1
ستاد ویژه توسعه فناوری نانو Iran Nanotechnology Innovation Council بستن
  • ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

  • بانک اطلاعات شاخص های فناوری نانو

  • سایت جشنواره فناوری نانو

  • سیستم جامع آموزش فناوری نانو

  • شبکه آزمایشگاهی فناوری نانو

  • موسسه خدمات فناوری تا بازار

  • کمیته استانداردسازی فناوری نانو

  • پایگاه اشتغال فناوری نانو

  • کمیته نانو فناوری وزارت بهداشت

  • جشنواره برترین ها

  • مجمع بین المللی اقتصاد نانو

  • اکو نانو

  • پایگاه اطلاع رسانی محصولات فناوری نانو ایران

  • شبکه ایمنی نانو

  • همایش ایمنی در نانو

  • گالری چند رسانه ای نانو

  • تجهیزات فناوری نانو

  • صنعت و بازار

  • باشگاه نانو

تصویری جامع از نانوپزشکی: بررسی محصولات تأیید شده و در حال تحقیق

افراد مقاله : ‌ مترجم - حسن بردانیا , مترجم - حسین محمد بیگی , مترجم - حسین شکی

موضوع : علم و پژوهش کلمات کلیدی : سلامت و بهداشت - فناوری زیستی تاریخ مقاله : 1395/02/26 تعداد بازدید : 2240

انتظار می رود که توسعه در حوزه نانوپزشکی منجر به ارائه راه حل هایی برای بسیاری از مشکلات جدید و حل نشده در پزشکی شود، بنابراین شگفت‌آور نیست که بسیاری از مقالات و گزارش‌های علمی درباره این موضوع بحث ‌کنند. با این حال، مقالات مروری موجود بر بخش‌های خاصی از نانوپزشکی تمرکز کرده اند و یا به‌دنبال یک موضع بسیار رو به جلو بوده و موفق به ارائه یک چشم‌انداز کامل در مورد فضای علمی موجود نمی‌شوند. این مقاله، فهرستی جامع و تازه از محصولات نانوپزشکی را فراهم می‌کند. با جستجوی کلمه ی کلیدی ثبت شده برای آزمون کارآزمایی بالینی (Clinical trial registries) حدود 247 محصول به دست می‌آید که یا تأیید شده‌اند یا در مراحل گوناگون مطالعه بالینی هستند. اطلاعات اختصاصی هر کدام از محصولات جمع‌آوری شده است، بنابراین زمینه کلی را می‌توان بر اساس ابعاد گوناگون، شامل طبقه‌بندی FDA، وضعیت تأیید، اندازه مقیاس نانو، شرایط درمان، نانوساختار و غیره توصیف کرد. علاوه‌بر مستند‌سازی بسیاری از محصولات نانوپزشکی مورد استفاده در انسان، این تحقیق چندین روند جالب را برای پیش‌بینی آینده نانوپزشکی‌ شناسایی می‌کند.

 

1.       مقدمه

فناوری نانو به طور معنی‌داری به جامعه سود رسانده و منجر به پیشرفت‌های اساسی در زمینه‌های انرژی (مانند سلول‌های خورشیدی با صرفه‌ی اقتصادی و باتری‌هایی با کارایی بالا) ، الکترونیک (مانند مخزن‌های داده با تراکم بسیار بالا و ترانزیستورهای تک اتمی) و در زمینه غذایی و کشاورزی (مانند انتقال هدفمند مواد غذایی و افزایش غربال‌گری برای مواد آلوده کننده) می‌شود. با این وجود سلامت و پزشکی، دو حوزه بسیار هیجان‌انگیز و امیدوار‌کننده برای پیشرفت محسوب می‌شوند. فناوری نانو تحولات بالقوه‌ای را در زمینه دارویی، تصویربرداری پزشکی و تشخیص، درمان سرطان، مواد قابل کاشت در بدن و بازسازی بافت ارائه می‌دهد. اگرچه مقالاتی برای توصیف مزیت‌های مورد انتظار فناوری نانو در پزشکی وجود دارد، اما تلاش کمی برای ارائه تصویر جامعی از وضعیت فعلی و چگونگی هدایت مسیر آینده این فناوری انجام شده است. وگنر و همکاران خلاصه‌ای از یافته‌های یک مطالعه راه‌اندازی شده به وسیله رصدخانه علم و فناوری اروپا (ETSO) در سال 2005 را تهیه کرده‌اند. این مطالعه، شامل فهرستی از محصولات تأیید شده و اطلاعاتی در مورد کاربردهای توسعه دهنده و شرکت‌های درگیر، با تأکید بیشتر روی پتانسیل اقتصادی نسبت به روندها در فناوری می‌شود. تعدادی از مقالات، بخش‌های ویژه‌ای از نانوپزشکی شامل نانوذرات لیپوزومی برای دارورسانی، امولسیون‌ها، تصویربرداری، مواد زیستی و تشخیص برون‌تنی را تجزیه و تحلیل کرده‌اند، اما این مباحث دیدی نسبت به مسیر کلی نانومواد در پزشکی ارائه نمی‌دهند.

به تازگی گزارش‌های بازار صنعت ارائه شده است که در آن شرکت‌ها و محصولات وابسته به نانوپزشکی و فناوری نانو زیستی را توصیف می‌کنند. اما دسترسی به این اطلاعات به دلیل هزینه‌های اشتراک بالا برای محققان و مهندسین عادی مشکل است. بنابراین، هدف از این مقاله مروری، پرکردن شکاف مهم در مقالات و گزارش‌های علمی به وسیله تحلیل چشم‌انداز نانوپزشکی و‌شناسایی روندهای در حال ظهور در این حوزه است.

تعاریف مرتبط با فناوری نانو و نانوپزشکی همچنان به عنوان یک ناحیه چالش برانگیز و بدون طبقه‌بندی پذیرفته شده جهانی ادامه دارد. از آنجا که یک تعریف عملیاتی برای اهداف این مطالعه مورد نیاز است، نانوپزشکی عبارت است از؛ استفاده از مواد نانوساختار یا با مقیاس نانو در پزشکی، مواد نانوساختارِ مهندسی شده که اثرات پزشکی منحصربه‌فردی بر اساس ساختار خود داشته و شامل ساختاری با حداقل یک بعد کم‌تر از 300 نانومتر باشد. نانوپزشکی از مزیت‌های دو پدیده کلی که در مقیاس نانو رخ می‌دهد بهره می‌برد؛ تغییر در خصوصیات فیزیکوشیمیایی و تغییر در برهم‌کنش‌های فیزیولوژیکی. در بسیاری از تعاریف اولیه از فناوری نانو، ذرات در محدوده 100 نانومتر مورد نظر هستند (از جمله طرح ملی فناوری نانو (NNI) ) ، و تمرکز آن‌ها بیشتر بر محدوده یک تا چند ده نانومتر است که در آن اثرات کوانتومی غالب می‌شود.

با این حال، رفتار فیزیکوشیمیایی منحصربه‌فرد گاهی اوقات برای نانومواد با مشخصه معین بزرگ‌تر از 100 نانومتر ظاهر می‌شود، مثل رزونانس پلاسمون در نانوپوسته طلا با قطر حدود 150 نانومتر که در حال حاضر تحت تحقیقات بالینی برای درمان حرارتی سرطان است. علاوه‌بر این، بسیاری از مزیت‌ها و خطرات نانوپزشکی وابسته به برهم‌کنش‌های فیزیولوژیکی منحصربه‌فرد هستند که در بازه تغییر بین مقیاس‌های مولکولی و میکروسکوپی ظاهر می‌شوند. در سطح سامانه‌ای، دسترس پذیری دارو به دلیل مساحت سطحی بالای نانوذرات افزایش یافته و نشان داده شده که پایداری لیپوزوم‌های با اندازه حدود 150 تا 200 نانومتر در جریان خون نسبت به اندازه کم‌تر از 70 نانومتر بیشتر است. در سطح بافتی، بسیاری از محصولات نانوپزشکی در محدوده اندازه بین 100 تا 200 نانومتر تلاش می‌کنند به صورت غیر فعال یا انفعالی مکان‌های مشخص را از طریق اثر افزایش نفوذپذیری و نگهداری (EPR) هدف‌گذاری کنند، اما ذرات تا اندازه 400 نانومتر نشت و تجمع در بافت‌های سرطانی را نشان داده‌اند (البته این یک مورد حد بالایی است). در سطح سلولی، جذب و هضم نانوذرات به خصوصیات بسیاری وابسته است، اما اندازه یک فاکتور مهم و حیاتی است. اگرچه جذب مطلوب سلولی برای طلای کلوئیدی با اندازه‌های حدود 50 نانومتر نشان داده شده است، ماکروفاژها می‌توانند به آسانی ذرات پلی‌استیرن تا 200 نانومتر را از طریق فرآیند بیگانه خواری حذف کنند. بنابراین، اگرچه نانوپزشکی اندازه 100 نانومتر یا کم‌تر از آن را به کار می‌برد، اما در نظر گرفتن این محدوده منجر به نادیده گرفته شدن بسیاری از کاربردها، که نتایج معنی‌داری در این زمینه دارند، می‌شود. بنابراین، ما اندازه 300 نانومتر را برای احاطه بهتر بر رفتار فیزیولوژیکی منحصربه‌فرد، که در این بازه‌ها رخ می‌دهند، انتخاب می‌کنیم. همچنین باید به این نکته توجه کرد که این رفتار به شدت به جنس و هندسه ذرات وابسته است و بحث‌های قبلی بر نانوذرات کروی، که در مقالات و گزارش‌ها بیشتر مورد توجه هستند، تمرکز کرده است.

برای تبدیل شدن یک کاربرد جدید از مرحله علم پایه تا محصول پزشکی تجاری شده، معمولاً پنج مرحله توسعه‌ای طی می‌شود (شکل 1). برای به تصویر کشیدن و تجزیه و تحلیل چشم‌انداز نانوپزشکی، بر‌شناسایی کاربردهایی متمرکز می‌شویم که تحت یا در شرف تحقیقات بالینی روی شرکت‌ کننده‌های انسانی هستند و یا محصولاتی که در حال حاضر به وسیله سازمان غذا و دارو (FDA) آمریکا یا معادل خارجی تصویب شده‌اند. بنابراین، کارهای تحقیقاتی که در مراحل اولیه مسیر توسعه یا تست‌های اولیه روی حیوانات قرار دارند از این دسته خارج می‌شوند. این امکان وجود دارد که بسیاری از فناوری‌های انقلابی و برجسته نانوپزشکی پیش‌بینی شده در مقالات و گزارش‌های علمی، بیست سال یا بیشتر در مرحله استفاده بالینی باشند. پیش‌بینی این‌که این محصولات در نهایت به چه شکلی مورد استفاده قرار می‌گیرند و چه اثری خواهند داشت، مشکل است. برای مثال در یک بررسی در سال 2006، کارشناسان دانشگاهی، دولتی و صنعتی انتظار ظهور نانوماشین‌هایی با قابلیت درمان و تشخیص هم‌زمان در انسان را تا سال 2025 نداشتند. بنابراین، مطالعه ما روی کاربردها و محصولاتی که در حال حاضر روی انسان‌ها آزمایش و یا استفاده شده‌اند، تمرکز می‌کند. این کاربردها و محصولات اثر قابل توجهی روی صنعت، قوانین و جامعه برای آینده قابل پیش‌بینی دارند.

 

 

2.      روش‌ها

ما از یک توالی ساختاری در جستجوهای اینترنتی برای‌شناسایی محصولات و کاربردهای نانوپزشکی استفاده کردیم. جستجوهای هدفمند در Pubmed.gov، گوگل و Google Scholar و تعدادی از دفاتر ثبت کارآزمایی بالینی منجر به تولید طیف وسیعی از منابع، از جمله؛ مقالات مجلات، وب‌سایت‌های مربوط به مصرف کنندگان، وب‌سایت‌های تجاری، خلاصه‌های کارآزمایی بالینی، اسناد تولید کننده، کنفرانس‌ها و ثبت اختراع شده است. همه این‌ها برای‌شناسایی کاربردها و محصولات بالقوه نانوپزشکی استفاده شدند. اطلاعات در مورد هر کدام از کاربردها و محصولات‌شناسایی شده از طریق جستجوهای اضافی جمع‌آوری و نتایج در چندین پایگاه داده اکسل ثبت و ذخیره شدند.

جستجوی اولیه از طریق موتورهای جستجو بر پایه وب از جمله Pubmed.gov، گوگل و Google Scholar انجام شد. جستجوهای اولیه و فیلترینگ در ماه ژانویه تا مارس سال 2010 انجام شد، سپس در ماه می‌سال 2011 دوباره برای گرفتن هر گونه مواد جدید منتشر شده موقتاً انجام شد. عبارات جستجو مورد استفاده "nanomedicine AND product (s) "، "nanomedicine AND commercial"، "nanobiotechnology AND product (s) "، "nanobiotechnology AND commercial"، "nanotechnology AND products"، "nanotechnology AND commercial"، "nano AND product (s) "، و "nano AND commercial" بودند. برای به دست آوردن فهرست‌ها، جداول و پایگاه داده‌های فهرست‌نویسی محصولات و کاربردهای فناوری نانو وابسته به پزشکی (به طور کلی شناخته شده به عنوان نانوپزشکی، نانوبیوتکنولوژی یا فناوری نانو پزشکی) نتایج فیلتر شدند. این فهرست‌ها، جداول و پایگاه داده‌‌ها در مقالات مروری بیان شده‌اند و کاربردها در بخش‌های ویژه از نانوپزشکی و وب‌سایت‌های خدمات عمومی، که محصولات فناوری نانو را برای آگاهی مصرف‌کننده فهرست‌نویسی کرده‌اند، به تفصیل شرح داده شده‌اند (مانند پروژه فناوری نانو در حال ظهور). فیلتر قابل توجهی در این مرحله روی محصولات و کاربردها انجام نشد. تمام کاربردها و محصولات‌‌شناسایی شده به عنوان فناوری نانو مرتبط با پزشکی برای تجزیه و تحلیل بیشتر ثبت شدند.

جستجوهای اضافی از طریق ثبت کارآزمایی بالینی بر پایه وب انجام شد. وب سایت ClinicalTrials.gov تمرکز اصلی تلاش‌های تحقیقاتی این گروه بود، اما نتایج با مرور اتحادیه تحقیقاتی زیست-‌‌پزشکی نیویورک[1]، آزمایشات کنترلی رایج[2]، آزمایشگاه‌های جنگل[3]، فدراسیون بین‌المللی انجمن‌ها و تولید کنندگان دارویی[4]، مؤسسه تحقیقات سرطان انتاریو[5]، آزمایشات سکته مغزی[6] و سازمان بهداشت جهانی[7] تکمیل شد. 9 مورد ثبت کارآزمای بالینی دیگر در نظر گرفته شد، ولی به علت تکراری بودن آن‌ها در ClinicalTrials.gov یا غیر عملی بودن جستجو در پایگاه داده‌های ‌آن‌ها، مورد استفاده قرار نگرفتند. جستجوهای اولیه در ثبت‌های کارآزمایی بالینی ابتدا در ماه مارس 2010، سپس دوباره به صورت موقت در ماه می‌سال 2011 برای گرفتن آزمایشات بالینی جدید انجام شد. فهرستی جامع از 44 واژه جستجو مرتبط با نانوپزشکی توسعه داده و به عنوان پایه‌ای برای جستجوی کلمات کلیدی در ثبت‌ها استفاده شد (جدول 1). اصطلاحات جستجو به دو دسته طبقه‌بندی می‌شوند: 1. اصطلاحات عمومی نانو، مانند نانو و فناوری نانو. 2. پلت‌فرم‌های اختصاصی فناوری نانو، مانند نانوذرات، لیپوزوم و امولسیون. جستجوی کلمات کلیدی منجر به‌‌شناسایی بیش از هزار آزمایش بالینی مشخص شد، سپس ارتباط آن‌ها با نانوپزشکی بررسی گردید. از همه اطلاعات وابسته، از جمله عنوان حامی، نام محصول، متون و غیره، برای ادامه کار و جستجوهای بر پایه وب (از طریق Google و Google Scholar) برای‌شناسایی کاربردها و محصولات نانوپزشکی مرتبط استفاده شد.

کاربردها و محصولات‌‌شناسایی شده از طریق جستجوهای بالا، مجدداً برای یک دور اضافی از جستجوهای بر پایه وب و اضافه کردن اطلاعات به هر کاربرد یا محصول استفاده شدند. وب سایت‌های تولید‌کننده برای اطلاعات محصولات نانوپزشکی اضافی در مسیر توسعه‌ای آن‌ها بررسی و برای متون حاوی جزییات فنی محصول در Google Scholar جستجوهای لازم صورت گرفت. به علاوه‌برای وضعیت تصویب، تاریخ و تعداد کاربرد با FDA.gov مشورت شد.

 

جستجوهای اضافی در صورت نیاز به اطلاعات اضافی از طریق Google انجام شد. پایگاه اطلاعاتی حاوی اطلاعات زیر (که موجود/قابل اجرا است) برای هر محصول یا کاربرد درست شد: نام محصول، شرکت یا مؤسسه حمایت کننده، طبقه‌بندی FDA، شرایط درمان یا کاربرد دستگاه، عوامل درمانی، جزء نانویی، بعد در مقیاس نانو، وضعیت تأیید، زمان تأیید FDA و تعداد کاربرد برای محصولات تصویب شده، مسیر تحویل و یک توصیف کوتاه از محصول یا کاربرد.

هر یک از کاربردها یا محصولات از نظر این‌که تا چه میزان در حوزه نانوپزشکی قرار دارند، با استفاده از پنج گروه که در ادامه آورده شده است، طبقه‌بندی می‌شوند (بر اساس تعریف ما) : تأیید شده -یک کاربرد یا محصول پزشکی دارای یک جزء کاربردی با بعدی در حدود 300 نانومتر (یعنی در مقیاس نانو) با مراجعه به متون ارجاع دهنده به آن. مشابه- یک کاربرد یا محصول پزشکی با مراجعه به متون مرجع، که پیشنهاد دهنده یک ترکیب فعال کاربردی در مقیاس نانو است (به عنوان مثال متون ذکر می‌کنند که محصول مزیت‌هایی برای اثر EPR دارد) ، اما اطلاعات اندازه ویژه در دسترس نبود. بالقوه- محصول یا کاربرد پزشکی با ترکیب فعال کاربردی که می‌تواند در مقیاس نانو باشد، مثل لیپوزوم، اما بدون مراجعه به متون مرجع، نشان قوی در مورد اندازه ارائه می‌دهد. غیرمحتمل- کاربرد یا محصول پزشکی با مراجعه به متون مرجع، که پیشنهاد دهنده جزء نانویی دارای پتانسیل اما بزرگ‌تر از مقیاس نانو است، مثل لیپوزوم‌های چند لایه، بدون اطلاعات اختصاصی مربوط به اندازه. سؤال‌برانگیز- کاربردها و محصولات‌شناسایی شده در متون با عنوان نانوپزشکی یا فناوری نانو، اما بدون ارتباط پزشکی واضح یا با اندازه به طور واضح بزرگ‌تر از نانومقیاس.

جستجوی هدفمند ثبت کارآزمای بالینی به طور بالقوه 1265 نتیجه کارآزمای بالینی را به همراه داشت. نتایج تکراری و آزمایشات مربوط به محصولات یا کاربردهایی که به طور آشکارا غیر مرتبط با نانو بود، حذف گردید و 789 آزمایش بالینی با کاربرد یا محصول نانوپزشکی بالقوه باقی ماند. نام کاربرد یا محصول و شرکت برای هر کدام از این آزمایش‌ها‌‌شناسایی شد و در نهایت 141 کاربرد یا محصول منحصربه‌فرد به دست آمد (تعداد زیادی با چندین آزمایش مرتبط بودند). 38 مورد از آن‌ها جزء محصولات تأیید شده بود که برای شرایط جدید مورد ارزیابی قرار گرفتند و یا به عنوان ماده فعال مقایسه‌ای برای محصولات جدید استفاده شدند و 103 مورد دیگر محصولات جدید تحقیقاتی بودند. محصولات‌شناسایی شده از طریق جستجوی آزمون‌های بالینی با 222 محصول و کاربرد منحصربه‌فرد که از طریق جستجوی متون‌شناسایی شد، ترکیب شده و در نتیجه 363 کاربرد یا محصول نانوپزشکی به دست آمد که پایه‌ی تجزیه و تحلیل‌های بعدی قرار گرفتند. سپس این مجموعه به‌دست آمده برای‌شناسایی روندهای نمایشی بر اساس معیارهای مختلف بررسی شد. فهرستی کامل از این نتایج در بخش مربوط به مواد تکمیلی در وب سایت http://www.nanomedjournal.com گنجانده شده است.

 

1.4. ارتباط بین نانوپزشکی و مرحله توسعه‌ای

جدول 2، تعدادی از کاربردها و محصولات تجزیه و تحلیل شده بر اساس ارتباط اختصاصی آن‌ها با نانوپزشکی و فاز تحقیقاتی را به صورت تفکیک شده نشان می‌دهد. محصولات تحقیقاتی مورد مطالعه برای چندین کاربرد بر اساس آخرین مرحله توسعه آن‌ها طبقه‌بندی شده‌اند. کاربردهای در مرحله 0 و مرحله IV به ترتیب به صورت پیش بالینی و تجاری طبقه‌بندی می‌شوند. اکثر کاربردها و محصولات‌شناسایی شده ارتباط زیادی با تعریف نانوپزشکی مورد استفاده داشتند؛ 67 درصد از کاربردها و محصولات (247 مورد) جزء گروه‌های تأیید و محتمل بودند. به دلیل این‌که دیگر کاربردها و محصولات ارتباط واضحی با نانوپزشکی نشان ندادند، بیشتر تجزیه و تحلیل‌های باقی‌مانده روی این زیرمجموعه تمرکز کرده ‌است. بر اساس مرحله توسعه‌ای، تعداد معنی‌داری از محصولات تجاری موجود (100 تأیید و محتمل) یافت شد و کاهش قابل توجهی در محصولات فراتر از فاز II توسعه‌ای‌شناسایی شد.

 

 

2.4. سال تصویب

تجزیه و تحلیل سال تصویب تنها شامل محصولات تأیید و محتملی می‌شود که برای فرآیند تصویب قانونی FDA در آمریکا یا یک فرآیند تصویب خارجی بیرون از آمریکا ارائه شده باشد، به عنوان مثال این بررسی شامل محصولاتی که تنها در پژوهش‌ها استفاده می‌شود، نمی‌گردد (شکل 2). اگر محصول تأیید شده در آمریکا باشد، در تجزیه و تحلیل سال تصویب FDA یا سال تصویب معادل خارجی مورد استفاده قرار می‌گیرد یا اگر در آمریکا تصویب نشده باشد و سال تصویب آن مشخص نباشد در گروه محصولاتی که تاریخ آن‌ها به آسانی در دسترس نیست قرار می‌گیرد. بیشتر محصولات تصویب شده قبل از سال 2000 بیشتر درمانی بوده‌اند تا دستگاهی. با این حال، در دهه اخیر، تصویب مواد درمانی نسبتاً ثابت باقی‌مانده است، در صورتی که افزایش زیادی در تعداد دستگاه‌های پزشکی وجود دارد.

 

3.4.  اندازه اجزای نانویی

شکل 3، میانگین اندازه اجزای نانویی در همه کاربردها و محصولاتی را نشان می‌دهد که اطلاعات مربوط به آن‌ها موجود است. همچنین این بررسی شامل اطلاعاتی می‌شود که موجود هستند، بنابراین اندازه‌گیری‌های مقایسه‌ای داده‌ها با کمک روش‌های متفاوتی انجام شدند و در برخی موارد داده‌های اندازه بدون ارجاع دادن به روش اندازه‌گیری مورد استفاده فهرست شدند. بیشتر کاربردها و محصولات، اجزای نانویی با خصوصیات 200 نانومتر یا کم‌تر را به کار می‌برند. پیک موجود در 2000 نانومتر شامل تعدادی از محصولات می‌شود که از فناوری پراکنده‌سازی "نانوبلور" استفاده می‌کنند که در آن ذرات دارو برای افزایش دسترس‌پذیری زیستی آسیاب می‌شوند، اما بازه توزیع اندازه حاصل از ده‌ها نانومتر تا 2 میکرومتر است.

 

 

4.4. نوع مداخله FDA

از محصولات تأیید شده و محتمل نانوپزشکی که برای استفاده تجاری تأیید شده‌اند، بر اساس طبقه‌بندی FDA، هفت مورد در گروه مواد زیستی، 38 مورد در گروه دستگاه‌ها و 32 مورد در گروه داروها قرار می‌گیرند (جدول 3). از کاربردها در مطالعه بالینی، 26 مورد مواد زیستی، 21 مورد دستگاه‌ها، 91 مورد دارو، 6 مورد ژنتیکی و دو مورد به عنوان دیگر موارد فهرست می‌شوند. بنابراین، بیشتر محصولات تحت مطالعه بالینی داروها هستند، اما به نظر می‌رسد که محصولات زیستی نانوپزشکی آماده می‌شوند که همانند گذشته بخش بزرگی از این حوزه را به خود اختصاص دهند. به طور کلی، داروها شامل مواد شیمیایی سنتز شده و مولکول‌های کوچک درمانی هستند، اما بیشتر نانوذرات دارای کاربرد تفکیک‌ کنندگی در تصویربرداری تحت طبقه‌بندی داروها تصویب شده‌اند. مواد زیستی شامل قندها، پروتئین‌ها، نوکلئیک اسیدها یا ترکیبات پیچیده‌ای از این مواد هستند یا می‌توانند شامل اجزای دارای حیات مثل سلول‌ها و بافت‌ها باشند. مداخلات ژنتیکی شامل انتقال ژن، سلول‌های بنیادی و DNA نوترکیب می‌شود. محصولات ذکر شده به عنوان دیگر محصولات، شامل نانوذراتی است که قادر به تابش امواج هستند.
 

5.4. نوع نانوساختار

جدول 4 تفکیکی از انواع نانوساختارهای به کار برده شده در محصولات نانوپزشکی محتمل و تأییدی را ارائه می‌دهد. شکل‌های گوناگون نانوذرات آزاد، شایع‌ترین طبقه‌بندی هستند که در هر دو دسته محصولات تجاری و کاربردهای تحقیقاتی دارای تعداد قابل توجهی بودند. با این وجود نانوذرات می‌توانند در نانوکامپوزیت‌ها و پوشش‌ها شرکت کنند، که آن‌ها به صورت جداگانه طبقه‌بندی می‌شوند. سطح بالای توسعه در لیپوزوم‌ها و امولسیون‌های نانومقیاس باید مورد توجه قرار گیرد. بسیاری از پلت‌فرم‌های در حال توسعه‌ی دارورسانی، از مزیت‌های فرمولاسیون‌های لیپوزومی و امولسیونی استفاده می‌کنند.

 

6.4. کاربردهای درمانی

درمان شامل داروها، واکسن‌ها و مواد زیستی می‌شود که به طور مستقیم در درمان یک بیماری نقش دارد. استفاده از هر یک از محصولات درمانی محتمل یا تأییدی بر اساس هدف استفاده و تصویب به 9 دسته طبقه‌بندی می‌شود: درمان سرطان، هپاتیت، (دیگر) بیماری‌های عفونی، بیهوشی، اختلالات قلبی/عروقی، اختلالات التهابی/ایمنی بدن، اختلالات غدد درون‌ریز/برون‌ریز بدن، اختلالات تباهی و غیره (شکل 4). تعداد محصولات تصویب شده در تمام این طبقه‌بندی‌ها مشابه است. با این وجود حدود دو سوم از کاربردهای تحقیقاتی‌شناسایی شده بر درمان سرطان تمرکز دارند.
 

7.4. کاربردها برای دستگاه‌های پزشکی

معمولاً همه کاربردها و محصولات دیگر به عنوان دستگاه دسته‌بندی می‌شوند و از یک روش طبقه‌بندی مشابه برای آن‌ها استفاده می‌شود. دسته‌بندی‌های دستگاه، شامل آزمایش‌های برون‌تنی، تصویر‌برداری درون‌تنی، پوشش‌های دستگاهی درون‌تنی، جایگزین‌های استخوان، دندان، پوشش‌ها/منسوجات پزشکی، درمان سرطان، دستگاه‌های جراحی، دارورسانی، مهندسی بافت و غیره می‌شوند. آزمایش برون‌تنی و تصویر‌برداری درون‌تنی برجسته‌ترین این گروه‌ها هستند و به دنبال آن‌ها پوشش‌های دستگاهی درون‌تنی و جایگزین‌های استخوانی بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین دستگاه‌های تحقیقاتی نسبت به مواد درمان تحقیقاتی بسیار کم‌تر هستند. علت این موضوع ممکن است به دلیل تفاوت در ماهیت فرآیندهای تصویب بین دستگاه‌ها و داروها باشد؛ داده‌های بالینی داروها اغلب بیشتر از داده‌های دستگاه‌ها که از طریق سایر روش‌ها، مانند مسیر 510 (k) ، تصویب می‌شوند، تولید می‌گردد.

 

8.4. نحوه ورود و هدف‌گذاری

یکی از مزایای کلیدی ارائه شده به وسیله ساختارهای نانومقیاس در پزشکی توانایی آن‌ها برای دست‌یابی به پروفایل توزیع زیستی منحصربه‌فرد است که با دارورسانی در مقیاس میکرو یا مولکولی خالص امکان‌پذیر نیست و نانوسامانه‌های دارای طراحی مناسب امکان هدف قرار دادن بافت‌های خاص را فراهم می‌کنند. یکی از عوامل مهم در تعیین نتیجه پروفایل توزیع زیستی، مسیر تزریق یا مسیر ورود است. کاربردها و محصولات محتمل و تأیید شده‌شناسایی شده تمرکز زیادی روی تزریق داخل وریدی (IV) دارند (شکل 5). بیش از 120مورد (73درصد) از محصولات یا کاربردها روش IV را در نظر گرفته‌اند. پانزده مورد دیگر از روش موضعی استفاده کرده‌اند. محصولات باقی‌مانده تقریباً به طور مساوی در بین مسیرهای درون عضلانی، زیرپوستی و تزریق بینابینی و دهانی، آئروسل یا ذرات معلق در هوا، بینی و مسیر چشمی توزیع می‌شوند.

هنگامی‌که یک محصول وارد بدن می‌شود نانوپلت‌فرم طراحی شده می‌تواند این مزیت را داشته باشد که از سازوکار‌های گوناگونی استفاده کرده و بر توزیع زیستی و هدف قرار دادن یک بافت ویژه اثر بگذارد. با این وجود، مهارت و پیچیدگی هدف‌گذاری متفاوت است. همان‌طور که قبلاً بحث شد، بسیاری از پلت فرم‌های دارورسانی تلاش می‌کنند که از مزیت اثر EPR استفاده کنند. این روش عمل که کاملاً وابسته به شکل هندسی و اندازه است معمولاً به هدف‌گذاری غیرفعال یا انفعالی معروف است. با این حال هدف‌گذاری فعال اصطلاح دیگری است که به طور فراوان در متون استفاده می‌شود، اما برای هدف این مطالعه، هدف‌گذاری فعال عبارت است از استفاده از ساز و کار توزیع زیستی وابسته به اندازه به منظور افزایش انتقال به یک بافت خاص.

در شکل-5‌ تجزیه و تحلیل بیشتری در این مورد صورت گرفته است. هفده مورد از محصولات تأییدی، سازوکار هدف‌گذاری غیرفعال را به کار برده‌اند و تنها یک مورد از مزیت هدف‌گذاری فعال استفاده می‌کند. با این وجود شصت‌ونه محصول تحت مطالعه بالینی قادر به هدف‌گذاری غیرفعال هستند و نوزده مورد دیگر از هدف‌گذاری فعال بهره می‌برند. همه محصولاتی که از نوع هدف‌گذاری فعال هستند در تشخیص و درمان شکل‌های متفاوتی از سرطان نقش دارند (جدول 5). سازوکار غالب هدف‌گذاری عامل‌دار کردن نانوذرات با لیگاندها (ترانسفرین، آنتی‌بادی و غیره) برای گیرنده‌هایی است که در سلول‌های سرطانی یا ماتریکس افزایش بیان دارند. با این وجود دو محصول از دیدگاه منحصربه‌فردی استفاده می‌کنند و فعالیت درمانی را تا زمان رسیدن به بافت هدف محدود می‌کنند. محصول Opaxiotm یک نانوذره پلیمری است که یک شکل از داروی پاکلیتاسل را انتقال می‌دهد و تنها زمانی فعال می‌شود که آنزیم فعالیت ویژه آنزیم موجود در بافت سرطانی مولکول درمانی را شکافته و جدا کند. محصول ThermoDox® یک لیپید حساس به دما را استفاده می‌کند و تنها زمانی بار مفید یا ظرفیت ترابری دوکسوروبیسین را انتقال می‌دهد که یک منبع گرمای بیرونی به کار برده شود. این منبع را می‌توان به مکان هدف محدود کرد و باعث رهایش دارو از لیپوزوم شد که به طور انفعالی انتقال داده شده است. همچنین یک امولسیون دارو که دقیقاً متناسب با تعریف هدف‌گذاری فعال نیست، در این فهرست قرار داده شده است، اما این محصول تنها کاربرد‌‌شناسایی شده است که ادعا می‌کند توانایی عبور از سد خونی مغزی را دارد و بنابراین سطح بالاتری از هدف‌گذاری را نسبت به انتقال به روش غیرفعال دارد.

 

9.4. شرکت‌های نانوپزشکی

مشخص شد که به طور کلی 241 شرکت و مؤسسه (دانشگاه‌ها و مراکز پزشکی) با 363 محصول اولیه‌شناسایی شده، مرتبط بودند. علاوه‌بر این، 169 شرکت و مؤسسه با کاربردها و محصولات نانوپزشکی محتمل و تأییدی مرتبط بودند، 54 مورد از این شرکت‌ها و مؤسسات، در حال توسعه‌ی بیش از یک محصول یا کاربرد (بین 2 تا 10) هستند. این بدان معنی است که بیش از یک سوم از توسعه صورت گرفته در این زمینه در مؤسسات و شرکت‌هایی که تنها یک محصول یا کاربرد بر پایه فناوری نانو دارند، رخ می‌دهد. همچنین این موضوع تنها شامل شرکت‌ها و مؤسساتی است که به طور مستقیم برای توسعه کاربردها یا محصولات نانوپزشکی مسئول هستند. سایر بررسی‌ها و گزراش‌های بازار تعداد بزرگ‌تری از شرکت‌های نانوپزشکی را ذکر می‌کنند، اما این فهرست‌ها شامل شرکت‌هایی که سرمایه‌گذاری زیاد در توسعه نانوپزشکی دارند، شرکت‌های دارای فناوری یا فرآیندهایی که امکان تولید محصولات نانوپزشکی را فراهم می‌کنند و شرکت‌های توسعه دهنده کاربردها با پتانسیل کاربردی نامشخص یا دراز مدت در نانوپزشکی، می‌شوند.

 

5. بحث

این مطالعه تعداد معنی‌داری از محصولات نانوپزشکی تصویب شده یا در مراحل پایانی برای استفاده انسان را‌شناسایی کرد. به دلیل این‌که رشد و توسعه در صنایع پزشکی به شدت تحت تأثیر نوسانات اقتصادی و فرآیندهای نظارتی قرار دارد، مقایسه و برون‌یابی کردن مستقیم این تعداد مشکل است. با این وجود، برخی از روندهای مشخص مربوط به آینده نانوپزشکی مشاهده گردید. برجسته‌ترین الگو در این زمینه بلوغ نسبی این حوزه است. اگرچه همه کاربردهای‌شناسایی شده نشان‌دهنده پیشرفت‌های قابل توجه مربوط به فن‌آوری هستند، اما این‌ها در واقع یک نگرش سطحی بر پتانسیل‌های موجود است و پالایش بیشتر این حوزه و ترکیب این فناوری‌ها منجر به بروز ظرفیت‌های متحول‌کننده تصور شده برای حوزه نانوپزشکی خواهد شد.

یکی از مشاهدات مهم در انجام دادن این مطالعه، مشکل در محل قرارگیری اطلاعات پایه روی محصولات نانوپزشکی است. این امر تا اندازه‌ای به دلیل نبود یک تعریف روشن و دسته‌بندی نانوپزشکی به عنوان یک رده محصول منحصربه‌فرد است. با این حال،‌شناسایی کردن محصولات نیز مشکل است، زیرا در متون مربوط به خود از اصطلاحات مرتبط با نانو استفاده نمی‌کنند و این به عنوان انگیزه‌ای برای شرکت‌ها برای دوری از نام تجاری نانو است، اگر آن‌ها به این واسطه سطح نظارتی بالاتری را دریافت کرده و درک عمومی منفی در این زمینه وجود داشته باشد. این مطالعه دو نتیجه روشن را نمایان می‌کند. اول این‌که به تلاش بیشتری فراتر از بررسی بر پایه متون، برای بررسی فراگیر در این زمینه، نیاز است. دوم، لازم است این بررسی‌ به شکلی انجام شود که علاوه‌بر مشخص کردن موانع جدید، مشخص‌کننده موانع موجود بر سر راه توسعه نانوپزشکی نیز باشد. با این حال برخی از پیشرفت‌ها در این مسیر صورت گرفته است، به طوری که مؤسسه ملی سرطان (NCI) و FDA هدایت‌گر فعالیت‌ها برای استاندارد کردن خصوصیات نانومواد و جمع‌آوری اطلاعات روی محصولات نانوپزشکی هستند. NCI، آزمایشگاه مشخصه‌یابی فناوری نانو را تأسیس کرد که ساختار تحلیلی استاندارد شده (ساختار آبشاری) را توسعه داده و آزمون‌های سم‌شناسی پیش‌بالینی، داروشناسی و بازدهی نانوذرات و دستگاه‌ها را انجام می‌دهد. این آزمایش‌ها خصوصیات درون‌تنی، برون‌تنی و فیزیکوشیمیایی نانوپلت‌فرم‌ها را فراهم کرده و نتایج را در یک فرمت گزارش استاندارد تهیه می‌کنند تا محصولات را برای گرفتن تأییدیه‌های بالینی به شکل بهتری آماده کنند. NCI بیش از 200 نانوماده از دانشگاه، دولت و صنعت را با استفاده از پروتوکل‌های استاندارد خود تعیین خصوصیت کرده‌ است. اخیراً دفتر علوم داروسازی (OPS) FDA سند راهنمای روش‌ها و خط‌مشی‌های (MAPP 5015.9) آموزش‌دهنده داوران برای جمع‌آوری اطلاعات در ابعاد نانو، گروه‌های عاملی و دیگر مشخصات برای استفاده در یک بانک اطلاعاتی در حال توسعه، منتشر کرده است. همچنین، این سند تعریف وسیع‌تری را از نانومقیاس و نانوپزشکی ارائه می‌دهد که شامل تمام مواد با حداقل یک بعد کوچک‌تر از هزار نانومتر است، و به عنوان یک شبکه گسترده برای گرفتن تمام اطلاعات مرتبط در مراحل اولیه در نظر گرفته می‌شود. این مراحل، نوع استانداردسازی و به اشتراک گذاشتن اطلاعات را نشان می‌دهد که برای سهولت هماهنگی در این حوزه در حال توسعه ضروری است. بارزترین روند مشاهده شده در داده‌ها، تعداد زیاد روش‌های در حال توسعه برای درمان‌های سرطان است. این شرایط را می‌توان به سرمایه‌گذاری قابل توجه NCI در فناوری نانو در دهه گذشته و این حقیقت که سرطان عامل اصلی مرگ و میر در سراسر جهان است و مزیت‌های ذاتی نانوپلت‌فرم‌های پیشنهادی برای تحویل درمان ارتباط داد. با این وجود، این امر می‌تواند تا حدودی نشأت گرفته از این نگرش باشد که سرطان‌های تهدید‌کننده حیات مجوزی هستند برای بررسی روش‌های درمانی با استفاده از فناوری‌های نوظهور، مثل فناوری نانو. 47درصد از همه محصولات درون‌تنی محتمل و تأییدشده نانویی، برای شرایط به طور حاد تهدید‌کننده زندگی (عمدتاً سرطان‌های پیشرفته) در نظر گرفته شدند. ممکن است در چنین مواردی برخی از عدم اطمینان‌ها در مورد خطرات، به ویژه خطرات طولانی مدت بیشتر قابل بررسی باشد.

اکثر کاربردهای درمانی سرطان‌شناسایی شده در این مطالعه افزایش اثربخشی سامانه درمانی را هدف قرار دادند، اما اثر پیش‌بینی شده فناوری نانو در پزشکی سرطان تحول پذیری بیشتری خواهد داشت، از جمله این موارد ظهور پزشکی شخصی و تشخیص‌های سریع و در محل است. سرنخ‌های مربوط به این حوزه،‌شناسایی و شناخت کافی نشانگرهای زیستی درگیر در حالت‌های مختلف بیماری است. پیشرفت‌های مهم در فناوری نانو در طی دهه گذشته، ابزارهای ضروری برای بررسی این شناخت را فراهم کرده است، در حالی‌که ایجاد پلت‌فرم‌هایی برای اجرای تشخیص‌ها و درمان‌های بهبود یافته، استفاده از این دانش است. این نقش هم‌افزای فناوری نانو هم به عنوان پیشران و هم پیرو امکان رسیدن به نقطه اوج در این حوزه را با رشدی شتاب یافته فراهم می‌کند. موضوع دیگر که نقش مهمی را در نانوپزشکی بازی می‌کند، توسعه قابل توجه در هدف‌گذاری درون‌تنی در آینده نزدیک است. تعداد زیادی از محصولات که از اثر EPR استفاده می‌کنند،‌شناسایی شدند، همچنین چندین مورد نیز از مزیت‌های مربوط به حالت‌های پیشرفته هدف‌گیری فعال استفاده کرده‌اند. ارزش هدف‌گذاری در نانوپزشکی به طور یقین تأیید شده است، اما هنوز بحث‌هایی در مورد نقش و اهمیت فاکتورهای مهم وجود دارد. قبل از این‌که انتقال و تحویل مؤثر تحقق یابد کار زیادی برای تعیین خصوصیت کردن اندازه، قالب، شیمی سطح، روش انتقال، اثر EPR هدف‌گذاری زیست‌مولکولی، ویژگی‌های پوشش‌های پلی‌اتیلن گلیکول (PEG) ، تشکیل پروتئین کرونا و هدف‌گذاری درون سلولی نیاز است، اما این موضوع تمرکز اصلی در نانوپزشکی بوده و خواهد بود.

یکی از نگرانی‌های اساسی در مورد استفاده از فناوری نانو در بدن، بحث دوام و ماندگاری است. مواد درمانی مولکولی مرسوم به وسیله بدن پردازش می‌شوند و متابولیت‌ها بعد از تزریق زود دفع می‌شوند، اما، نانوذرات، رسوب‌های درون‌تنی ماندگاری را برای ماه‌ها یا سال‌ها از خود نشان داده‌اند. بررسی کاربردها و محصولات درون‌تنی‌شناسایی شده رواج بیشتر نانوساختارهای نرم (157 کاربرد و محصول) نسبت به نانوساختارهای سخت (30 کاربرد و محصول) را نشان می‌دهد. نانوذرات سخت‌شناسایی شده به طور کلی شامل اکسید آهن، طلا، نقره، یا سرامیک هستند، و نیز چندین کاربرد نزدیک به مطالعات بالینی در نظر دارند که از نانوذرات کربنی یا اکسید هافنیم استفاده کنند. اصطلاح "نرم" یک اصطلاح کلی استفاده شده در مقابل نانوذرات سخت است و شامل لیپوزوم‌ها، میسل‌ها، امولسیون‌ها، دندریمرها و دیگر نانوساختارهای پلیمری و پروتئینی می‌شود. نانوذرات اکسید آهن به عنوان عامل تمایز در MRI و درمان حرارتی سرطان استفاده می‌شوند. طلای کلوئیدی برای تحویل سیستمیک مواد زیستی درمانی و درمان حرارتی سرطان استفاده می‌شود. نانونقره در پوشش‌های ضد میکروبی برای چندین دستگاه مختلف کاشت و کاتتر استفاده شده است. نانوذرات سرامیکی به عنوان عامل استحکام و تقویت کننده‌های نوری در تعدادی از کامپوزیت‌های دندانی استفاده می‌شوند. اگرچه همه این مواد از طریق استانداردهای موجود قابلیت زیست‌سازگاری نشان داده‌اند، اما در مورد ماندگاری آن‌ها در بدن که ممکن است سمیت‌های طولانی مدت ایجاد کرده و در درمان‌ها و پزشکی امروزی دیده نشود، سؤالاتی وجود دارد. در تعداد قابل توجهی از کاربردهای کاشت استخوانی از هیدروکسی آپاتیت یا نانوکریستال‌های فسفات کلسیم استفاده کردند (13 کاربرد و محصول) ، اما این مواد جزء مواد سخت محسوب نمی‌شوند، زیرا به طور طبیعی در بدن شکل می‌گیرند. این احتمال وجود دارد که هر دو نانوذره سخت و نرم نقش‌های سازنده خود را در آینده پزشکی پیدا خواهند کرد. به احتمال زیاد پلت‌فرم‌های زیست‌تخریب‌پذیر برای تحویل مواد درمانی ترجیح داده می‌شوند، اما بیشتر رفتارهای فیزیکوشیمیایی منحصربه‌فرد تنها در نانوذرات نیمه‌رسانا، یا فلزی مطرح می‌شود، بنابراین، این مواد برای آینده تصویر‌برداری و درمان‌های بر پایه موج الکترومغناطیسی مورد نیاز هستند. استفاده از نانومواد برای ترمیم یا بازیابی بافت نیز یکی از حوزه‌های بسیار مورد توجه در نانوپزشکی است. با این وجود، این مطالعه تنها قادر به‌شناسایی دو کاربرد وابسته بازیابی بافت بود. هر دو مورد داربست‌های بافت نرم قابل کشت در بدن با سطوح نانوساختار بودند. این احتمال وجود دارد که نانومواد در توسعه سطوح و ساختارهای مورد نیاز برای رشد بافت در خارج از بدن و کشت بافت‌های مهندسی شده حیاتی باشند، اما قبل از طراحی مناسب این مواد، شناخت شرایط و سیگنال‌های زیستی محرک رشد و تکثیر ضروری است.

همان‌طور که در جدول 2 ذکر شد، پانزده محصول‌‌شناسایی شده که پس از تأیید یا در طی تحقیقات بالینی متوقف شدند. با این وجود در مقالات و متون دلیل روشنی برای این موارد ذکر نشده است. فرمولاسیون داروی نانوکریستال پس از آمدن به بازار در دهه 1980 متوقف شد، اما هیچ نشانی وجود ندارد که این به دلیل نگرانی‌های ایمنی پس از بازار بوده است. این فرمولاسیون احتمالاً به وسیله محصولات جدیدتر جایگزین شده است. دلایل مربوط به توقف تحقیقات بالینی اغلب می‌تواند به طور مساوی به دلیل نبود بازدهی، سمیت سیستمیک، ثبت نام کم و مسائل مربوط به صدور مجوز و یا کمک‌های مالی باشد. با این حال، هیچ توضیحی برای توقف مطالعه در این موراد پیدا نشده است. به علاوه، تعداد دیگری از کاربردها و محصولات در مرحله کارآزمایی بالینی متوقف شدند، اما با تنظیم فرمولاسیون دارو یا برای دیگر نشانه‌ها توسعه ادامه یافت.

ایجاد ساختار برای فرآیند مربوط به تأییدیه‌های بالینی با هدف ایجاد اطمینان است، مبنی بر این‌که اثربخشی و ایمنی کافی قبل از ورود محصول به بازار به‌وسیله‌ی حامیان مالی بررسی شده است. با این حال، اخیراً فرآیند تأیید ابزارها 510 (k) به عنوان مسیر بالقوه‌ای برای مجاز کردن ورود محصولات غیر قابل قبول به بازار آمده است. این مطالعه تعداد معنی‌داری از محصولات نانوپزشکی را‌‌شناسایی کرد که از طریق فرآیند 510 (k) تصویب شده‌اند (جدول 6). از جمله این محصولات جایگزین‌های استخوانی، کامپوزیت‌های دندانی، پوشش‌های دستگاهی، سنجش‌های برون‌تنی، پانسمان‌های پزشکی، فیلترهای دیالیز و داربست‌های بافت هستند. بسیاری از این محصولات برای چندین سال بدون مشکل استفاده شده‌اند. این موضوع نشان می‌دهد که نگرانی‌های مرتبط با ایمنی محصولات در مورد فرآیند 510 (k) ، در مورد محصولات نانوپزشکی ظاهر نشده است. گفته می‌شود که ممکن است در آینده اطلاعات مربوط به خطرات بالقوه‌ی سم‌شناسی مرتبط با استفاده درون تنی نانومواد در دسترس قرار گیرد، این موضوع به اهمیت‌شناسایی محصولاتی که ترکیبی از چند شکل فناوری نانو هستند، اشاره دارد، به طوری که آن‌ها را به‌توان پیگیری و دنبال کرد.

بسیاری از وعده‌های پیش‌بینی شده فناوری نانو در پزشکی در قالب فناوری هوشمند است، مثل پلت‌فرم‌های theranostic که می‌توانند هدف‌گذاری، تشخیص و درمان مناسب برای حالت‌های مختلف بیماری در بدن را انجام دهند. با این حال، مطالعه موجود نشان می‌دهد که نانوپزشکی هنوز در مراحل اولیه است. به عنوان یک زمینه نوظهور از علم، پیشرفت مرحله به مرحله به‌وجود آمده و تعدادی از کاربردهای در حال توسعه این علم، نشان دهنده سطح بالاتری از پیشرفت است. در اینجا انواع اشکال هدف‌گیری فعال مورد بحث قرار گرفت، اما به طور عمومی‌تر می‌توان نانوپزشکی فعال را به عنوان نانوساختارهایی تعریف کرد که سازوکار عملکردی آن‌ها فراتر از برهم‌کنش‌های شیمیایی و زیستی وابسته به اندازه است. جدول 7 موارد بیشتری از کاربردها و محصولات فعال‌شناسایی شده (فراتر از هدف‌‌گیری فعال) و حوزه‌های بیشتری را فهرست کرده است که در ادامه در مورد آن‌ها بحث شده است.

شکل‌های مختلفی از نانوذرات فعال شده با روش الکترومغناطیسی برای درمان سرطان، در مراحل نزدیک به مطالعات بالینی یا در حال مطالعه هستند. فناوری NanoTherm® و نانومواد درمانی هدف‌گذاری شده، نانوذرات اکسید آهن را به صورت درون عضله‌ای یا داخل وریدی تحویل یا انتقال داده، سپس به‌وسیله‌ی میدان مغناطسی خارجی حرارت دهی می‌شوند، تا گرما درمانی موضعی بافت سرطان را فراهم کنند. فناوری AuroShell® از نانوپوسته‌های طلا تزریق شده به صورت درون وریدی استفاده می‌کند که به وسیله یک فیبر نوری حرارت داده می‌شوند، پروب لیزر مادون قرمز دماهای موضعی بالا را در ناحیه سرطانی ایجاد می‌کند. پلت‌فرم نانوذره‌ای پیش بالینی، NanoXrayTM، تحریک شده به وسیله پرتو x، برای تحریک نشر موضعی الکترون در بافت سرطان استفاده می‌شود که سبب ایجاد رادیکال‌های آزاد و تخریب درون سلولی می‌شود.

همچنین، از نانوذرات برای تقویت تصویر‌برداری میکروسکوپی استفاده می‌شود. پنج کاربرد تأیید شده با استفاده از نانوذرات اکسید آهن برای تشدید درون‌تنی MRI و نیز چهار مورد در مرحله تحقیقات بالینی‌‌شناسایی شدند. نانوذرات اکسید آهن به صورت انفعالی در بافت‌های مختلف جمع ‌شده و تشدید تمایز را به دلیل اثرات مغناطیسی موضعی فراهم می‌کنند. شش کاربرد برون‌تنی نیز‌شناسایی شدند که در آن‌ها نقط کوانتومی با برچسب‌های مولکولی زیستی برای میکروسکوپ فلورسنت استفاده می‌شوند. با این وجود، با توجه به سمیت بالقوه مرتبط با فلزات سنگین استفاده شده، عدم اطمینان از شکل فعلی نقاط کوانتومی برای استفاده در محیط درون‌تنی وجود دارد. 

CellSearch® و NanoDXTM دو محصول‌شناسایی شده دیگر هستند که از نانوذرات اکسید آهن برای آشکارسازی مغناطیسی سلول‌ها در محیط برون تنی استفاده می‌کنند. نانوذرات مغناطیسی با نشانگرهای اختصاصی سلول‌ها برچسب‌دار می‌شوند و از یک میدان مغناطیسی خارجی برای جداسازی یا جمع کردن سلول‌های پیوند شده با نانوذرات در محلول و آشکارسازی آن‌ها استفاده می‌شود. روش‌های مشابهی برای افزایش هدفمند کردن دارو در مدل‌های حیوانی استفاده شده‌ است و برای سم‌زدایی کردن خون در حال گردش ارائه شده‌اند. در اواسط دهه 1990 تلاش‌هایی برای نشان دادن مزیت‌های داروهای هدفمند مغناطیسی در انسان‌ها در فاز I کارآزمای بالینی انجام شد، اما اثربخشی ضعیفی نشان داد. برخی از شرکت‌ها روش‌های جدید سامانه‌های دارورسانی و رهاسازی تقویت شده با میدان مغناطیسی را دنبال می‌کنند، اما هنوز به آزمایشات انسانی نرسیده است.

احتمالاً مراحل بعدی در نانوپزشکی، استفاده از کاربردهای ترکیبی به شکل درمان‌های چند نمایی (کاربرد نانوپزشکی در ترکیب با درمان‌های موجود) و پلت‌فرم‌های theranostic (کاربردهای نانوپزشکی منفرد با چندین حالت عملکرد) است. نانوذرات اکسید آهن حرارت داده شده با میدان مغناطیسی (فناوری‌های MagForce NanoTherm®) در حال حاضر اثرات هم‌افزایی در درمان ترکیبی با روش‌های شیمی‌درمانی و رادیودرمانی را نشان داده و امکان استفاده از دوزهای پایین هر کدام را فراهم کرده است. علاوه‌بر این، مشخص شده است که نانوذرات طلا برچسب‌دار شده با Cytimmune's TNF-α روی خون‌رسانی بافتی و افزایش حساسیت به درمان‌های حرارتی اثر داشته و به صورت بالقوه برای برخی از کاربردها پیشنهاد می‌شوند. همچنین، نانوذرات طلا توانایی درمان سرطان‌ها به صورت حرارتی با تحریک لیزر را نشان داده‌اند و تحت مطالعه پیش بالینی برای تشخیص بیماری از طریق طیف‌سنجی رامان تقویت شده سطحی هستند. فناوری‌های فعلی می‌توانند با یک کاربرد آندوسکوپی برای تشخیص در زمان واقعی و درمان بسیاری از سرطان‌های دستگاه گوارش ترکیب شوند. مطابق با قابلیت‌های پایه‌ای نانوذرات که یک حالت عملکردی دارند، این احتمال وجود دارد که درمان‌های ترکیبی نانوپزشکی بیشتر رایج شود. نانوپزشکی یک زمینه بسیار متنوع است و این مشخصات برخی مشکلات را برای ایجاد تعاریف روشن به‌وجود می‌آورد. جستجو مفصل در متون، داده‌های کارآزمایی بالینی و اینترنت، 247 کاربرد و محصول را‌شناسایی کرد که از نوع طبقه‌بندی نانوپزشکی محتمل یا تأییدی بودند (با تعریف ما) و آن‌ها از نظر مصرف تأیید شده، تحت مطالعه بالینی یا در آستانه مطالعه بالینی قرار داشتند. کاربردهای مورد نظر از درمان سرطان‌های غیر قابل برداشت تا ژل‌های دستی ضد باکتری را شامل می‌شود، همچنین، فناوری‌ها نیز از لیپوزوم (که چند دهه در داروسازی استفاده می‌شوند) تا نانوذرات سخت (که داده‌های کمی در مورد مطالعات بالینی دراز مدت از آن‌ها در دسترس است و سؤالاتی در مورد ماندگاری آن‌ها در بدن به وجود آمده است) طبقه‌بندی می‌شوند. این مطالعه دو نیاز روشن را نشان می‌دهد که باید برای هر رویکرد نظارتی در نانوپزشکی برای دست‌یابی به موفقیت مورد توجه قرار گیرد: 1) توسعه دادن یک تعریف روشن و مؤثر دربرگیرنده همه زمینه‌ها. 2) ایجاد یک روش استاندارد برای جمع‌آوری، به اشتراک‌گذاری و ردیابی اطلاعات مرتبط با محصولات و کاربردهای نانوپزشکی (بدون ایجاد موانع اضافی برای نوآوری‌های پزشکی). هر دو سازمان NCI و FDA در حال برداشتن گام‌هایی در مسیر درست برای این زمینه هستند، اما به تلاش‌های گسترده و گسترده‌تر برای شفاف کردن تعریف نانوپزشکی، ردیابی اطلاعات کلیدی و تسهیل هماهنگی میان سازمان‌ها در این عرصه پیچیده نیاز است. وجود یک تحلیل طبقه‌بندی شده از محصولات و کاربردهای‌شناسایی شده، می‌تواند دیدگاهی برای مسیرهای آینده در این زمینه فراهم ‌کند. این تحقیق نشان دهنده وجود تمرکز مشخصی بر توسعه کاربردهای سرطانی است که احتمالاً نتیجه چندین عامل است. این عوامل شامل هزینه‌های سنگین NCI، رواج و اثر سرطان در جامعه و این واقعیت که ممکن است خطرات مرتبط با بسیاری از آزمایش‌های نانوپزشکی به وسیله مزایایی که از درمان سرطان‌های تهدید‌کننده حیات حاصل می‌شود، جبران شود.

اگرچه نانوپزشکی هم‌اکنون حضور اساسی خود را در بازارهای امروزی برقرار کرده است، این تجزیه و تحلیل مراحل ابتدایی این زمینه را برجسته می‌کند. این موضوع برای بی‌اهمیت جلوه دادن پیشرفت‌هایی که تا به امروز ایجاد شده است، نیست؛ هم‌اکنون پیشرفت‌هایی در زمینه پزشکی به‌وسیله‌ی مواد نانومقیاس مهندسی شده فراهم شده است که در مقیاس میکرونی یا مولکولی امکان‌پذیر نیستند. با این حال بخش بزرگی از کاربردهای نانوپزشکی‌شناسایی شده هنوز در مرحله تحقیق و توسعه است. تداوم توسعه و ترکیب این کاربردها باید به‌طور واقعی پیشرفت‌های انقلابی پیش‌بینی شده در پزشکی را ایجاد کند. اکنون زمان آن فرارسیده است که راهبردهای مؤثر جمع‌آوری اطلاعات و دیدگاه‌های تحلیلی که درک ما را از تحولات این حوزه بهبود می‌بخشد در جایگاه واقعی خود قرار داده و به بهبود توسعه نانوپزشکی کمک کرد.

 

مرجع

M.L. Etheridge, et. al., Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine 9 (2013) 1–14.