تبلیغات

استفاده از شکر در ساخت نانونقره‌های غیر سمی

 

اخیراً یکی از مهندسان مواد دانشگاه تریست در ایتالیا، به همراه گروهش موفق به تولید یک ماده‌ی هیدرو‌‌‌‌ژل نانو‌‌‌‌کامپوزیتی غیر‌‌‌‌ سمی جدید شد، این ماده مبتنی بر پلی‌‌‌‌ساکاریدهای طبیعی و نانوذرات نقره برای کاربردهای ضد میکروبی است.

به نظر می‌‌‌‌رسد هیدروژل برای سه خط سلولی یوکایوتی مختلف، غیرسمی باشد؛ زیرا این نانوذرات در ماتریس ژل بی‌‌‌‌حرکت مانده، می‌‌‌‌توانند فعالیت‌‌‌‌ ضد میکروبی خود را از طریق تماس ساده با غشای میکروبی انجام دهند، این در حالی است که این نانوذرات نمی‌‌‌‌توانند به‌وسیله‌ی سلول‌‌‌‌های یوکایوتی جذب و به درون آنها وارد شوند.

مشکل مهم دیگر در مورد نانوذرات نقره، گرایش آنها به چسبیدن به یکدیگر و توده شدن است که این امر موجب از دست‌‌‌‌ رفتن خصوصیات استثنایی آنها (که ناشی از نانومقیاس بودن آنهاست) می‌‌‌‌گردد. تاکنون مهیاسازی و پایدارسازی نانوذرات فلزی با چالش‌‌‌‌هایی همراه بوده‌است، روش جدید این گروه ایتالیایی راهکاری را برای پایدارسازی مؤثر نانوذرات نقره و ‌‌‌‌توده نشدن آنها ارائه می‌‌‌‌دهد.

تراوان می‌‌‌‌گوید: «نقش چیتلاک پلی‌‌‌‌ساکارید‌‌‌‌ شاخه‌‌‌‌ای (چیتوسان اصلاح‌شده با لاکتوز) در تشکیل و پایدارسازی نانوذرات نقره‌‌‌‌ای ـ که قطر میانگین آنها حدود 35 نانومتر است و به‌خوبی پخش شده‌‌‌‌اند ـ بسیار مهم است».

هیدروژل‌‌‌‌های نانوکامپوزیتی تولیدی تراوان و همکارانش، می‌توانند بدون داشتن ضرری برای سلول‌‌‌‌های مامالیا از خود فعالیت ضد میکروبی بروز دهند. حضور همزمان در سیستم نهایی یک پلیمر فعال زیستی مبتنی بر شکر، برای برانگیختگی سلول و در سیستم نهایی نانوذرات نقره برای فعالیت ضد میکروبی، یک دستاورد مهم محسوب می‌‌‌‌‌‌‌‌گردد؛ این در حالی است كه این روش ـ كه بر سر دوراهی فناوری نانو و گلایکو‌‌‌‌بیولوژی قرار دارد ـ ممکن است منجر به تسهیل استفاده از کامپوزیت‌‌‌‌ نانوذره‌ی نقره ـ پلیمر زیستی را در مهیاسازی مواد فعال زیستی شود، همچنین این روش می‌‌‌‌تواند به تولید ابزارهای جدید برای طراحی موادی چون اجزای کربوهیدرات دارای فعالیت زیستی و نقرة نانومقیاس منجر گردد.

تراوان افزود: «این مواد نانوکامپوزیتی برای اهداف مختلفی چون فعالیت زیستی اجزای کربوهیدراتی ویژه و بروز ویژگی‌‌‌‌های نقره در سطح نانومقیاس به کار گرفته خواهند شد؛ مثلاً در خصوص ویژگی‌‌‌‌های نقره‌ی نانومقیاس، انتهای گالاکتوز زنجیره‌ی جانبی چیتلاک پلیمری به شکل ویژه‌‌‌‌ای با پروتئین‌‌‌‌های مقید‌‌‌‌شده به شکر ـ که گالاکتین نامیده می‌‌‌‌شود ـ در نزدیکی سطح سلول واکنش می‌دهد كه باعث راه‌اندازی فرایند تکثیر و سیگنال‌‌‌‌دهی سلولی کندروکیت‌‌‌‌های غضروف می‌شود.

علاوه بر این، راهکار شیمیایی نسبتاً آسانی که در این روش استفاده می‌‌‌‌شود، تولید ساختارهایی با ابعاد و اشکال مختلف را چون باریکه‌‌‌‌ها، لایه‌‌‌‌ها و میکروکرات و... ممکن می‌‌‌‌سازد، به‌ویژه برای کاربردهای زیست‌پزشكی این ماده‌ی جدید (جایی که یک ماده‌ی زیستی ایده‌‌‌‌آل، خصوصیات ضد میکروبی را با سمی نبودن برای سلول همراه می‌‌‌‌کند)، امکان دستیابی به هر دو ساختار سه‌‌‌‌بعدی که به میزان بالایی هیدراته هستند (به عنوان مثال برای کاربردهای مهندسی بافت) و سایر محصولات معمولی (همانند لایه‌‌‌‌ها، فیبرها یا پوشش‌‌‌‌ها) دارای اهمیت و مطلوبیت بالایی است. تراوان در این باره گفت:«آن دسته از مواد نانوکامپوزیتی که ما تولید کرده‌‌‌‌ایم، قادرند تا از طریق تولید یک ساختار ژلی ـ که به شکل مؤثری مانع از حرکت نانوذرات فلزی و یون‌‌‌‌ها در درون ماده می‌‌‌‌شوند ـ مشکل سمی ‌‌‌‌بودن را برای سلول حل کنند».

گام‌‌‌‌های بعدی در این حوزة تحقیقاتی، درک دقیق‌‌‌‌تری از ساز و كار ضد میکروبی مواد مبتنی بر نقره و تعمیم ایده ی «مانع فیزیکی» در برابر انتشار نانوذرات نقره در سلول‌‌‌‌ها برای حذف اثرات سمی آنها برای سلول است. تراوان در این باره افزود: «از آنجا که گالاکتین در بسیاری از فرایندهای زیستی مهم همانند رشد تومر و توسعه ورم مفاصل ریوماتوئید حضور دارد، کاربردهای امیدوارکننده‌ی زیادی وجود خواهند داشت.»