکترآزیتا نوری
تقدیر وتشکر:
تشکرشایان نثار ایزد منان که توفیق را رفیق راهم ساخت تااین پایان نامه رابه پایان برسانم.
ازاستادعزیز وبزرگوارم ” جناب آقای دکترمحمودمیرزایی ” که همواره نگارنده رامورد لطف ومحبت خود قرارداده اند،کمال تشکر را دارم.
تقدیم به:
” پدر و مادر عزيزم ”
به آن دو كه سايه بان عشق و آرامشند
و تكيه گاه امن وآسايش
به برترين آموزگاران خوش بيني و اميد
به پاس محبت ها و زحمات بي دريغشان….
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده فارسی……………………………………………………………………………………………………..1
مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………..2
فصل اول: کلّیات تحقیق
1-1- بیان مسأله…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4
1-2 – نانوفناوری…………………………………………………………………………………………………………………………………………….4
1-2-1-تاریخچه فناوری نانو…………………………………………………………………………………………………………………………..4
1-2-2-معرفي نانو فناوري……………………………………………………………………………………………………………………………..5
1-3- نانوپزشکی……………………………………………………………………………………………………………………………………………..7
1-3-1-تعریف نانوپزشکی……………………………………………………………………………………………………………………………….7
1-2-2-خلاصه ای از کاربردهای نانوپزشکی………………………………………………………………………………………………….8
1-3- نانودارو………………………………………………………………………………………………………………………………………………….9
1-4-طراحی دارو به وسیله کامپیوتر……………………………………………………………………………………………………………..10
1-4-1-مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………….10
1-4-2-تکنیک های محاسباتی درطراحی و تولید دارو………………………………………………………………………………11
1-4-3-نرم افزارهای مناسب جهت طراحی دارو………………………………………………………………………………………..12
1-5- شیمی محاسباتی………………………………………………………………………………………………………………………………..13
1-5-1- تعریف شیمی محاسباتی…………………………………………………………………………………………………………………13
1-5-2-روش های محاسباتی……………………………………………………………………………………………………………………….13
1-5-3-انواع مدل هاي مولكولي درشيمي محاسبات…………………………………………………………………………………..14
1-5-4-مكانيك مولكولي ……………………………………………………………………………………………………………………………..14
1-6-حمل دارو(دارورسانی نوین)………………………………………………………………………………………………………………….15
1-6-1-تعریف دارورسانی نوین……………………………………………………………………………………………………………………..15
1-6-2-نانوساختارهای حامل دارو…………………………………………………………………………………………………………………15
1-6-3-فلرن‌ها………………………………………………………………………………………………………………………………………………..16
1-6-4-ليپوزوم‌ها……………………………………………………………………………………………………………………………………………17
1-7-آنتی کنسر(ضدسرطان)…………………………………………………………………………………………………………………………18
1-7-1-تاریخچه سرطان…………………………………………………………………………………………………………………………………18
1-7-2-تعریف سرطان…………………………………………………………………………………………………………………………………….19
1-7-3-نحوه پیدایش سرطان ………………………………………………………………………………………………………………………..19
1-7-4-علائم هشدار دهنده سرطان ………………………………………………………………………………………………………………20
1-7-5-انواع سرطانها ……………………………………………………………………………………………………………………………………..20
1-7-6-عوامل بروز سرطان……………………………………………………………………………………………………………………………..21
1-7-7-روشهای درمان سرطان………………………………………………………………………………………………………………………21
1-7-8-داروهای ضدسرطان……………………………………………………………………………………………………………………………22
1-8- 5-فلورویوراسیل…………………………………………………………………………………………………………………………………….23
1-8-1-معرفی 5-فلورویوراسیل…………………………………………………………………………………………………………………….23
1-8-2-خصوصیات دارویی 5-فلورویوراسیل…………………………………………………………………………………………………25
1-9-کاپسیتابین…………………………………………………………………………………………………………………………………………….26
1-9-1-معرفی کاپسیتابین……………………………………………………………………………………………………………………………26
1-10-نانوذرات……………………………………………………………………………………………………………………………………………….27
1-10-1-معرفی نانودرات……………………………………………………………………………………………………………………………….27
1-10-2- تاریخچه نانوذرات…………………………………………………………………………………………………………………………. 27
1-10-3-خواص نانوذرات……………………………………………………………………………………………………………………………….27
1-10-4-روشهاي ساخت نانو ذرات………………………………………………………………………………………………………………..29
1-10-5-نانوذرات سیلیکون کربید…………………………………………………………………………………………………………………30
1-11 -ضرورت انجام تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………………..31
1-12- اهداف تحقیق………………………………………………………………………………………………………………………………………32
1-13-متغیرهای تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………………………32
1-14- فرضیه های تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………………….33
فصل دوم: مروری بر متون گذشته
2-1-مقدمه مروری برپژوهش های پیشین……………………………………………………………………………………..34
2-2-مطالعه محاسباتی وتجربی برروی یوراسیل و5-فلورویوراسیل………………………………………………………………..35
2-3- بررسی بر همکنش 5-فلورویوراسیل با مونت موریلونیت و ساپونیت در طیف سنجی FT-IR……………36
2-4-مطالعه نظریه تابع چگالی برای بررسی اثرات نانوتیوب های کربن بر خواص داروی ضد سرطان فلورویوراسیل……………………………………………………………………………………………………………………………………………………37
2-5- مطالعه نظری برهمکنش داروی ضد سرطان فلورویوراسل با سه نانو حامل طلا،تیتانیوم اکسیدو ورقه های گرافن……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….38
2-6-گرافن به عنوان پایه ی نانوساختاری جهت سیستم رسانش دارو…………………………………………………………38
2-7-بررسی کاربردگرافن وگرافن اکسیدبه عنوان نانوحامل هایی برای رسانش دارو…………………………………..40
2-8-رسانش دارو به وسیله ی سطح تیتانیوم با استفاده از نانوساختارهای زیست تخریب پذیر…………………41
2-9-توسعه فرمولاسیون نانوذره لیپوزومی برای 5-فلورویوراسیل،بررسی طراحی فرمولاسیون،فارماکوکینتیک واثربخشی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………42
2-10- استفاده از گرانرولهای کلسیم فسفات برای سیستم رهایش 5-فلورویوراسیل…………………………………43
فصل سوم:روش های پژوهش
3-1-شیمی محاسباتی …………………………………………………………………………………………………………………………..45
3-1-1-روشهای محاسباتی ازاساس………………………………………………………………………………………………………46
3-1-1-1-روش میدان خودسازگار هارتری- فاک…………………………………………………………………………………..46
3-1-1-2- نظریه اختلال مولر- پلست…………………………………………………………………………………………………….47
3-1-2-روش های نیمه تجربی…………………………………………………………………………………………………………………47
3-1-3-روش محاسباتی مکانیک مولکولی………………………………………………………………………………………………48
3-2-نظریه تابعی چگالی…………………………………………………………………………………………………………………………..49
3-3- سری پایه……………………………………………………………………………………………………………………………………….50
3-4- نرم افزارهای مورداستفاده دراین تحقیق………………………………………………………………………………………..52
3-4-1-نرم افزار هایپرکم و گووسویو…………………………………………………………………………………………………….52
3-4-2- نرم افزار گوسین…………………………………………………………………………………………………………………………53
3-5-روش انجام تحقیق……………………………………………………………………………………………………………………………54
3-6-نتایج تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………………………….55
3-6-1-فلورویوراسیل………………………………………………………………………………………………………………………………..55
3-6-2-نانوذره سیلیکون کربید…………………………………………………………………………………………………………………63
3-6-3-نانوذره سیلیکون کربید-5-فلورویوراسیل…………………………………………………………………………………….67
فصل چهارم: تفسیر و بیان نتایج
4-1- تجزیه و تحلیل و بیان نتایج حاصل از محاسبات………………………………………………………………………………..90
4-1-1-نتایج مربوط به مقادیر پوشش شيميايي و بار مولیکن برای مولکولهای 5-فلورویوراسیل و نانوذره سیلیکون کربید بر حسب ppm………………………………………………………………………………………………………………….91
4-1-2-مقادیر خصوصیات بهینهی مولکولهای 5-فلوئورواوراسیل و نانوذره سیلیکون کربید…………………………………………………………………………………………………………………………………………93
4-1-3-نتایج محاسبات بهینه سازی وپوشش شیمیایی و بار مولیکن ساختاراتصالی(برهمکنش)بین 5-فلورویوراسیل با نانو ذره سیلیکون کرید برحسب ppm………………………………………………………………………………93
4-1-4- مقادیر خصوصیات بهینه ی ساختار اتصالی مولکولهای 5-فلوئورواوراسیل با نانوذره سیلیکون کربید………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………96
4-1-5- نتایج حاصل از انرژی اتصال ساختار های 5-فلورویوراسیل با نانو ذره سیلیکون کربید………………..98
فصل پنجم: بحث و پیشنهادات
5-1-بحث و نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………………………………..100
5-2- پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………………………………………..102
منابع……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..104
چکیده انگلیسی ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 109
پیوستها………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 111
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول3- 1: مشخصات NMR و بار مولیکن برای ساختار 5-FU-00…………………………………………………….59
جدول3- 2: مشخصات NMR و بار مولیکن برای ساختار 5-FU-01…………………………………………………….59
جدول3- 3: مشخصات NMR و بار مولیکن برای ساختار 5-FU-02…………………………………………………….60
جدول3- 4: مشخصات NMR و بار مولیکن برای ساختار 5-FU-03……………………………………………………..61
جدول3- 5: مشخصات NMR و بار مولیکن برای ساختار 5-FU-04…………………………………………………….62
جدول 3-6: مشخصات NMR و بار مولیکن برای ساختار 5-FU-05…………………………………………………….62
جدول3-7-نتایج مربوط به انرژی،هومو ، لومو ،ممان دوقطبی وانرژی گاف برای شش مدل مولکولی فلورویوراسیل……………………………………………………………………………………………………………………………………………….63
جدول3- 8: مشخصات NMR و بار مولیکن برای ساختار NP1-……………………………………………………………..65
جدول3- 9: مشخصات NMR و بار مولیکن برای ساختار NP2-…………………………………………………………….66
جدول3-10-نتایج مربوط به انرژی،هومو ، لومو ،ممان دوقطبی وانرژی گاف برای دو مدل نانوذره ی سیلیکون کربید……………………………………………………………………………………………………………………………………………67
جدول3- 11: مشخصات NMR و بار مولیکن برای ساختار NP1-FU-00………………………………………………74
جدول3-12: مشخصات NMR و بار مولیکن برای ساختار NP1-FU-01………………………………………………..75
جدول 3-13: مشخصات NMR و بار مولیکن برای ساختار02 NP1-FU-………………………………………………76
جدول3-14: مشخصات NMR و بار مولیکن برای ساختار NP1-FU-03……………………………………………….77
جدول3-15: مشخصات NMR و بار مولیکن برای ساختار NP1-FU-04……………………………………………..79
جدول3-16 : مشخصات NMR و بار مولیکن برای ساختار NP1-FU-05…………………………………………….80
جدول 3-17: مشخصات NMR و بار مولیکن برای ساختار00 NP2-FU-……………………………………………81
جدول3-18: مشخصات NMR و بار مولیکن برای ساختار NP2-FU-01………………………………………………82
جدول 3-19: مشخصات NMR و بار مولیکن برای ساختار NP2-FU-02……………………………………………..84
جدول 3-20: مشخصات NMR و بار مولیکن برای ساختار NP2-FU-03……………………………………………..85
جدول 3-21: مشخصات NMR و بار مولیکن برای ساختار NP2-FU-04……………………………………………..86
جدول 3-22: مشخصات NMR و بار مولیکن برای ساختار NP2-FU-05………………………………………………87
جدول3-23-نتایج مربوط به انرژی،هومو ، لومو ،ممان دوقطبی وانرژی گاف برای شش مدل ساختار نانوذره ی سیلیکون کربید1-فلورویوراسیل(NP1-FU)…………………………………………………………………………………………89
جدول3-24-نتایج مربوط به انرژی،هومو ، لومو ،ممان دوقطبی وانرژی گاف برای شش مدل ساختار نانوذره ی سیلیکون کربید2-فلورویوراسیل(NP2-FU)…………………………………………………………………………………………89
جدول3-25-نتایج انرژی اتصال برای شش مدل ساختار نانوذره ی سیلیکون کربید1-فلورویوراسیل(NP1-FU)……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..90
جدول3-26-نتایج انرژی اتصال برای شش مدل ساختار نانوذره ی سیلیکون کربید2-فلورویوراسیل(NP2-FU)……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..91
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل1-1-ساختارفلرن……………………………………………………………………………………………………………………………………17
شکل1-3- الف)یوراسیل………………………………………………………………………………………………………………………………..24
شکل1-3-ب) 5-فلورویوراسیل………………………………………………………………………………………………………………………24
شکل 3-1-الف)ساختار5-فلورویوراسیل،ساختار:5-FU-00…………………………………………………………………………56
شکل 3-1-الف)ساختار5-فلورویوراسیل،ساختار:5-FU-00…………………………………………………………………………56
شکل 3-1-پ)ساختار5-فلورویوراسیل،ساختار: 5-FU-02………………………………………………………………………….57
شکل 3-1-ت)ساختار5-فلورویوراسیل،ساختار: 5-FU-03………………………………………………………………………….57
شکل 3-1-ث)ساختار5-فلورویوراسیل،ساختار:04-5-FU…………………………………………………………………………..58
شکل 3-1-ج)ساختار5-فلورویوراسیل،ساختار:5-FU-05…………………………………………………………………………..58
شکل 3-2-الف)ساختارنانوذره سیلیکون کربیدباتعداد12اتم Siو8اتم C،ساختار:NP1………………………………64
شکل 3-2-ب)ساختارنانوذره سیلیکون کربیدباتعداد12اتم Cوتعداد8اتم Si،ساختار:NP2………………………..64
شکل3-3-1-ساختاربهینه شده ی نانوذره سیلیکون کربید(1)- فلورویوراسیل(NP1-FU-00)………………………………………………………………………………………………………………68
شکل3-3-2- ساختاربهینه شده ی نانوذره سیلیکون کربید(1)- فلورویوراسیل(NP1-FU-01)………………………………………………………………………………………………………………..68
شکل3-3-3- ساختاربهینه شده ی نانوذره سیلیکون کربید(1)- فلورویوراسیل(NP1-FU-02)………………….69
شکل3-3-4- ساختاربهینه شده ی نانوذره سیلیکون کربید(1)- فلورویوراسیل(NP1-FU-03)……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..69
شکل3-3-5- ساختاربهینه شده ی نانوذره سیلیکون کربید(1)- فلورویوراسیل(NP1-FU-04)……………70
شکل3-3-6- ساختاربهینه شده ی نانوذره سیلیکون کربید(1)- فلورویوراسیل(NP1-FU-05)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….70
شکل3-3-7- ساختاربهینه شده ی نانوذره سیلیکون کربید(2)- فلورویوراسیل(.NP2-FU-00)……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………71
شکل3-3-8- ساختاربهینه شده ی نانوذره سیلیکون کربید(2)- فلورویوراسیل(.NP2-FU-01)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….71
شکل3-3-9- ساختاربهینه شده ی نانوذره سیلیکون کربید(2)- فلورویوراسیل(.NP2-FU-02)……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..72
شکل3-3-10- ساختاربهینه شده ی نانوذره سیلیکون کربید(2)- فلورویوراسیل(NP2-FU-03)………….72
شکل 3-3-11- ساختاربهینه شده ی نانوذره سیلیکون کربید(2)- فلورویوراسیل(.NP2-FU-04)……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..73
شکل3-3-12- ساختاربهینه شده ی نانوذره سیلیکون کربید(2)- فلورویوراسیل(NP2-FU-05)………..73
چکیده :
نانوساختارها که با پیشگامی فولرن و نانو لوله های کربنی معرفی شده اند افق های تازه ای در حوزه های مختلف علم و فناوری گشودند که از جمله مهمترین آن ها بهره گیری نانوساختارها در علوم زیستی است.نانوساختارهای سیلیکون کربید از جمله نانوساختارهای هترواتم محسوب می شوندکه تا حدودی خاصیت یونی نیزپیدامی کنند.دراین پژوهش محاسبات تئوری تابعی چگالی، جهت بررسی اثرات جذب داروی ضد سرطان 5-فلورویوراسیل بر روی نانو ذره سیلیکون کربید با استفاده ازنرم افزارگوسین مورد بررسی قرار گرفت. به منظور دستیابی به این هدف، مدلهای مولکولی شامل هر دو نوع ساختارشامل شش ساختار مختلف مولکول فلورویوراسیل و دونوع ساختار منفرد نانوذره سیلیکون کربیدبا استفاده از نرم افزار گوسین ویو و هایپرکم طراحی گردید.شش نوع ساختار متفاوت فلورویوراسیل هم به صورت منفرد و هم در اتصال و برهمکنش با نانو ذره سیلیکون کربیدی مطالعه شد.سپس با بررسی مقادیر خصوصیات بهینه، مشخص شد که ترکیب اتصالی ، خصوصیات متفاوتی را نسبت به حالات منفرد هر یک از مولکولها نشان میدهد. همچنین بابررسی مقادیر پوشش شیمیایی و بار مولیکن به دست آمده، که خصوصیات الکترونیکی اتمها را نشان میدهد،تغییراتی درحالت اتصال نسبت به حالت مجزامشاهده شدکه نشان می دهد اتمهای فلورویوراسیل تحت تاثیرنانوذره قرارگرفته اند. همچنین سایر پارامتر های دیگر از جمله مقادیرانرژی اتصال و ممان دوقطبی. HOMO و LUMO که تفاضل جبری این دو که انرژی گاف نامیده می شود محاسبه گردید که نتایج آن قابل بحث و تفسیر است ودرنهایت پایدارترین ساختار اتصالی بین مولکول فلورویوراسیل ونانوذره سیلیکون کربید باتوجه به بیشترین انرژی اتصال مشخص گردید.
کلمات کلیدی: نانو تکنولوژی، نانو ساختارها. تئوری تابعی چگالی، 5- فلورویوراسیل، نانو ذره سیلیکون کربید
مقدمه:
امروزه باگسترش روزافزون تکنولوژی وزندگی ماشینی،علاوه براینکه بیماری های جدیدی پا به عرصه ظهور نهاده اند،بیماری های قبلی نیز جنبه های پیچیده تری ازخود بروز می دهند.یکی از این بیماری های کشنده ومهلک که بشریت ازگذشته های دور با آن درگیربوده است سرطان یا کنسرمی باشد.متخصصان حوزه سلامت سرطان را تقسیم غیرطبیعی سلولهای بدن تعریف کرده اند.یکی از راههای درمان این بیماری استفاده از داروها یا شیمی درمانی می باشد.5-فلورویوراسیل یکی از دارو های مورد استفاده درشیمی درمانی جهت درمان انواع سرطان می باشد.این دارو علیه طیف گسترده ای از تومرهای توپر نظیر سرطانهای پستان.معده،لوزالمعده،مری،کبد،سروگردن ومقعد فعال است. این دارو همانند بیشتر داروهای مورد استفاده در درمان سرطان دارای عوارض جانبی است که عبارت است ازسرکوب مغزواستخوان و سمیت موکوزیت واسهال سمیت جلدی به صورت سندرم دست- پا وسمیت عصبی میباشد. باتوجه به عوارض یاد شده و نیزاهمیت دارویی نانوساختارها در نگهداری و حمل داروها، تحقیق حاضر برآن است تا با استفاده از نانو ساختارها یک طرح نوینی از داروی مذکور را جهت ارسال هدفمند وکاهش عوارض دارو طراحی وپیشنهاد کندکه قدم اول دراین راه بررسی امکان جذب دارو برروی نانوساختار مورد نظرکه نانو ساختار سیلیکون کربید است، می باشد.

فصل اول : کلیات تحقیق
1-1- بیان مسأله
نانوساختارها که با پیشگامی فولرن و نانو لوله های کربنی معرفی شده اند افق های تازه ای در حوزه های مختلف علم و فناوری گشودند که از جمله مهمترین آن ها بهره گیری نانوساختارها در علوم زیستی است.نانوساختارهای سیلیکون کربید از جمله نانوساختارهای هترواتم محسوب می شوندکه تا حدودی خاصیت یونی نیز پیدا می کنند اهمیت دارویی نانوساختارها در نگهداری و حمل آن ها در نظر گرفته می شود که در تحقیق حاضر به مطالعه ی مدلی از نانو ذره ی سیلیکون کربید در نگهداری داروی ضد سرطان فلورویوراسیل پرداخته می شود این دارو علیرغم این که کارآمدی خوبی دارد اما عوارض جانبی نامطلوب نیز به همراه دارد که نانوتکنولوژی امیدهایی را در جهت کاهش آن ها ایجاد کرده است.در تحقیق حاضر مطالعه بر اساس محاسبات کوانتومی در سطح اتمی-مولکولی انجام می شود.
1-2 – نانوفناوری
1-2-1-تاریخچه فناوری نانو
مقوله نانوفناوري نامي است كه از اوايل سالهاي 1980ميلادي بر پروژه اي كه بيست سال قبل از آن تاريخ، يعني در سال 1959 توسط استادريچارد فايمن1، در كاليفرنيا مطرح شد، بنا نهاده شد. فناوری نانو توسط فیزیکدان و برنده جایزه نوبل، ریچارد فاینمن در سخنرانی نیمه نهایی خود در سال 1959پیش بینی شد: “درپایین دست فضای زیادی وجوددارد.”. فناوری نانو، که در سال 1974 ابداع شده، اشاره به مدیریت و یا مهندسی نانو اشیاء در مقیاس مولکولی دارد .هاینریش روهرر، پیشگام سوئیسی عرصه نانوفناوری می باشددر ساخت میکروسکوپ تونل‌زنی اسکن‌کننده برای مشاهده و دستکاری اتم‌های منفرد همکاری داشت.روهرر و همکارش گرد بینیگ، نسخه پیشرفته‌ای از اولین میکروسکوپ الکترونی متعلق به دهه 1930، را طراحی و آن را «میکروسکوپ تونل‌زنی اسکن‌کننده» نام نهادند.وی زمانی که در لابراتوار آی بی ام2 کار می‌کرد، به همراه بینیگ جایزه نوبل سال 1986 فیزیک را به خود اختصاص دادند و آن را با ارنست روسکا، طراح اولین میکروسکوپ الکترونی، به اشتراک گذاشتند.روهرر و بینیگ پدران نانوفناوری شناخته شده‌اند.طراحی میکروسکوپ مزبور نقطه عطفی در تاریخ فناوری علم و اطلاعات به شمار می‌آید. ] 6و7 [
1-2-2-معرفي نانو فناوري
نانو ریشه یونانی “نانس” به معنی کوتوله می‌باشد.فناوری نانو موج چهارم انقلاب صنعتی، پدیده‌ای عظیم می‌باشد که در تمامی گرایشات علمی راه یافته است تا جایی که در یک دهه آینده برتری فراینده‌ها، وابسته به این تحول خواهد بود. نانومتر معادل يك ميلياردم متر يا تقريبا يك هشتاد هزارم قطر مو و يا معادل اندازه ده اتم هيدروژن است كه در كناريكديگر قرار گرفته اند.حيطه تخصصي فناوري نانو ساختارها و دستگاههائي است كه در ابعاد فضایي 1 تا 100 نانومتر قرار داشته و فعاليتهاي اين ساختارها در بازه هاي زماني فمتو ثانيه (يك ميليونيوم نانوثانيه) بوقوع مي پيوندد. ظهورنانوفناوری برپایه پروژه فايمن بودکه مي توان آن رادر چند بند اساسي خلاصه نمود:
1-توليد ماشينها (روباتها) در مقياس نانو (يك تا صد نانومتر )كه خود اين ماشينها قادرند ماشينهاي ديگر و يا مواد مفيدجديد، را از طريق چيدمان اتمها در كناريكديگر، از پائين به بالا، توليد كنند.اين نوع فعاليت را اسمبلرنام نهادند.
2-يك اسمبلر مي تواند حامل تمام دستورات و اطلاعات لازم جهت ساختن همانند خود باشد كه در اين صورت به آن خودسامان ده مي گويند. از ديدگاه پروژه فاينمن، فناوري نانو در حقيقت فناوري ناظربرايجاد و كنترل اين اسمبلرها و رپليكيتورها است كه خود آنها قادرند انبوهي از نانوماشينها و يا نانورو باتها را تعبيه كنند و ازطريق اين انبوه سازي، يك فعاليت در مقياسهاي ملكولي راايجاد كنند. اين درك از مقوله نانوفناوري بسيار بنيادي است وبا الهام از نانوفناوري موجود در دستگاههاي زيستي طبيعي ارائه شده است كه فناوري نانو را خلق دستگاهها و مواد ودستكاري در نظم و عملكرد آنها از پائين به بالا، يعني درمقياسهاي ملكولي و اتمي در نظر مي گيرد.از اين دور نما،مقياس نانو صرفا يك مقياس فوق ريزو يا يك مرحله دركوچك سازي نيست، بلكه اساسي ترين مقياسي است كه ماده در انواع كيفي خود در آن مقياس شكل مي گيرد و قوانين حاكم بر عملكرد آن تشكيل مي شود. درك ساده تري از مقوله فناوري نانو نيز در دست است كه در برنامه ملي آمريكا براي(US National Nanotechnology Initiative) توسعه نانو فناوري ارائه شده است و هدف نانوفناوري را چنين تعريف مي كند:” پژوهش و برپاسازي فناوري در سطوح اتمي، ملكولي وماكروملكولي در بازه طولي تقريبا يك تا 100 نانومتر به منظورارائه شناختي بنيادي از پديده ها و مواد در مقياس نانو و خلق و استفاده از ساختارها، ادوات و دستگاههائي كه به خاطر اندازه فوق ريز و يا متوسط خود از خواص و عملكردهاي نوظهوري برخوردار هستند”.
به بیان دقیق ترفناوری نانو یا نانوتکنولوژی رشته‌ای از دانش کاربردی و فناوری است که موضوعات گسترده‌ای را پوشش می‌دهد. موضوع اصلی آن نیز مهار ماده یا دستگاه‌های در ابعاد کمتر از یک میکرومتر، معمولاً حدود ۱ تا ۱۰۰ نانو متر است. در واقع نانو تکنولوژی فهم و به کارگیری خواص جدیدی از مواد و سیستمهایی در این ابعاد است که اثرات فیزیکی جدیدی عمدتا متاثر از غلبه خواص کوانتومی بر خواص کلاسیک از خود نشان می‌دهند. نانوفناوری یک دانش به شدت میان‌رشته‌ای است و به رشته‌هایی چون پزشکی، دامپزشکی، زیست شناسی، فیزیک کاربردی، مهندسی مواد، ابزارهای نیم رسانا، شیمی ابرمولکول و حتی مهندسی مکانیک، مهندسی برق و مهندسی شیمی نیز مربوط می‌شود.]5و6و7و8[
1-3- نانوپزشکی
1-3-1-تعریف نانوپزشکی
نانوپزشکی چیزی بیش از یک نظریه است، با این حال امکان ندارد تعریف دقیقی برای آن ارایه داد. درباره تعریف نانوپزشکی دو نظریه وجود دارد: 1- یک فناوری که از ابزارهای مولکولی و اطلاعات بدن انسان برای تشخیص و درمان استفاده می کند 2- به کارگیری خواص فیزیکی نانومتری اجسامی که حدفاصل اندازه های مولکولی و بزرگتر قرار دارند. ( مکانیک کوانتومی) .درحقیقت درمان و پیشگیری بیماری ها از قابلیت های خوب فناوری نانو به شمار می رود. این فناوری با استفاده از نانوابزارها و نانوساختارهای مهندسی شده، اعمالِ ساخت، کنترل، دیدن و ترمیم سیستم زیستی انسان در مقیاس مولکولی را انجام می دهد. ابزارهای بسیار ابتدایی نانوپزشکی می توانند برای شناسایی بیماری و توزیع دارو، و همچنین توزیع هورمون در بیماری های مزمن و نقص های سیستم بدن به کار روند. ابزارهای بسیار پیشرفته تر، از قبیل نانوروبات ها هستند که به عنوان جراحان کوچک داخل بدن عمل می کنند. در مقالات علمی نیز نانوپزشکی این گونه تعریف شده است : به کارگیری نانومواد یا موادی با ساختارهای نانو در پزشکی که به خاصر ساختارشان ، دارای خواص ویژه ای در زمینه پزشکی مثل توانایی عبور از غشاهای زیستی و یا هدف قرار دادن بافت ها هستند. کنترل مواد در اندازه های نانو نیازمند روش های شیمیایی و ساخت جدید منحصر به فرد است.] 10و11و12[
1-2-2-خلاصه ای از کاربردهای نانوپزشکی
1- داروها: مولکول های نانومتری چون ساختار خاصی دارند اثرات درمانی منحصر به فردی نیز دارند که در سایر داروها وجود ندارد. مثلا : داروهای مبتنی بر فولرین ها و یا درخت سان ها ( دندریمترها)
2- تصویر برداری درون تنی: حسگر های جدید بر مبنای این موارد ساخته می شوند :
برمبنای نانولوله ها، نانوسیم ها، کانتیلورها و میکروسکوپ های نیروی اتمی ، این حسگر ها در وسایل تشخیصی پزشکی استفاده می شوند.
3- زیست مواد: موادی که در این گروه قرار می گیرند عبارتند از: مواد خودتجمع ( خودآرا) و نانوموادی که خواص مکانیکی مواد دیگر را که در ابزارهای کاشتنی وجود دارند ، بهبود می بخشند. مثلا مواد نانوکامپوزیتی در دندانپزشکی که برای پر کردن به کار می روند. نانوهیدروکسی آپاتیت ←روکش کردن کاشتنی ها و یا ساخت موادی که جایگزین استخوان می شوند. مواد زیستی بر روی کاشتنی ها ← رشد سلولی و تمایز سلولی
4- کاشتنی های فعال: این موارد سطوح الکترود ها و سازگاری زیستی ابزارهای کاشتنی را بهبود می دهند. 5-سیستم تحویل دارو به بافت‌های بدن: در این بخش محققان به دسترسی بیولوژیکی بافت‌ها به انواع داروها توجه می‌کنند. منظور از دسترسی بیولوژیکی در اینجا میزان حضور مولکول‌های خاصی از دارو است، با توجه به اینکه آیا آنها در بافت‌های خاص بدن مورد نیاز هستند و اینکه دقیقا در کجا بیشترین کارایی را خواهند داشت. این اهداف با استفاده از هدف‌یابی مولکولی به وسیله اجزایی که مهندسی نانو در آنها وجود دارد، قابل تحقق است.
6-سرطان: قابلیت‌های اجزای نانو در بخش تومورشناسی یکی از رؤیاهایی است که سال‌های سال محققان در آرزوی آن بوده‌اند. استفاده از این اجزا در تصویر‌برداری‌های پیشرفته می‌تواند تصاویری استثنایی از مناطقی که تومور در آنها ایجاد شده است، ارائه دهد. سایز این اجزا همچنین به محققان این امکان را داده است که آنها را تا حد امکان به تومورها نزدیک کنند و اطلاعات کافی از آنها به دست آورند. در تازه‌ترین تحقیقات محققان روی نانوذراتی کار می‌کنند که علاوه بر استفاده در عکسبرداری، از آنها می‌توان برای درمان مستقیم تومورها استفاده کرد] 11و12و13و14و26[
1-3- نانودارو
نانو دارو یکی از شاخه های نانوتکنولوژی است که با استفاده از آن می توان ابزار قدرتمند و پراستفاده ای در زمینه پزشکی و تحقیقاتی ساخت. علاوه بر ساخت ابزار، علم نانودارو به ساختارهای مواد و دارو ها هم مربوط می شود و در زیر شاخه های خود به درمان بیماری های خاص و جراحی های حساس و حرفه ای نیز می پردازد. البته استفاده نانو دارو به این شکل نیست که این علم به صورت مستقیم در تولید و ساخت خود دارو نقش داشته باشد؛ بلکه در نحوه پخش شدن آن در بدن تاثیر دارد و این کارایی دارو ها را افزایش می دهد. بر اساس این عمل پزشکان می توانند دارو را به نقطه ای برسانند که بدن به آن نیاز دارد نه این که از راههای دیگر مثل معده قسمتی از آن را به بخش آسیب دیده برسانند. از همین قابلیت برای درمان بیشتر سرطان ها استفاده شده است. به وسیله دانش نانودارو محققین می توانند با یک روش خاص انواع سرطان را درمان کنند. این روش خاص بدون جزئیات کامل به این صورت است که با تزریق دارو به بدن، داروها سلول های سرطانی را در یک نقطه جمع می کنند و مانع از انتشار آن به نقاط دیگر می شوند و بعد از مدتی سلول های سرطانی در همان محل کشته می شوند و بدون این که سرطان به محل دیگری سرایت کند، از بین می رود. در حال حاضر از این روش برای درمان تومورهای مختلف استفاده می شود. صنعت داروسازي از نقطه نظر دارو رساني تاكنون از طريق فناوري نانو به دست آوردهاي چشمگيري رسيده است. به علاوه از ديدگاه صنعت داروسازي در بخش دارورساني اين عنوان كه فناوري نانو قابليت در دسترس قرار دادن مواد را در مقياس بسيار كوچك فراهم مي كند بسيار حائز اهميت مي باشد. در سيستم دارويي قديم به علت غير واقعي بودن دز دارويي از لحاظ مقدار نياز براي درمان، بسياري از آن در دستگاه گوارش، گردش خون و بافت هاي واسط به هدر مي رفت تا مقدار مورد نظر به سلول ها يا بافت هاي مورد نظر برسد كه اين داروهاي جذب شده در طول مسير ايجاد عوارض جانبي مي كنند كه اگر در حد خواب آلودگي باشد مزاحمتي براي بيمار ايجاد نمي كند حال آنكه در بيماري هايي چون سرطان و ديابت باعث ريزش مو و عوارض بسياري خواهد شد يا تزريق هاي مكرر باعث دردناك شدن بافت ها مي شود كه براي بيمار غير قابل تحمل مي باشد. اما در سيستم دارورساني نوين (نانو) راه حلي براي تمامي اين مشكلات خواهد بود. سيستم دارورساني نوين (نانو) عبارت است از رساندن دارو در يك زمان معين و با دز كنترل شده به اهداف دارويي خاص، اين كار به نحو چشمگيري ايمن تر و بسيار مؤثر تر از پخش دارو در تمام بدن است. يكي از مشكلاتي كه وجود دارد اين است كه اهداف در بدن بسيار كوچك و پراكنده مي باشند. دارورساني نوين عوارض ناخواسته را كاهش مي دهد و دزهاي كمتري را مصرف مي كند.سيستم هاي دارورساني براي اينكه قادر به رساندن دز مورد نياز دارو در زمان معين به سطح هدف باشند از سيستم هايي طراحي شده نانومتري فعال يا غيرفعال استفاده مي كنند، پس بايد اين گونه گفت گه گذر از گذرگاه نانوتكنولوژي براي رسيدن به اهداف نهايي دارورساني الزامي است]9و10و16[
1-4-طراحی دارو به وسیله کامپیوتر
1-4-1-مقدمه
در روش طراحی دارو با کمک کامپیوتر در واقع از کامپیوتر به عنوان ابزاری کمکی برای رسیدن به درک بهتری از شیمی و بیولوژی مساله موجود و انجام فرایند طراحی دارو استفاده می شود.در بیشتر موارد از این روش برای پیدا کردن لیگاندی که اینترکشن مناسب با رسپتوری که جایگاه هدف می باشد، استفاده می شود. اتصال این لیگاند به رسپتور می تواند از طریق اینترکشن های هیدروفوبیک، الکتروستاتیک و پیوندهای هیدروژنی باشد.
1-4-2-تکنیک های محاسباتی درطراحی و تولید دارو
دریک همکاری تحقیقاتی بین المللی که بوسیله ی دانشمندان دانشکده پزشکی دانشگاه کارولینای شمالی و دانشگاه دانده در انگلستان انجام شد، روشی برای طراحی و ساخت داروهایی با بازده و تأثیر بیشتر ابداع گردید که در آن داروها می توانند همزمان چندین پروتئین را هدف قرار دهند.این روش می تواند در تولید داروهایی فوق العاده گرانبها که برای درمان بیماریهای بسیار شایع مانند دیابت، فشارخون، چاقی، سرطان، شیزوفرنی و اختلال شخصیت دو بعدی بکار می روند، موثر باشد. این بیماریها که به نام بیماریهای پیچیده معروف هستند دارای علل ژنتیکی و غیر ژنتیکی می باشند که تعیین کننده ی میزان استعداد فرد برای ابتلا به این بیماریها است.به گفته ی نویسندگان مقاله در مورد ژنتیک بیماری شیزوفرنی ، صدها ژن مختلف می تواند بروی خطر ابتلا به این بیماری تأثیر داشته باشد به همین علت تنها یک دارو نمی تواند برای هدف قرار دادن علت این بیماری مفید باشد این موضوع درمورد سایر بیماریهای شایع و پیچیده صادق است.دکتر روتزمی گوید: برای بیماریهای عصبی روانی و بیماریهای عفونی و سرطان، در طی 20 سال گذشته طراحی داروها بطور انتخابی بر اساس هدف قرار دادن یک مولکول تکی صورت می گرفت اما از آنجائیکه این بیماریها بسیار پیچیده اند و علل چند گانه دارند ،داروها غالباً غیر موثر بوده و بسیاری از آنها حتی به بازار هم ارائه نمی شدند.از سوی دیگر دارویی که برای تأثیر گذاری بروی یک پروتئین هدف طراحی شده است ممکن است با تعداد بسیاری از پروتئین های دیگر برهمکنش کند، این برهمکنش های ناخواسته غالباً سبب بروز سمیت وتأثیرات جانبی داروها می گردد و بنابراین تصور اینکه شاید راهی برای ساختن داروهایی وجود داشته باشد که تعدادی از اهداف داروهای مختلف را در یک زمان مورد هدف قرار دهد ، یک راه حل اساسی محسوب شود.درروش جدید داروهای اتوماتیکی با کامپیوتر بر اساس پایگاه اطلاعاتی بزرگ دارویی، برهمکنش های دارو و هدف طراحی می شوند. دانشمندان از قدرت شیمی محاسباتی برای طراحی ترکیبات دارویی استفاده می کنند و سپس این داروها توسط متخصصین علم شیمی ساخته، آزمایش و در مطالعات بروی مدلهای حیوانی که به بیماریهای انسانی مبتلا هستند، بکار می رود.
1-4-3-نرم افزارهای مناسب جهت طراحی دارو
غربالگری مجازی3، به کمک روش های کامپیوتری یک آنالوگ برای غربالگری با قابلیت بالا در محیط آزمایشگاهی (HTS) می باشد، که روشی جهت بررسی سیستماتیک کتابخانه های شیمیایی بزرگ فراهم می آورد.از این تکنیک برای شناسایی ترکیبات رهبر قوی که میتوانند سنتز شده و مورد بررسی و تست های بیولوژیکی قرار گیرند استفاده های شایان توجهی می گردد.این پیشرفت ها به میزان زیادی میزان موفقیت در مسیر توسعه ترکیبات جدید داروئی را امکانپذیر نموده اند. هسته مرکزی این دانش را کاربرد تکنیک های کامپیوتری جهت تسهیل کشف ترکیبات جدید داروئی تشکیل میدهد. طراحی دارو به کمک کامپیوتر4،مدلسازی ملکولی توسط کامپیوتر5،طراحی منطقی دارو به کـمـک کامپیوتر6و در نهایت کشف و توسعه دارو به کـمـک کـامـپـیـوتـر7 ، تکنیک های پیشرفته ای هستند که امروزه به منظور بهینه سازی مسیر کشف و توسعه ترکیبات داروئی موثر به کار گرفته می شوند و معرف کاربرد گسترده ابـزارهـای کـامـپـیـوتـری و پایـگاه های اطلاعاتی متنوع به منظور انجام فعالیت های ذخیره سازی، طبقه بندی، آنالیز، مدل سازی و طراحی ترکیبات داروئی می باشند.توسعه کاربرد تکنیک های کامپیوتری در مراحل کشف و توسعه ترکیبات دارویی به خصوص به کارگیری این تکنولوژی ها در کارخانه های معتبر داروئی دنیا.
1-5- شیمی محاسباتی
1-5-1- تعریف شیمی محاسباتی
شيمي محاسباتي شاخه اي از دانش شيمي است كه سعي در حل مسائل شيمي با كمك رايانه ها دارد دراين رشته از رايانه ها براي پيش بيني ساختار مولكولي خواص مولكولي و واكنشهاي شيميايي استفاده مي شود دراين رشته از نتايج شيمي محض كه در قالب برنامه هاي موثر كامپيوتري درآمده اند براي محاسبه ساختار و خواص مولكولها و جامدات استفاده مي شود در حاليكه نتايج آن معمولا كامل كننده اطلاعات بدست آمده از آزمايشهاي شيمايي هستند اما در برخي موارد مي تواند منجر به پيش بيني پديده هاي مشاهده نشده شيميايي شود بنابراين شيمي محاسباتي مي تواند به شيمي آزمايشگاهي كمك كرده و در يافتن موضوعات جديد شيميايي با شيمي تجربي رقابت نمايد سيماي شيمي محاسباتي شامل مدلسازي مولكولي روشهاي محاسباتي و طراحي مولكول به كمك كامپيوتر و همچنين داده هاي شيميايي و طراحي سنتزهاي الي مي باشد همچنين از اين رشته به گستردگي براي طراحي داروها كاتاليستها و مواد نو استفاده مي شود.]4[
1-5-2-روش های محاسباتی
تاکنون روش های محاسباتی بسیاری برای حل مسائل شیمی ابداع شده است. این روش ها از قوانین مکانیک کوانتوم، مکانیک کلاسیک و یا ترکیبی از آنها برای حل مسائل استفاده می کنند. انتخاب روش مناسب برای انجام محاسبات به نوع و بزرگی ساختار مورد مطالعه و همچنین نوع اطلاعاتی که مورد نیاز است بستگی دارد. اغلب این روش ها را می توان به صورت زیر طبقه بندی کرد:]4و35و36[
1- روش های شیمی محاسباتی
2- روش های مکانیک مولکولی
3- روش های ساختار الکترونی
3-1-روش های نیمه تجربی
3-2-روش های از آغاز
3-3-روش های نظریه تابع چگالی
4- روش های شبیه سازی دینامیک مولکولی
4-1- شبیه سازی دینامیک مولکولی کلاسیک
4-2- شبیه سازی دینامیک مولکولی کوانتومی
4-3- روش بورن اپنهایمر
4-4- روش کار-پارینلو
1-5-3-انواع مدل هاي مولكولي درشيمي محاسبات
مدل هاي مولكولي با هدف مدلسازي ساختار مولكولي، خواص و واكنش پذيري، بوجود آمده اند.
1-دامنة تغييرات آنها از توصيفات كيفي ساده تا دقيق، مبتني بر نتايج كمي است.
2-دامنة تغييرات هزينه آنها از سطح ابتدائي تا زمان محاسباتي معادل ماهها براي ابر رايانه هاي موازي شده است كه مصالحة بين دامنه تغييرات هزينه و هدف مبتني بر اهداف محاسبات است]17[
1-5-4-مكانيك مولكولي
مبتني بر مدل توصيفي توپ و فنر است،معرف بهتري براي تعادل هندسي نسبت به مدل هاي پلاستيك است. قادر است تا روابط همبستگي با انرژي كرنشي را لحاظ كند، محاسبات آن كم هزينه است، پارامترهاي تجربي فراواني وجود دارد كه مي بايستي به دقت آزمايش و كاليبره شود،اين مدل به تعادل هندسي محدود شده است، برهم كنش هاي الكتروني و ساختار الكتروني را لحاظ نمي كند، اطلاعاتي مبني بر «خواص» و «واکنش پذيري» نمي دهد، قادر به لحاظ كردن و درك برهم كنش هاي ايجاد و شكست پيوندها نمي باشد.]17[
1-6-حمل دارو(دارورسانی نوین)
1-6-1-تعریف دارورسانی نوین
دارورساني نوين عبارتند از: رساندن دارو در يك زمان و با دز كنترل شده به اهداف دارويي خاص ، اين كار به نحو چشمگيري ، ايمن تر و بسيار مؤثرتر از پخش دارويي در تمام بدن است كه سبب مي‌شود عوارض جانبي و دز مصرفي كاهش يابد.در واقع رساندن دارو در يك زمان معين با دز كنترل شده به اهداف خاص كه باعث كاهش عوارض جانبي ، درمان سريع تر و اختصاصي براي هر يك از افراد است. اين شيوه دزهاي مصرفي را كاهش مي‌دهد و مي‌تواند باعث دل گرمي بيماران براي ادامه رژيم مصرف دارويي صحيح شود. استفاده بهتر از دارورساني ، اجازه استفاده از روش‌هاي درماني جديد را مي‌دهد. اين فناوري جديد ، امكان استفاده از داروهاي بسيار سمي را نيز مي‌دهد. سيستم‌هاي دارورساني نوين براي اين‌كه قادر به رساندن دز مورد نياز دارو در زمان معين به سطح هدف باشند از سيستم‌هاي طراحي شده نانومتري فعال يا غير فعال استفاده مي‌كنند ، پس بايد اين گونه گفت كه گذر از گذرگاه نانوتكنولوژي براي رسيدن به اهداف نهايي دارورساني الزامي است. شايد بتوان گفت دارورساني نوين انقلاب علمي-تجاري داروسازي و پزشكي بوده است كه نسيم نويد بخش بيشتر و بهترزندگي كردن را به انسان مي‌دهد.]9و10[
1-6-2-نانوساختارهای حامل دارو
مهم‌ترين نانو ساختارها و نانو داروهايي كه در دارورساني نوين كاربرد دارند عبارتنداز :]9[
1- ليپوزوم‌ها براي نفوذ بهتر
2- كپسوئيد و ويروس‌ها براي انتقال دارو
3-نانو ذرات مورد استفاده براي انتقال دارو
4- نانوكپسول ها
5- نانوسرنگ‌هاي سلولي
6- دارورساني با نانوسوسپانسيون
7-استفاده از ماكرومولكول‌هاي خود تجمع دهنده براي حمل دارو

1-6-3-فلرن‌ها
نوع ديگري از ذرات كه در دارورساني مي‌توانند مورد استفاده قرارگيرند ، فلرن‌ها هستند كه يكي از آلوتروپ‌هاي كربن بوده  و شامل حلقه‌هاي 5 ضلعي و 6 ضلعي از اتم كـربـن هستنـد. ايـن تـركيبـات بـه عنـوان حـامل‌هاي دارويي بسيار موثرواقع مي‌شوند. باكي‌بال شناخته شده ترين فلرن است كه شبيه توپ فوتبال است و از 20 شش ضلعي و 12 پنج ضلعي ساخته شده است. محققان مؤسسه سی سیکستی8‌از ماكرو مولكول‌هاي درماني به صورت فلورن‌ها استفاده مي‌كنند. فلرن‌ها از نظر ساختاري شبيه توپ فوتبال هستند و به عنوان آنتي اكسيدان و داراي قدرت جذب راديكال‌هاي آزادي هستند كه در طي بيماري هائي مانند بيماري‌هاي اعصاب ، حملات قلبي و ديابت افزايش مي‌يابند. انواعي از مـواد ، داراي اكسيـژن فعـال و راد يكال‌هاي آزاد هستند كه مي‌توانند الكترون‌هاي غيرمزدوج خود را در تماس با مولكول‌هاي حياتي مانند اسيدهاي نوكلئيك قرار ‌دهند و بــه ايــن وسـيـلــه سـبــب تـخـريـب سلـولـي و مـرگ سلـول9 شـونـد. محققـان سیسیکستی معتقدند كه فلرن‌ها به صورت يك “اسفنج راديكالي”‌ عمل  كرده و مي‌توانند كه الكترون‌هاي تخريب شده را در ميان بگيرند. در عمل ، فلرن‌ها در آب نامحلول هستند لذا لازم است تا به نوعي محلوليت آن‌ها افزايش يابد] 9،16[
شکل1-1-ساختارفلرن
‌1-6-4-ليپوزوم‌ها
ليپوزوم‌ها در دارورساني با استقبال زيادي روبرو شده‌اند. اين مواد مي‌توانند به طور كروي مواد داروئي را در بر گرفته و احاطه كنند. تاكنون بسياري از تركيبات از جمله ضدسرطان‌ها و آنتي بيوتيك‌ها توسط ليپوزوم‌ها مورد استفاده قرار گرفته اند. در مقابل نـيـز شـركـت‌هـائـي مانند انوسایز10وجود دارند كه توانسته‌اند از ليپوزوم‌ها به صورت حامل‌هاي دارويي استفاده كنند. اغلب سلول‌ها براي انتقال پيام و سيگنال مهم خود به سلول ديگر از حامل‌هايي به نام دکسوزوم ها11 استفاده مي‌كنند. در سيستم ايمني ، اين سلول‌هاي دندانه‌دار ، عوامل ويروسي و عفونت زا را حس مي‌كنند. در حقيقت اين شركت توانسته است دکسوزوم هاي مصنوعي براي هدف قراردادن سرطان را بسازد. محققان انوسایز به كمك اين روش خواهند توانست نوعي ايمني اكتسابي بر عليه انواعي از سرطان‌ها ايجاد كنند] 9،16[
1-7-آنتی کنسر(ضدسرطان)
1-7-1-تاریخچه سرطان
بقراط که به‌عنوان پدر علم پزشکی شناخته می‌شود بین سال‌های 460 تا 370 قبل از میلاد مسیح زندگی می‌کرد،سرطان‌های پوست و بینی و پستان را دیده بود و ظاهر آنها را به خرچنگ تشبیه کرده بود. او برای نامیدن بیماری سرطان از کلمه خرچنگ (کارکونوس-کارسینوما) استفاده کرد. بعدها سلسیوس، پزشک رومی‌ از مترادف لاتین این کلمه به نام کانسر استفاده کرد. پزشکان مسلمان هم از مترادف این کلمه یعنی سرطان (به معنی خرچنگ) استفاده کردند. حدود 150 سال بعد از میلاد گالن ، پزشک رومی از واژه Oncos ( معادل یونانی بلعیدن ) برای توصیف تومورها استفاده نمود و اصطلاح وی امروزه بعنوان قسمتی از نام متخصصین سرطان12 بکار می رود .اولین تشخیص علمی علت سرطان در سال 1775 میلادی به وسیله ی دکتر”پرسیوال پات”پزشک بریتانیایی انجام شد.وی متوجه شد سرطان بیضه بین لوله ی بخاری پاک کن های لندن شیوع بیشتری دارد.با اختراع میکروسکوپ و تلاش پزشکان مختلف به تدریج رمز و راز سرطان آشکار شد و بسیاری از سرطان ها شناخته شدند. در قرن هجدهم اولین بار”متاستاز”یا گسترش سلول های سرطانی با کمک میکروسکوپ برای پزشکان آشکار شد.رادولف ویرشو13در سال 1863 برای اولین باربه ارتباط بین التهاب و سرطان پی برد و کشف وی باعث شد تا توجه به بیماری سرطان ، که تا آن زمان نسبت به وجودش نیز شک وجود داشت معطوف گردد .در 1873 اولین جراحی موفقیت آمیز کانسر توسط تؤدور بیلروت 14روی یک بیمار مبتلا به کانسر لارنکس انجام شد.امااساس ژنتیک سرطان اولین بار در سال 1902 و به وسیله ی جانورشناس آلمانی پروفسور”تئودور بووری”شناخته شد.او کشف کردکروموزوم ها در تقسیم سلول های سرطانی نقش دارند و احتمالاً موتاسیون در ژن این سلول ها باعث به وجود آمدن سرطان می شود موفقیت او در این موضوع کمک کرد متوجه شود پرتوهای ایکس.عوامل شیمیایی و فیزیکی مانند سموم و زخمها میتوانند باعث”موتاسیون”و بعد سرطان شوند.با کشف رادیوم به وسیله ی”ماری کوری”و همسرش درمان سرطان وارد مرحله ی جدیدی شد و پزشکان دیگر به تنهایی بیماران را درمان نمیکردند و رادیولوژیست ها هم وارد وادی شدند.در سال 1907 میلادی The American Association for Cancer Researchبرای تحقیق و جمع آوری اطلاعات در مورد این بیماری جدید (کانسر ) تشکیل گردید. در سال 1964 گروه کوچکی از پزشکان انکولوژیست15 را جهت درمان بهتر و اختصاصی بیماران سرطانی پایه گذاری کردند.] 1و2و13و14[
1-7-2-تعریف سرطان
سرطان یعنی رشد ، تکثیر و گاهی انتشار غیر طبیعی سلولهای بدن. تمامی سرطانها دارای الگوی رشد مهارگسیخته و تمایل به جدا شدن از منشا اصلی و متاستاز هستند.اغلب سلولهای طبیعی بدن در پاسخ به تحریکاتی که از داخل و خارج بدن به آنها وارد می‌شود، رشد و تولیدمثل می‌کنند و در نهایت می‌میرند. اگر این فرآیند در مسیر تعادل و صحیح خود اتفاق بیفتد ، بدن سالم می‌ماند و عملکرد طبیعی خود را حفظ می‌کند. اما مشکلات ، زمانی شروع می‌شود که یک سلول طبیعی دچار ” جهش ” و یا تغییر شده و به سلول سرطانی تبدیل می‌شود.] 1و2[
1-7-3-نحوه پیدایش سرطان
یک سلول طبیعی ممکن است بدون هیچ دلیل واضحی به یک سلول سرطانی تبدیل شود، ولی در اغلب موارد ، تبدیل در اثر مواجهه مکرر با مواد سرطانزا مانند الکل و دخانیات صورت می‌گیرد. شکل ظاهری و نیز عملکرد سلولهای سرطانی شده با سلولهای طبیعی تفاوت دارد. جهش یا تغییر ایجاد شده در DNA یا ماده ژنتیکی سلول اتفاق می‌افتد. DNA همان مسئول کنترل شکل ظاهری و عملکرد سلول است. وقتی DNA یک سلول تغییر می‌کند، آن سلول با سلولهای سالم کنار خود تفاوت می‌یابد و دیگر کار سلولهای طبیعی بدن را انجام نمی‌دهد. این سلول تغییر یافته



قیمت: تومان

دسته بندی : پایان نامه

پاسخ دهید