نقش فناوری‌های بسیار کوچک در مبارزه با کرونا

به گزارش خبرنگار حوزه علم، فناوری و دانش‌بنیان گروه فناوری خبرگزاری آنا، شیوع ویروس همه‌گیر کرونا تغییر و تحول اساسی در جهان ایجاد کرد. شاید برای شما جالب باشد که بدانید اندازه این ویروس فقط 60الی120 نانومتر است. این ویروس به طرز حیرت‌آوری کوچک است که می‌توانید بیش از 400 عدد از این ذرات ویروس را روی عرض یک تار موی سر خود جای دهید. به‌عبارتی‌دیگر این ویروس‌ها آن‌قدر کوچک هستند که نمی‌توانیم آنها را با میکروسکوپ‌های معمولی ببینیم و برای مطالعه آنها به میکروسکوپ‌های الکترونی بسیار قوی‌ نیاز داریم. حال مسئله این است که چگونه می‌توانیم با دشمنی بجنگیم که  از فرط ریز بودن حتی قادر نیستیم آن را ببینیم؟

یک راه‌حل مبارزه با چنین اشیای کوچکی، استفاده از ابزارهای کوچک است. فناوری نانو به هر فناوری که اندازه اجزای آن 1 الی 100 نانومتر باشد اطلاق می‌شود. در نانوپزشکی از چنین فناوری‌‌های کوچکی بهره می‌برد؛ از چسب‌زخم‌هایی که حاوی نانوذرات ضد‌باکتری نقره هستند گرفته تا ماشین‌های تشخیصی پیچیده در مقیاس نانو و ...

فناوری نانو در مقابله با ویروس‌ها نیز سابقه چشمگیری دارد و از اواخر دهه 1880 برای جداسازی و شناسایی آنها مورداستفاده قرار گرفته است. اخیراً از نانو پزشکی برای توسعه روشهای درمانی آنفولانزا، زیکا و ایدز استفاده شده و در ادامه این فناوری اکنون به مسیر مبارزه با ویروس کرونا پیوسته است.

تشخیص بیماری کرونا با کمک فناوری نانو

نخست: روش تست وجود ماده ژنتیکی ویروس کرونا

اگر مشکوک به کرونا هستید، از حلق یا بینی شما سوآب(نمونه) گرفته می‌شود و با «واکنش زنجیره‌ای پلیمراز رونویسی معکوس» (RT-PCR) آزمایش می‌شود. این روش بررسی می‌کند که آیا ماده ژنتیکی ویروس کرونا در نمونه وجود دارد یا خیر.

در این روش علی‌رغم دقت بسیار بالا، نتایج آزمایش می‌تواند سه روز طول بکشد، به تجهیزات با فناوری پیشرفته که فقط در آزمایشگاه قابل‌دسترسی هستند نیاز دارد و فقط می‌تواند هنگام انجام آزمایش در آزمایشگاه تشخیص دهد که آیا عفونت فعال دارید یا خیر اما آزمایش‌های پادتن، که وجود پادتن ویروس کرونا را در خون شما بررسی می‌کند، می‌تواند بلافاصله در هرکجا که نمونه‌گیری انجام شود؛ نتیجه را مشخص کند.

دوم: روش تست وجود پادتن ضدکرونا

پادتن‌ها هنگامی تشکیل می‌شوند که بدن شما با یک ویروس مقابله کند. آنها پروتئین‌های کوچکی هستند که با شکار آنتی‌ژن‌ها، ویروس‌های مهاجم را جستجو و نابود می‌کنند. این بدان معنی است که آزمایش‌های پادتن نه‌تنها می‌توانند ویروس کرونای فعال را تشخیص دهند بلکه قادرند معین کنند قبلاً نیز آن را داشته‌اید یا خیر.

در آزمایش‌های پادتن از نانوذرات موادی مانند طلا برای گرفتن هر پادتن از نمونه خون استفاده می‌شود. این آزمایش‌ها بیش از 95درصد دقیق بوده و می‌توانند طی 15 دقیقه نتیجه دهند.

واکسن و درمان

نقطه عطف بزرگ در نبرد با ویروس کرونا، تولید واکسن موفق خواهد بود. واکسن‌ها اغلب حاوی نوعی ویروس غیرفعال هستند که به‌عنوان آنتی‌ژن برای آموزش سیستم ایمنی بدن شما و ایجاد پادتن‌ها عمل می‌کنند. به‌این‌ترتیب، در هنگام مواجهه با ویروس واقعی، سیستم ایمنی بدن شما آماده است و می‌تواند در برابر عفونت مقاومت کند.

اما برخی محدودیت‌ها وجود دارد که مواد معمولی واکسن می‌توانند به‌طور زودرس در جریان خون تجزیه شوند و همیشه به محل موردنظر نمی‌رسند. درنتیجه کارایی واکسن کاهش می‌یابد. راه‌حل این است که مواد واکسن را توسط فرآیندی به‌نام «کپسوله‌سازی» (Encapsulation)، درون یک نانوپوسته محصور کنیم.

این پوسته‌ها از چربی‌هایی به نام «لیپید» (Lipid) ساخته شده‌اند و می‌توانند به قطر 5 نانومتر باشند(50هزار برابر نازک‌تر از پوسته تخم‌مرغ!). این نانوپوسته‌ها از تجزیه واکسن داخلی محافظت می‌کنند و همچنین می‌توانند با مولکول‌هایی که سلول‌های خاص را هدف قرار می‌دهند آراسته شوند تا در تحویل بار آنها مؤثرتر باشند.

این امر می‌تواند پاسخ ایمنی افراد مسن را به واکسن بهبود بخشد. از نظر مدیریت بحران نیز می‌تواند مؤثر باشد، چراکه افراد به‌طورمعمول به دوزهای کمتری از این واکسن‌های «کپسوله‌شده» برای ایجاد ایمنی نیاز دارند، به این معنی که شما می‌توانید با سرعت بیشتری واکسن کافی برای کل جمعیت تولید کنید.

کپسوله‌‌سازی همچنین می‌تواند درمان‌های ویروسی را بهبود بخشد. بخش عمده‌ای از مرگ بیماران ویروسی در بخش مراقبت‌های ویژه به‌دلیل «سندرم زجر تنفسی یا دیسترس تنفسی حاد» (ARDS) است. این موضوع زمانی اتفاق می‌افتد که سیستم ایمنی بدن بیش‌ازحد پاسخ می‌دهد. واکسن‌های کپسوله‌شده می‌توانند مناطق خاصی از بدن را هدف قرار دهند تا داروهای سرکوب‌کننده سیستم ایمنی را مستقیماً به اندام‌های موردنظر برسانند و به تنظیم پاسخ سیستم ایمنی بدن کمک کنند.

کاهش انتقال کرونا

این امر دشوار است که بخواهیم در اهمیت استفاده از ماسک صورت و شستن دست‌ها برای کاهش شیوع کرونا اغراق کنیم اما پوشش‌های معمولی صورت نمی‌توانند به‌خوبی از نفوذپذیرترین ذرات قطرات تنفسی جلوگیری کنند و نیز بسیاری از آنها فقط یک‌بار قابل‌استفاده هستند.

پارچه‌های جدیدی که از نانوالیاف به ضخامت 100 نانومتر ساخته شده و توسط اکسید تیتانیوم پوشش داده ‌شده‌اند، می‌توانند قطرات کوچک‌تر از یک هزار نانومتر را جذب کنند. این نانوالیاف عوامل بیماری‌زای حاوی  قطرات جذب‌شده را با  اشعه فرابنفش (UV) نور خورشید از بین می‌برد. ماسک‌ها، دستکش‌ها و سایر «تجهیزات حفاظت شخصی» (PPE) ساخته شده از چنین پارچه‌هایی نیز قابل شستشو و استفاده مجدد هستند.

یک نانوماده مهم دیگر گرافن است که از ساختار لانه‌زنبوری اتم‌های کربن تشکیل‌شده و 200 برابر از فولاد قوی‌تر بوده اما از کاغذ سبک‌تر است! پارچه‌های مجهز به گرافن، می‌توانند ویروس‌ها را گرفته و مانع از عبور آنها شوند. تجهیزات حفاظت شخصی حاوی گرافن نیز می‌توانند در برابر سوراخ شدن، شعله، اشعه فرابنفش و میکروب مقاوم باشند و درعین‌حال سبک نیز هستند.

البته گرافن فقط به پارچه‌ها اختصاص ندارد. نانوذرات می‌توانند روی سطوحی در مکان‌های عمومی قرار بگیرند که احتمال انتقال ویروس در آنها بالا است.

فناوری‌های ذکرشده تنها برخی از راه‌های کمک علم نانو در نبرد با ویروس کرونا است. اگرچه هیچ راه‌حل کاملی برای مبارزه با این ویروس همه‌گیر جهانی وجود ندارد، اما این فناوری‌های کوچک قطعاً توانایی این را دارند که بخشی مهمی از این مسیر باشند.

انتهای پیام/4112/پ