مروری بر کاربرد نانوذرات اکسید روی در علوم زیستی
نویسندگان
1 استادیار، گروه علوم دامی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
2 استادیار، گروه علوم پایه و پاتوبیولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
doi
10.52547/JCT/13.3.215چکیده
نانوتکنولوژی از شاخههای نوظهور علم است که استفاده گستردهای در زمینههای مختلفی چون پزشکی دارد. نانوذرات توسط ترکیبات مختلف در اندازه، شکل و خواص شیمیایی مختلف تولید میشوند و در زمینههای مختلف بیولوژیکی و زیستپزشکی قابل استفاده هستند. نانوذرات فلزی در بسیاری از زمینه ها استفاده گستردهای دارند و دارای خواص مختلفی هستند که آنها را برای استفاده در پزشکی مناسب می کند. روی بهدلیل دارا بودن نقش مهم در فرآیندهای بیولوژیکی متنوع از جمله تکوین جنین، رشد طبیعی، بهبود زخم، متابولیسم، ایمنی، عملکردهای شناختی، تولید اسپرم، معدنی شدن استخوان، فرآیندهای عصبی و آنزیمی، یک عنصر کمیاب ضروری تقریبا برای همه موجودات زنده است. در دهههای اخیر، نانوذرات اکسید روی به دلیل زیست سازگاری و سمیت کم، یکی از محبوبترین نانوذرات هستند که کاربردهای بیولوژیکی متعدد داشته و در زمینههای تجاری وسیعی از جمله کاربرد در صنایع مختلف مانند داروسازی، نساجی، رنگ، لاستیک، مهندسی بافت، عوامل ضد باکتری و ضد سرطان استفاده میشوند. امروزه، توجه قابل توجهی به کاربرد نانومواد در تنظیم تکثیر و تمایز سلول های بنیادی جهت کاربرد بیشتر در پزشکی بازساختی شده است. روی یکی از فراوان ترین فلزات کمیاب در بدن انسان است و گزارش شده است که برای بازسازی استخوان ضروری است. نانوذرات اکسید روی خواص ضد باکتریایی جذابی از خود نشان میدهند. تاکید ویژهای بر مکانیسمهای باکتری کشی و توقف رشد باکتری با تمرکزبر تولید گونههای واکنش پذیر اکسیژن(ROS) آنها شده است. ROS سبب آسیب دیواره سلولی به دلیل برهمکنش موضعی اکسید روی، افزایش نفوذپذیری غشاء، درونیسازی نانوذارت به دلیل از دست دادن نیروی محرکه پروتون و جذب یونهای سمی روی محلول بوده است. نانوذرات اکسید روی برای سلولهای سرطانی سمی هستند و از طریق آپوپتوزیس باعث مرگ سلولهای سرطانی میشوند. القای اتوفاژی با انحلال آنها در لیزوزومها برای آزاد کردن یونهای روی همبستگی مثبت داشته و یونهای روی آزاد شده از نانوذرات روی توانستند به لیزوزومها آسیب برسانند و منجر به اختلال در اتوفاژی و میتوکندری شوند. نانوساختارهای اکسید روی با دارا بودن فعالیت ضد میکروبی، استخوانزایی و رگزایی با فناوریهای ساختار افزا نیز ترکیب شدهاند تا در نهایت داربستهای هیبریدی پیشرفته جدید برای مهندسی بافت را طراحی کنند. بین کمبود روی و دیابت ارتباط وجود دارد و ممکن است بر پیشرفت دیابت نوع 2 نیز تاثیر بگذارد. چندین کمپلکس روی سنتز شده و ثابت شده است که در مدلهای دیابت جوندگان مؤثر است. ROS توسط نانوذرات اکسید فلزی تولید می شود که به طور قابل توجهی به تکثیر فیبروبلاست کمک میکند. پیوند متقابل سلولهای فیبروبلاست و نانوذرات اکسید روی تحت تأثیر مساحت سطح و اندازه نانوذرات قرار میگیرد. پانسمان نانوذرات اکسید روی باعث افزایش آپوپتوزیس، پاکسازی باکتری، فعال شدن پلاکت، نکروز بافتی، اپیتلیال شدن مجدد، تشکیل اسکار بافتی، حذف دبریها ، رگزایی و فعال شدن سلول های بنیادی از طریق بهبود زخم می شود. سیستمهای دارورسانی مبتنی بر نانوذرات میتوانند با آزاد کردن داروها به صورت آهسته و پایدار و رساندن آنها به ناحیه مورد نظر از بدن، بر محدودیتهای ذکر شده غلبه کنند. این مقاله مروری بر برخی تحقیقات مربوط به کاربرد نانوذرات اکسید روی در علوم زیستی است.