نانوداروها تغییرات قابل توجهی در پزشکی ایجاد کرده اند و استفاده از سیستم‌های دارورسانی جدید برای دارورسانی به قسمت‌های خاص بدن بسیار مورد توجه هستند. نانـوداروها در درمان بیماریهای قلبی عروقی، ژن‌درمانی و درمان سرطان به‌عنوان روشی کاربردی در نظر گرفته میشوند. نـانوداروها به روش‌های مختلفی استفاده میشوند و این امکان را می‌دهند تا عوارض جانبی را به حداقل رساند، سلول‌ها یا اندام‌های خاصی را مورد هدف قرار داده و دارو را سریعتر به بافت هدف رسانده. اخیرا پیشرفت قابل توجهی در زمینه سنتز نانـوداروها و محصولاتی که در تصویربرداری، تشخیص و درمان استفاده میشوند، صورت گرفته است. سیستم‌های نانوداروها بر روی تحویل هدفمند به بافت‌های خاص، نیمه‌عمر طولانی داروهای تزریقی و داروهای خوراکی تمرکز میکنند.
سیستم های دارورسانی
سیسـتم های تحویل دارو به دو روش دارو را به بافت تحویل می دهند. روش غیرفعال و روش خود تحویلی.
در حالت اول، داروها عمدتاً از طریق اثر آبگریز در حفره داخلی ساختار قرار میگیرند. هنگامی که مواد نانوساختار در مکان هدف قرار می گیرند، مقدار مورد نظر دارو که در یک محیط آبگریز محصور شده است، آزاد می شود. در روش خودتحویلی، داروها برای رهاسازی مستقیماً به مواد نانوساختار حامل برای تحویل آسان کونژوگه می شوند. در این رویکرد، زمان انتشار بسیار مهم است زیرا اگر دارو به محل مورد نظر نرسد از حامل جدا می شود و کارایی آن کاهش می یابد.
هدف گذاری داروها جنبه مهم دیگری است که به دو دسته فعال و غیرفعال طبقه بندی می شود. در هدف‌گیری فعال، بخش‌هایی مانند آنتی‌بادی‌ها و پپتیدها با سیستم دارورسانی همراه میشوند تا آنها را به ساختارهای گیرنده بیان‌شده در محل هدف متصل کنند. در هدف گیری غیرفعال، کمپلکس حامل دارو از طریق جریان خون به گردش در می آید و تحت تأثیر ویژگی هایی مانند دما، شکل، PH، به محل هدف هدایت می شود. سیستم‌های تحویل دارو شامل امولسیون‌ها، نانوذرات لیپیدی جامد، میسل‌ها، دندریمرها، لیپوزوم‌ها، نانوکریستال‌ها و نانوذرات فلزی،نانوذرات پلیمری هستند.
نانوذرات مورد استفاده در نانـوداروها
نانـوذرات فلزی
استفاده از نـانوذرات فلزی در کاربردهای مختلف پزشکی مانند تصویربرداری زیستی، حسگرهای زیستی و دارورسانی، رو به رشد است. اصلاح و عامل‌سازی این نانوذرات با گروه‌های عاملی خاص به آنها اجازه می‌دهد به آنتی‌بادی‌ها، داروها و لیگاندهای دیگر متصل شوند و در کاربردهای زیست‌پزشکی استفاده شوند.
نانو کریستال ها
از نانـو کریسـتال ها می توان برای افزایش حلالیت و سرعت انحلال یک ماده فعال استفاده کرد و امکان جذب و عمل سریع ماده را فراهم میکنند. نانوکریسـتال ها دارای ویژگی های خاصی هستند که به آنها اجازه می دهد بر مشکلاتی مانند افزایش حلالیت اشباع، افزایش سرعت انحلال و افزایش چسبندگی به غشای سطحی سلولی غلبه کنند. فرآیندی که طی آن نانـوکریستال ها سنتز می شوند به دو روش از بالا به پایین و پایین به بالا تقسیم می شوند.
نانو ذرات معدنی
نانـوذرات معـدنی شامل نقره، طلا، اکسید آهن و نانو ذرات سیلیس می باشند و کاربردهای وسیعی در نانو حامل ها دارند.
نانوذرات پروتئین و پلی ساکارید
پلـی سـاکاریدها و پروتئین ها در مجموع بیوپلیمرهای طبیعی هستند و از منابع بیولوژیکی مانند گیاهان، حیوانات، میکروارگانیسم ها و منابع دریایی استخراج می شوند. نانوذرات مبتنی بر پروتئین به طور کلی تجزیه پذیر هستند و برای اتصال آن به داروهای خاص و سایر لیگاندهای هدف، قابلیت عملکرد دارند. آنها معمولاً با استفاده از دو سیستم مختلف تولید می شوند. از پروتئین های محلول در آب مانند آلبومین سرم گاوی و انسانی. روش دوم از پروتئین های نامحلول مانند زین و گلیادین.
میسل های پلیمری
میسـل‌های پلیمـری نانوساختارهایی هستند که از کوپلیمرهای بلوک آمفی‌فیلیک ساخته شده‌اند که به خودی خود جمع میشوند و ساختار پوسته هسته را در محلول آبی تشکیل می‌دهند. هسته آبگریز را می توان با داروهای آبگریز (مانند کمپتوتسین، دوستاکسل، پاکلیتاکسل) بارگیری کرد. در عین حال پوسته آبدوست کل سیستم را در آب محلول می کند و هسته را تثبیت می کند. اندازه میسل های پلیمری کمتر از 100 نانومتر است و معمولاً توزیع مناسبی برای جلوگیری از دفع سریع کلیوی دارند. بنابراین امکان تجمع آنها در بافت تومور فراهم میشود. علاوه بر این، پوسته پلیمری آنها برهمکنش های غیر اختصاصی با اجزای بیولوژیکی را مهار می کند.
این نانوساختارها چشم‌انداز قوی برای تحویل داروی آبگریز دارند زیرا ساختار هسته داخلی آنها امکان جذب این نوع داروها را فراهم می‌کند و منجر به افزایش پایداری میشود. میسل های پلیمری با دو روش سنتز می شوند. روش اول انحلال مستقیم پلیمر مبتنی بر حلال و به دنبال آن فرآیند دیالیز می باشد. روش دوم، رسوب یک بلوک با افزودن یک حلال است.
لیپوزوم ها
در صنعت داروسازی و آرایشی برای حمل و نقل مولکول های متنوع مورد استفاده قرار می گیرند و از جمله سیستم های حامل برای تحویل دارو هستند. آنها وزیکول هایی به شکل کروی هستند که از فسفولیپیدها و استروئیدها معمولاً در محدوده اندازه 50-450 نانومتر تشکیل شده اند.
آنها را می توان با ماده فعال پر کرد و برای رساندن آن به سلول ها یا اندام های خاص برای درمان سرطان یا سایر بیماری ها استفاده کرد. لیپیدهای موجود در لیپوزوم از نظر دارویی فعال نیستند، اما نانوساختار لیپوزوم بر نحوه انتقال ماده فعال در بدن تأثیر می گذارد. لیپوزوم همچنین می‌تواند دارای یک مولکول خاص باشد. مانند یک آنتی‌بادی که توسط یک گیرنده خاص که بیش از حد در سلول‌های سرطانی بیان میشود، شناسایی میشود. این باعث می شود که دارو به طور انتخابی در بافت های مبتلا به سرطان جمع شود و به ما امکان می دهد با استفاده از دوزهای کوچکتر نتیجه مورد انتظار را به دست آوریم. همچنین منجر به کاهش عوارض جانبی مانند تهوع و استفراغ می شود.
کیتوزان
کیتـوزان خاصیت چسبندگی مخاطی را نشان می دهد و می تواند برای عمل در اتصالات اپیتلیال تنگ استفاده شود. بنابراین، نانومواد مبتنی بر کیتوزان به طور گسترده برای سیستم‌های آزادسازی مداوم دارو برای انواع مختلف اپیتلیوم، استفاده میشوند.
آلژینات
یکی دیگر از مواد بیوپلیمری که به عنوان دارورسانی استفاده می شود آلـژینات است. این پلیمر زیستی گروه‌های کربوکسیل نهایی را ارائه می‌کند که به عنوان پلیمر مخاط چسب آنیونی طبقه‌بندی میشوند. و در مقایسه با پلیمرهای کاتیونی و خنثی، استحکام مخاط چسب بیشتری را نشان می‌دهند.
صمغ زانتان
یک هتروپلی ساکارید با وزن مولکولی بالا است که این یک پلی ساکارید پلی آنیونی است و خاصیت چسبندگی زیستی خوبی دارد. از آنجایی که صمغ زانتـان غیر سمی و غیر تحریک کننده می باشد، به طور گسترده ای به عنوان یک مکمل دارویی استفاده می شود.
سلولز
سـلولز و مشتقات آن به طور گسترده در سیستم های دارورسانی اساساً برای اصلاح حلالیت و ژل شدن داروها استفاده می شود که منجر به کنترل پروفایل آزادسازی آن می شود.
دندریمرها
دنـدریـمرها ساختارهای دوشاخه، پراکنده، کاملاً مشخص و سه بعدی هستند. آنها کروی شکل هستند و سطح آنها به راحتی کنترل می شود و این ساختارها را به عنوان کاندیدای عالی به عنوان عوامل دارورسانی تبدیل می کند. دندریمرها را می توان با دو روش سنتز کرد. روش اول که در آن دندریمر شروع به تشکیل از هسته خود می کند و سپس به سمت خارج گسترش می یابد و دومی همگرا است که از بیرون دندریمر شروع می شود.
کاربرد نانوداروها
نانـو داروها برای بیماری های سیستم عصبی مرکزی
حضور و ورود هر مولکول منفرد به مغز اساساً توسط سد خونی مغزی BBB سازماندهی میشودکه به عنوان یک مانع غشایی بسیار انتخابی قابل نفوذ برای مولکول هایی با ضریب تقسیم O/W بالادر نظر گرفته می شود. به ویژه، نانوذرات بر اساس دو مکانیسم اصلی یعنی انتقال ترانس سیناپسی از طریق اپیتلیوم بویایی و به دنبال آن استنشاق و عبور از BBB غشای مغز عبور می کنند. بنابراین، نانوذرات می‌توانند به‌عنوان یک عامل حمایتی توانا و کارآمد برای افزایش انتقال دارو به مغز مورد استفاده قرار گیرند.
نانو داروها برای درمان ترومبوز عروقی
درمان‌های رایج برای درمان ترومبـوز عروقی مشکلات زیادی دارند که عموماً به نیمه‌عمر کوتاه پلاسمایی داروها از محل‌های هدف، عوارض جانبی متعدد و شستشوی سریع دارو مربوط میشود. این محدودیت‌ها را می‌توان از طریق تثبیت مقدار خاصی از یک عامل بر روی سیستم تحویل دارو به منظور افزایش پایداری و حتی نیمه عمر داروی کپسوله‌شده برطرف کرد. نانوذرات پلیمری و نانوحامل های لیپوزومی به دلیل زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.
نانوداروها برای ژن درمانی
نانوذرات و نانوتکنولوژی در کل به طور قابل توجهی باعث بهبود و ارتقای کیفیت درمانی مرسوم پزشکی و دارویی میشوند. ژن درمانی از مزایای نانوداروها نیز بهره برده است. نانوذرات بیولوژیکی به نام ذرات زیستی یا ناقل ویروسی با قطرهای کوچکتر از 100 نانومتر و کمتر نشان داده اند که تراریخته های پایدار و مفیدی در سلول ها هستند. تحقیقات زیادی بر روی کاربرد ناقل های ویروسی که به عنوان سیستم های دارورسانی در نظر گرفته می شوند، متمرکز شده است. ناقل های ویروسی به طور کلی ابزارهایی هستند برای رساندن مواد و کدهای ژنتیکی به یک سلول خاص. در میان ناقلین رایج در ژن درمانی، لنتی ویروس، آدنوویروس، رتروویروس و انتقال ژن ویروس مرتبط با آدنو برای استفاده در درمان سرطان مورد بررسی قرار گرفته است.
نانـوداروها برای بیماریهای چشم
تحویل موضعی داروهای چشمی دارای محدودیت هایی است که باعث ایجاد مشکل در نگهداری بهینه مقدار دارو در ناحیه پیش قرنیه چشم می شود. داروهای معمولی چشمی موضعی این محدودیت را دارند. در حالی که بر اساس استفاده از نانوذرات پلیمری، پایداری داروها افزایش می‌یابد. نانوداروهای مورد استفاده در این دسته فراهمی زیستی را افزایش می دهند، عوارض جانبی را از بین می برند و جذب داروهای درمانی را افزایش می دهند.
کاهش عوارض جانبی توسط نانوداروها
برخی از نانوذرات برای افزایش حلالیت آنها و اجتناب از نیاز به حلال های سمی هنگام تجویز دارو و در نتیجه کاهش عوارض جانبی استفاده میشوند. به عنوان مثال، یک نانوداروی ضد سرطان، حاوی ماده فعالی است که مرحله خاصی از تقسیم سلولی را مسدود می‌کند و باعث مرگ سلولی میشود. ماده فعال در آب نامحلول است، اما هنگامی که به پروتئین متصل می شود، نانوذرات ریز را تشکیل می دهد که محلول هستند، که امکان تزریق داخل وریدی را بدون استفاده از حلال ها فراهم می کند و منجر به عوارض جانبی کمتر می شود.