همگرايي زيست فناوري و فناوري‌نانو
دانش بشر در زمينه شيمي و فيزيك، که حاصل هزاران سال تجربه و آموختن است، به وسيله پيشرفت‌هايي همچون تخمير، جدول تناوبي، كشف تشعشع، به كنترل درآوردن قدرت اتمي، ميكروسكوپي، ميكروسكوپ‌هاي الكتروني روبشي، پيشرفت در رياضيات و محاسبات به ترقي رسيده است که هر كدام از اين اكتشافات سهم مهمي در دانش بشري داشته و موجب پيشرفت‌ها و نوآوري‌هاي بزرگ علمي گرديده است.
ممكن است به نظر آيد كه انقلاب حاضر در زمينه زيست‌شناسي و فناوري‌نانو به صورت ادامه منحني لگاريتمي يادگيري بشر است كه براي قرون متمادي ادامه داشته است. با اين حال اين لحظه در تاريخ از نظر من بسيار متفاوت است. همگرايي زيست‌فناوري و فناوري نانو و پيشرفت‌هاي ايجاد شده در 30 سال اخير در هر دو زمينه، مي‌تواند دانش فني و علمي را به نحوي بي‌سابقه‌در تاريخ بشر افزايش دهد.
گروهي بر اين باورند، اين قضيه شرايط خطرناك و تهديد كننده‌اي ايجاد مي‌كند. به نظر من الان زمان بسيار نويدبخشي است و مي‌توان به شكل فوق‌العاده‌اي به حفظ بشر در مقابل خطرات شناخته شده و ناشناخته كمك كرد.
آندرو وان، مدير بخش خدمات بهداشتي سازمان ملي بهداشت ايالات متحده پيش‌بيني مي‌كند، در اثر اين همگرايي و نيز در اثر شتاب در پيشرفت دانش بشر و تحقيقات در زمينه فناوري‌نانو، تا سال 2015 مشكل سرطان حل شود. تنها به عنوان يك بخش كوچك از اين پيشرفت بزرگ، در اثر افزايش تصاعدي توان ما در حل مشكلات، كيفييت زندگي بسيار بهبود خواهد يافت. من فكر مي‌كنم حق با اوست و ما مي‌توانيم مالاريا، بيماري‌هاي قلبي و ديابت را نيز به اين فهرست اضافه كنيم.
ما همچنين درصدد افزايش توان خود در مقابله با تهديدهاي غيرمنتظره همانند ويروس‌هاي جهش يافته و مرگبار جديد يا سلاح‌هاي ميكروبي خارج از كنترل هستيم. اپيدمي‌هايي همچون طاعون و آنفلوآنزا اثرات ناگهاني و ويران كننده‌اي در طول تاريخ داشته‌اند. ما حتي با وجود تمام آگاهي‌ها و سيستم‌هاي بهداشتي امروز، در مقابل بلاها مصون نيستيم. با اين حال به دليل پيشرفت‌هاي علمي حاضر، قدرت مقابله با آنها را پيدا مي‌كنيم.
در حال حاضر ما چندين محدوده از فناوري را مي‌شناسيم كه در امواج جديد اكتشاف به هم نزديك مي‌شوند. ابزارهاي جديد آشكارسازي و دستكاري در مقياس نانو به ما اين امكان را مي‌دهد كه هم نظم فيزيكي مواد در مقياس اتمي را درك كرده و هم به اثرات كوانتومي و الكترومكانيك در اين سطح پي ببريم.
در مقياس نانو، سيستم‌هاي زيستي الگوي خوبي هستند. مثلاً مجموعه‌اي از توالي هزاران آمينواسيد موجود در طبيعت مي‌تواند مولكول‌ها و برهم‌كنش‌هاي مورد نياز ما را توليد نمايد و ابزاري را در اختيار ما قرار مي‌دهد كه تاكنون هرگز وجود نداشته است.
اين سيستم‌هاي زيستي عملكردي مشابه نانوربات‌هاي پيش‌بيني شده براي آينده دارند. آنها آنقدر كوچك هستند كه مي‌توانند در درمان سرطان، خالص‌سازي آب، توليد نيروي الكتريكي و بسياري از اهداف ديگر به كار روند. اين ساختارها غيرقابل توصيف و بي‌نظم به نظر مي‌آيند؛ امّا بسيار شبيه نانوربات‌هاي مشابه اسباب‌بازي‌هاي ساختماني جادويي مي‌باشند که امروزه در دسترس هستند.
به عنوان چند مثال مي‌توانيم چند نمونه از قابليت‌هاي بسيار زياد آنها را توضيح دهيم. هر كدام از آنها تنها قسمتي از بخش عظيمي مي‌باشند كه در مقايسه با كل آن بخش بسيار كوچك به نظر مي‌آيند. بياييد يك مثال كوچك پايين به بالا از قسمتي از دنياي نانو كه من فعاليت كرده‌ام بياوريم.
در سال 1999 من و ويلسون گريت بچ، مخترع اولين دستگاه موفق تنظيم ضربان قلب و باتري ليتيم- يد به كار رفته براي تأمين نيروي آن، شركت بيوفان را تأسيس كرديم تا مشكل روبش بسياري از ابزارهاي گيرنده پزشكي به وسيله MRI (تصويربرداري تشديد مغناطيسي) را حل نماييم. ويلسون فناوري‌نانو را به من معرفي كرد. با اين حال من نمي‌توانستم ببينم كه چگونه فناوري‌نانو بر كار ما تأثير مي‌گذارد. او همگرايي بين علومي را پيش‌بيني كرد كه با زيست‌شناسي مولكولي به هم مي‌آميزند چرا كه اين علم به ما ياد داد كه چگونه مابين دنيايي كه مي‌شناسيم و دنيايي كه مي‌خواهيم، ارتباط برقرار نماييم. سلول‌هاي كوچك طبيعت در مورد شيمي، فيزيك، ساختارهاي مكانيكي، طرح‌هاي نوري و چيزهايي ديگر مطالب زيادي مي‌دانند.
اولين راه حل ما براي مشكل MRI استفاده از فوتونيك و فركانس راديويي بود. به طور موازي شروع به مطالعه فناوري‌نانو كرده و ياد گرفتيم چگونه نانوذرات مغناطيسي را تنظيم نماييم تا به انرژي تشديد مغناطيسي MR به شكل بسيار ويژه‌اي پاسخ دهند. ما يك سري ابزارهاي پزشكي ساختيم كه در MRI نامرئي بودند و موجب کاهش تصاوير مجازي مي‌شدند كه ديدن بافت‌هاي اطراف، اين ابزارها را با مشكل مواجه مي‌كردند در حال حاضر اين فناوري را در اختيار سازندگان ابزارآلات پزشكي قرار مي‌دهيم.
ما ياد گرفتيم چگونه نانوذرات مغناطيسي مرتعش كننده با فركانس ويژه را توليد نماييم. در حال حاضر از دانش به دست آمده از اين تجربه براي اتصال اين نانوذرات مغناطيسي به مولكول‌هاي دارويي استفاده مي‌نماييم. با اتصال اين نانوذرات به داروها، آنها غير فعال مي‌شوند تا زماني كه اعمال يك ميدان مغناطيسي ملايم باعث جدا شدن نانوذرات و فعال شدن مجدد دارو گردد. ابزارهاي قابل كاشت همانند يك كفل مصنوعي مي‌تواند حاوي داروهاي ضدفسادي باشد كه در تاريخ خاصي پس از كاشت جاگذاري عضو در بدن آزاد شود.
ما همچنين عوامل بهبود كنتراستMR ساخته‌ايم كه روشن‌تر و بادوام‌تر از گادولينيوم بوده و قابليت اثرگذاري چندين MR را دارند. همچنين نانوذرات مغناطيسي به ما كمك مي‌كنند كه مولكول‌هاي دارويي را به سمت هدفشان راهنمايي كنيم. يك پوشش از نانوذرات مغناطيسي در اطراف يك دانه brachy راديواكتيو را مي‌توان به طور ملايم حرارت داد و آن را براي درمان هيپوترميك با تشعشع و حرارت فعال نمود. تمام اين كارها با نانوذرات قابل تنظيم ساده‌اي صورت مي‌گيرند كه در زير MRI به صورت نانوذرات مغناطيسي قابل مشاهده بوده و همچنين فركانس MR مخصوص براي ديدن آنها نيز قابل تنظيم است. نيازي به هيچ مدار منطقي يا الكترومكانيكي درون اين نانوذرات نيست. در موقع نياز، انرژي خارجي، ماده فيلم نازك را فعال كرده و دارو رها مي‌شود.
با اينكه ما بيش از 100 اختراع در اين زمينه به ثبت رسانده‌ايم تنها يك دانه شن در ساحل وسيع همگرايي فناوري‌نانو وزيست‌فناوري هستيم.
به زودي همزمان با به هم پيوستن فناوري‌نانو و زيست‌فناوري و در نتيجه دانش مشترك و شتاب‌زا و انفجار نوآوري‌ها، پيشرفت‌هاي معجزه‌آسايي ايجاد خواهد شد.
براي اطلاعات بيشتر در زمينه همگرايي فناوري نانو و زيست‌فناوري با مايكل واينر با آدرس mweiner@biophan.com تماس گرفته و آدرس www.biophan.com را مشاهده نماييد
برگرفته از سايت http://www.irannano.org/
