تأثیر پیشرفت‌های فناوری نانو بر دارو رسانی

تأثیر پیشرفت‌های فناوری نانو بر دارو رسانی

برآورد هزینه ارائه و کشف یک داروی جدید به بازار مصرف بین 500 میلیون تا 5/1 میلیارد دلار تخمین زده شده است. مهمترین علت این رقم سرسام‌آور، تعلل و توقف داروها در مرحله آزمایشات بالینی و احیاناً طی مطالعات بعد از ورود به بازار (post marketing) می‌باشد. علی‌رغم، آنکه پیشرفت‌های جدید امکان دسترسی محققین را به دسته ترکیبات داروئی نوین فراهم می‌نماید، معذالک اکثر متخصصین داروسازی به دنبال یافتن راه‌هایی هستند تا از طریق آن داروها را به دقت به‌ محل اثر اصلی خود برسانند تا بیشترین اثر درمانی آن ها بروز نماید.
در حال حاضر اکثر داروها از طریق جذب سیستمیک به محل اثر خود ارائه می‌شوند . پایه‌های این نگرش بر این مبنا است که اگر مقدار کافی از دارو وارد سیستم گردش خون شود، بالاخره مقداری از آ ن به محل اثر خود اعم از اینکه محل اثر در بافت ، عضو و یا سلول‌ ‌باشد خواهد رسید . به طور مثال برخی از داروهای ضد سرطان از این طریق بر روی سلول های در حال تقسیم تأثیر می‌گذارند ، اما در همان حال ممکن است به سلول های سالم نیز به نوعی مانند سلول های سرطانی آسیب برسانند . البته برای مواجه با این مشکل و کاهش هزینه‌های مربوط به ارائه داروهای جدید، می‌بایستی که آنها را به طور اختصاصی بر روی اهداف تعیین شده طراحی نمود. در مواردی حتی دارو را به آنتی بادی اختصاص ی سلول گرفتار موردنظر متصل می‌نمایند تا داروی پیوند یافته بتواند به راحتی مسیر اتصال خود به سلول های هدف را به طور اختصاصی پیدا کند. برخی از محققین نیز نقاط ورودی را در مسیر متابولیکی بیماری ها پیدا کرده اند و بر مبنای آن داروها را طراحی و ارائه می‌نمایند ، اما آیا راه اختصاصی وجود دارد تا بتواند حتی یک مولکول دارو را به طور ایده آل به هدف خود متصل نماید؟

نگاه ریزتر

برای مواجه و مقابله با یک چنین مشکلاتی، بسیاری از محققین خود را در مسیر فناوری نانو قرار داده‌اند. قطع نظر از سایز و شکل ذرات که اغلب می‌بایستی کمتر از 100 نانومتر باشد، نانو سامانه‌های نوین داروسازی (Nano DDS) روش های هدف‌گیری شده‌ای را برای ارائه مقادیر بیشتر از مواد داروئی به مناطق هدف در اختیار قرار می‌‌دهند. با درنظر گرفتن اینکه ، البته با ارائه فقط یک متد نمی‌توان ک لیه مشکلات ف ارماکوک ی نت ی ک را برطرف نمود،‌ اما معذالک می‌بایست اذعان ن م ود که ارائه این نوع ذرات خیلی از مشکلات توزیع در بدن را حذف و یا کاهش می‌دهد. به دلیل اینکه اکثر داروها دارای خواص هیدروف وبی ک (لیپوفیل) هستند ، بنابراین در غلظت‌های زیاد در بافت تمایل به رسوب دادن پیدا می‌کنند و برای برطرف کردن این اثر می‌بایستی که همراه آنان مواد جانبی زیادی در فرمولاسیون‌ها به کار روند و لذا س میت‌های بافتی زیادی در این موارد حاصل می شود. برای مقابله با این مشکل، نانو سامانه های نوین دارورسانی زیادی که دارای خواص آبدوستی و یا ل یپوفیل باشند طراحی شده است. در برخی از موارد خیلی از داروها سریع تجزیه و به سرعت از اد ر ار دفع می‌شوند. در این موارد تغییرات فیزیکوشیمیایی می تواند سبب افزایش فراهمی زیستی داروها ‌شود و در نهایت سبب کاهش نیاز به تجویز دارو در اندازه‌های کمتری ‌شود. مطالعات نشان داده است که انکپسول نمودن مواد داروئی تأثیر زیادی در مهار ک لیرنس دارو ها از بدن می‌گذارد.مشکل دیگری که در مورد داروهای سیتوتو کسی ک وجود دارد ، مورد تهاجم قرار گرفتن سایر بافت ها توسط این نوع داروهاست (Extravasation) . با به کارگیری انواع پلیمرهای زیست تخریب‌پذیر در سامانه‌های nanoDDS بر این مشکل نیز می‌توان تا حدی فائق آمد. در هر صورت به دلیل آنکه سامانه‌های nanoDDS می‌توانند حجم توزیع مربوط به داروها را بدن کاهش دهند، لذا عوارض جانبی داروهای مورد مصرف با این سامانه‌ها نیز کاهش می‌یابد. علی‌رغم مکانیسم هدف‌گیری شده این نوع دارورسانی که در بالا توضیح داده شد، نسبت مولکول دارو به مولکول هدف می‌بایستی 1 به 1 باشد . اما سامانه‌های nanoDDS می‌توانند صدها و یا هزاران مولکول از دارو را با خود حمل نمایند و این نسبت را افزایش دهند و در نهایت سبب ارائه یک نوع رهش کنترل شده و طولانی‌تر به درون بافت هدف شوند . بنابراین به علت کاهش دوز مورد نیاز، این نوع دارورسانی مناسب تر خواهد بود .

داروها در ذرات حامل

بدون شک با پیشرفت‌های اخیری که در زمینه صنعت پلی‌مر و شیمی سطح در کنار سایر روش‌های صنعتی نمودن فراهم شده است، کانون توجه در فناوری دارورسانی ، در زمینه طراحی و کاربرد ذرات نانو باشد.
در این عرصه از ساختمان‌های مولکولی با هسته سرامیکی و یا فلزی تا کمپلکس‌های ذرات لیپد ـ پلیمر همگی توانائی خود را برای داروسازی به اثبات رسانیده‌اند . بطور مثال شرکت Nano Med pharmaceuticals تمامی تلاش خود را بر روی دارو رسانی به مغز و همچنین به سیستم ایمنی معطوف داشته است. بنا به گفته مسؤولین این شرکت، محققین آنجا توانسته‌اند نانوذرات با طبیعت خنثی، کاتیونیک و یا آنیونیک را از ذرات شیمیایی که عمدتاً دارای خواص داروئی هستند طراحی و تولید کنند. این ذرات حاوی فرآ ورده هائی از نوع الکل‌های با زنجیره طولانی، فسفولیپیدها و مواد فعال کننده سطحی هستند. آنها توانسته‌اند این داروها را به صورت انکپسول شده و یا به صورت جذب شده بر روی ذرات نوعی ماتریک س طراحی شده در سایز نانو سوار نمایند و این مجموعه را در اختیار سلول‌های هدف قرار دهند. در دارو رسانی به سیستم اعصاب مرکزی (CNS) ، مشکل‌ترین بخش مربوط به عبور دارو از سد خونی مغزی BBB و رساندن دارو به بخش‌های مرکزی است. برای آنکه داروئی بتواند برای بیماری‌هائی نظیر سرطان مغز، سکته مغزی، آلزایمر و یا پارکینسون مؤثر شود ، می‌بایستی به راحتی بتواند از این سد خونی ـ مغزی عبور نماید. در حال حاضر 95% داروهای موجود این مشکل را دارند و لذا در این گونه موارد به طور مستقیم و با پذیرش مخاطراتی ، آنها را به درون مغز و یا مایع مغز ی- نخاعی تزریق می نمای ند و یا حتی در بعضی موارد به کمک کاشتنی‌ها (implants) دارو در مغز وارد می‌شود. در حال حاضر برخی از شرکت های داروئی توانسته‌اند نانو ذراتی را از داروها تهیه نمایند تا بدون برخورد با محدودیت عبور از سد خونی - مغزی بتواند دارو به طور طولانی اثر به بافت‌های مغزی برسند و در نتیجه عوارض سمیت و عوارض حاصل از دو زاژ بالاتر برطرف شود.
داروی paclitaxel که در موارد درمان سرطان مغز به کار می‌رود نیز توسط فناوری نانو به صورت ذرات نانو با قابلیت عبور از سد خونی ـ‌ مغزی تهیه و قابل ارائه است. در این مورد نیز نانو ذرات حاوی paclitaxel در مقادیر کمتر و با عوارض جانبی کمتر به درون مغز دارورسانی می‌شود. یک شرکت دیگر آلمانی به نام Nano Del Technologies با استفاده از جذب داروها بر روی سطح ذرات پلی سیانوآکر یلات توانسته است در راه ارائه فناوری نانو و دارو رسانی اقدامات عملی انجام دهد. آنها پس از سوار کردن دارو بر روی پلیمر در طی پلیمریزاسیون و سپس با مواد فعال سطحی مانند پلی سوربات 80 ذرات نانو را پوشش داده و امکان دارورسانی و رهش کنترل شده آن را فراهم می‌نمایند. البته این شرکت هنوز به درستی مکانیسم برداشت و انتخاب این ذرات توسط سلول ها را نتوانسته است به دست آورد و لکن شاید نوعی مکانیسم نفوذ به درون سلول (enodcytosis) مطرح باشد. به نظر میرسد که پلی سوربات 80 سبب تحریک آپوپروتئین E/B شده و آن هم باعث اتصال ذرات نانوحاوی دارو به لیپوپروتئین‌های گیرنده‌های سطحی مستقر در سطح سلول‌ها شود و به این صورت داروها در داخل ذرات به درون سلول های مغزی راه می‌یابند. علی‌رغم آنکه این شرکت هنوز در مرحله آزمایشات بر روی حیوانات است، مغذالک کارائی این سامانه در دارو رسانی ضد صرع ها ، ضد دردها و داروهای مؤثر بر اعصاب به اثبات رسیده است. این سامانه به طور جالبی برای دارورسانی doxorubicin که یک داروی مؤثر در سرطان مغز می‌باشد جواب داده است.
در حال حاضر این شرکت آمادگی همکاری مشترک با سایر شرکت های داروئی به م ن ظور انتقال امتیاز و ادامه همکاری را دارد.

روغن و آب

در حالیکه شرکت ها ی ی مانند NanoMed به دنبال طراحی سامانه‌هائی برای انکپسول کردن داروها و یا اتصال آنها بر روی ذرات نانو هستند، سایر شرکت ها سامانه ذراتی را فرموله می‌کنند که در آنها مولکول داروجزئی از ساختار مواد تشکیل دهنده باشد. به دلیل آنکه اغلب ساختارهای داروئی لیپوفیل هستند،‌ لذا این دسته از ذرات نانو می‌بایستی که در داخل امولس ی ون‌های روغن ـ آب عرضه شوند. به طور مثال محققین شرکت Kereos ذراتی را عرضه کرده‌اند که از پرفلوروکربن‌هائی (perfluorocarbones) تشکیل شده است . البته این ذرات از نظر داروسازی بی‌تأثیر هستند و آنها را با لایه‌های لیپیدی پوشش داده‌اند. در حقیقت لایه لیپیدی یک محل اتصال نانوکووالانت مناسبی را برای اتصال عوامل لیپوفیل مانند برخی از مولکول های کوچک و آ‌نتی‌بادی‌ها فراهم می‌کند.
هر یک از ذرات داخل امولس ی ون که حاوی 10 الی چند صد مولکول لیگان د هدف هستند می‌توانند با مولکول‌های زیستی یا بیومارکرها اتصال برقرار نمایند. هر یک از این ذرات می‌توانند با تعداد زیادی حتی 000/100 مولکول از موادی که روی آ ن سوار شده اند همراه شوند و به طور فوق العاده اختصاصی به مولکول هدف برسند. این تعداد از مولکول های مواد دارو ی ی در مقایسه با سایر روش‌ها که برای دارورسانی آنها می‌بایستی مقدار زیادی از مواد تجویز شونده بسیار جالب و متمایز است. شرکت Kereos این سامانه از نانو ذرات را برای کاربرد در تصویربرداری رز و نانس مغناطیسی (MRI) و در ارتباط با دارورسانی برای کاربرد داروهای قلبی و ضدسرطان پیشنهاد داده است در غالب نظریه ، این مواد پس از اتصال اختصا صی به مولکول‌های سرطانی می‌توانند زمینه موجود در تصاویر مربوط به MRI را تشکیل دهند، که از حیث ک اربرد ، این مواد در مراحل اولیه ایجاد سرطان‌ها به امر تشخیص و درمان کمک می‌کند. در بیماری های قلبی عروقی، پیشگیری از تشکیل پلاک آترواسکلروزین که ریشه خیلی از بیماری های قلبی عروقی است و همچنین سبب حملات قلبی می‌شود بسیار مهم است.
Bristol-Myers Squibb توانسته است کاربرد این نوع ذرات نانو را در تشخیص پلاک‌های اولیه به اثبات برساند و از سال 2007 در مرحله مطالعات بالینی در عرصه درمان نیز این شرکت امولس ی ون‌ه ای ی را برای عرضه داروهای مؤثر بر تومورهای جامد ارائه کرده است که تا سال 2006 در مرحله بالینی قرار خواهند گرفت.

فلورن ها ( Fullerenes )

محققین مؤسسه C Sixty از ماکرو مولکول های درمانی به صورت فلورن ها استفاده می‌کنند. در حقیقت این مولکو ل های غول‌پیکر دارای 20 الی 84 کربنه هستند و از نظر ساختاری شبیه توپ فوتبال هستند و به عنوان آنتی - اکسیدان و دارای قدرت جذب رادیکال های آزادی هستند که در طی بیماری هائی مانند بیماری های اعصاب، حملات قلبی و دیابت افزایش می‌یابند. انواعی از مواد دارای اکسیژن فعال و رادیک ا ل‌های آزاد موجود هستند که می توانند الکترون‌های غیرمزدوج خود را در تماس با مولکول‌های حیاتی مانند اسیدهای نوکلئیک قرار ‌دهند و به این وسیله سبب تخریب سلولی و مرگ سلول (apoptosis) ‌شوند. محققین C Sixty معتقدند که فلورن ها به صورت یک "اسفنج رادیکالی" عمل می‌کند و می‌تواند که الکترون های تخریب شده را در میان بگیرد.
در عمل فلورن ها در آب نامحلول هستند لذا لازم است تا به نوعی محلولیت آنها افزایش یابد. این شرکت توانسته است فلورن ها را ب ه کمک اسیدمالونیک اصلاح ساختار نماید و تولید ماده‌ای به نام C3 را بنماید که به طور مؤثری در بیماری تخریب اعصاب مؤثر است. بعدها دسته ترکیباتی به نام دندریمر ها تهیه شدند که این مواد شاخه‌دار بزرگ می‌توانستند خواص محلولیت در آب را افزایش دهند. این امر منجر به تهیه ترکیباتی شد که رفتار فارماکوکینتیک و توزیع در بدن مانند مولکول های کوچک را داشتند. این شرکت مجوز یکی از فرآورده های خود را به شرکت Merck داده است.

لیپوزوم‌ها

لیپوزوم‌ها در دارورسانی با استقبال زیادی روبرو شده‌اند. این مواد می‌توانند به طور کروی مواد داروئی را دربر گر فته و احاطه نمای ن د. تاکنون بسیاری از ترکیبات از جمله ضدسرطان‌ها و آنتی بیوتیک‌ها توسط لیپوزوم‌ها مورد استفاده قرار گرفته اند . در مقابل نیز شرکت‌هائی مانند Anosys وجود دارند که توانسته‌اند از لیپوزوم‌ها به صورت حامل‌های دارو ی ی استفاده نمایند. اغلب سلول ها برای انتقال پیام و سیگنال مهم خود به سلول دیگر از حامل‌هائی به نام dexosome ها استفاده می‌کنند. در سیستم ایمنی ، این سلول های دندانه‌دار ، آنتی‌ژن‌ توم و رها و عوامل ویروس ی و عفونت ز ا را حس می‌کنند و این پیام را به سطح سلول منتقل می‌نمایند. در آنجا این پیام توسط سلول های T مورد شناسائی واقع می‌شود و سپس سلول های شناخته شده به عنوان آنتی‌ژن را نابود می‌سازد. شرکت Anosys توانسته‌اند با شناسایی dexosome هائی ، واکسن‌هائی را تهیه نمایند که به کمک آنها مولکول‌های هدف را در سیستم ایمنی مورد شناسائی قرار دهند. در حقیقت این شرکت توانسته است dexosome های مصنوعی برای هدف قراردادن سرطان را بسازد. محققین Anosys به کمک این روش خواهند توانست نوعی ایمنی اکتسابی بر علیه انواعی از سرطان‌ها ایجاد نمایند. این شرکت فاز I مطالعات بالینی مربوط به این روش را پشت‌سرگذاشته و به زودی در فاز II مطالعات قرار خواهد گرفت.

اهمیت اندازه ذرات

قطع نظر از اینکه آیا تحقیقات مذکور در حد فرمولاسیون خواهند ماند و یا به صورت دارورسانی توسط ذرات انجام خواهد پذیرفت، معذالک می‌بایست اذعان نمود که روش های فناوری نانو مسیر خود را ادامه خواهند داد.
به عقیده کارشناسان البته اندازه کوچک ذرات بسیار مؤثر است به طوریکه در زیر 100 نانومتر، ذرات قابلیت های جالبی از نظر خواص شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیک بدست می‌آورند.

دارورسانی با نانوسوسپانسیون‌ها، فناوری و کاربردها

داروهای نامحلول با جذب کم را به کمک فناوری نانوسوسپانسیون‌سازی می‌توان به فرمولاسیون‌های دارویی کارآمد تبدیل کرد. قسمت اعظم ترکیبات شیمیایی جدیدی که به منظور ساخت داروهای جدید سنتز می‌شوند، نامحلول و یا کم‌محلول در آب هستند و بنابراین جذب کمی نیز دارند و این مسئله مانع بزرگی در برابر ساخت فرمولاسیون‌های کارآمد از این ترکیبات بشمار می‌رود. استفاده از روشهای کمپلکس‌سازی با استفاده از موادی مانند سیکلودکسترین‌ که در این روشها مقدار زیادی از این عوامل بکار می‌رود در فرمولاسیون‌هایی مانند فرمولاسیون‌های تزریقی و چشمی که نیاز به استفاده از مقادیر زیادی دارو در ساخت فرمولاسیون می‌باشد، مناسب نیستند. در روشهای مرسوم دیگر که در آن‌ها از کمک‌حلال‌ها استفاده می‌شود نیز مسمومیت بروز می‌کند. نانوسوسپانسیون‌ها راه‌حل جدیدی برای استفاده از این داروها ارائه کرده‌اند. نانوسوسپانسیون‌ها نوعی توزیع کلوئیدی ذرات خالص داروها در اندازه‌های کوچکتر از میکرون می‌باشند که با استفاده از سورفکتانت‌ها پایدار شده‌اند. با این توضیح، این سیستم‌های ذره‌ای از نانوذرات که حاملهای کلوئیدهای پلیمری حاوی دارو هستند و از نانوذرات روغنی جامد که حامل‌های روغنی دارویی می‌باشند، متفاوت هستند. از نانوسوسپانسیون‌ها برای فرمولاسیون داروهایی که هم در آب و هم در روغن‌ها نامحلول هستند نیز می‌توان استفاده کرد. داروهایی که انرژی بلوری بالایی دارند، نقطه ذوب بالا داشته و حلالیت آن‌ها کاهش می‌یابد. استفاده از فناوری نانوسوسپانسیون‌ها باعث فراهم آمدن امکان استفاده از این داروها بدون نیاز به استفاده از کمک‌‌حلالها می‌گردد. به کمک این فناوری دارو در حالت بلوری مدنظر نگهداری شده، در حالی که اندازه ذرات آن کاهش یافته و این نکته باعث افزایش سرعت انحلال و افزایش جذب دارو می‌گردد. در حقیقت نانوسوسپانسیون‌ها باعث ایجاد فرآورده‌های پایدار از لحاظ شیمیایی و فیزیکی می‌گردند. این فراورده‌ها را به دو روش کلی رسوب‌گذاری و آسیاب‌کردن می‌توان تهیه کرد. در هر دو مورد سطوح جدید تشکیل شده و انرژی آزاد سیستم افزایش یافته و امکان تجمع ذره‌ای و گلوله‌شدن ذرات فراهم می‌شود که برای جلوگیری از این مسئله به آن سورفکتانت اضافه می‌کنند.

روشهای ساخت نانوسوسپانسیون‌ها

هموژناسیون: در این روش سوسپانسیون تحت فشار از یک دریچه دارای منافذ نانو عبور داده می‌شود. این کار باعث تشکیل حبابهایی از آب شده که هنگام خروج از دریچه‌ها متلاشی شده و باعث شکسته شدن ذرات می‌گردند.
آسیاب‌کردن مرطوب (Wetmilling): در این روش داروی مورد نظر در حضور یک سورفکتانت به‌کمک آسیاب خرد می‌شود.از روشهای دیگر، اسپری کردن محلول دارویی حاوی حلال آلی فرار درون یک محلول آبی گرم می‌باشد. در روش تبخیر سریع حلال، رسوب دارویی در حضور یک سورفکتانت ایجاد می‌شود. روش تعیین مشخصات نانوسوسپانسیون‌ها: برای مطالعه میزان رشد ذره‌ای در نانوسوسپانسیون‌ها از روش Field emission low voltage scanning electron استفاده می‌شود. با این روش امکان تصویربرداری از ذرات منفرد فراهم می‌شود. روش تصویربرداری نیروی اتمی برای ارزیابی شکل ذره استفاده می‌شود. ارزیابی سرعت رسوب‌گذاری نزدیک مادون قرمز و کنترل همزمان اندازه ذره‌ای با استفاده از روشهای Differential scanning calorimetry و X ray diffraction polymorph stability قابل انجام است. توزیع اندازه ذره‌ای به روش Thawcycling و تلاطم مکانیکی و سانتریفوژ قابل اندازه‌گیری است. علاوه بر آن، امکان تزریق و همچنین استریل بودن و پیروژن بودن (فاقد هرگونه عامل تب‌زا) نانوسوسپانسیون‌ها نیز بایستی مورد بررسی قرار گیرد.
بررسی پایداری نانوسوسپانسیون‌ها: عدم تغییر ساختار بلوری بین ماده خام و ذرات سوسپانسیون شده قبل و بعد از هموژناسیون موید عدم بروز هرگونه تغییر است. فرمولاسیون‌های ناپایدار را می‌توان لیوفیلیزه کرد و می‌توان نانوسوسپانسیون‌ها را بدون هیچگونه تغییری در اندازه ذره‌ای دوباره ساخت. هیچ‌گونه تغییراتی حتی بعد از استریلیزاسیون با بخار و استفاده از گرما در این فرمولاسیون‌ها بروز نمی‌کند. به این ترتیب پایداری فرمولاسیون نانوسوسپانسیون‌ها را تا دو سال می‌توان افزایش داد.
کاربرد نانوسوسپانسیون‌ها: از نانوسوسپانسیون‌های خوراکی بطور اختصاصی برای افزایش سرعت و میزان جذب داروها استفاده شده است. علاوه بر آن افزایش سرعت اثر داروها، کاهش دفع دارو، افزایش دوز موثر دارو و کاهش تحریک‌پذیری معده نیز گزارش شده است. برای دارورسانی به ریه‌ها، افشانه‌ها دارای ذرات ریز دارویی می‌باشند اما از مشکلات این سیستمهای دارورسانی توزیع ناهمگون ذرات دارویی در قطرات حامل آن‌ها است. نانوسوسپانسیون‌ها این مشکل را با افزایش تعداد ذرات در هر قطره برطرف ساخته‌اند و به این شکل سرعت اثر داروها و میزان جذب آن‌ها نیز افزایش یافته است. از نانوسوسپانسیون‌ها برای انتقال مقادیر زیادی از داروهای کم محلول در آب به مغز همراه با کاهش عوارض جانبی داروها نیز می‌توان استفاده کرد. به این ترتیب، نانوسوسپانسیون‌ها در انواع مختلف روشهای تجویز داروها از جمله: روشهای تزریقی، خوراکی، موضعی، ریوی و انتقال هدفمند دارویی کاربرد دارند. در مجموع، نانوسوسپانسیون‌ها نه‌تن‌ها مشکل حلالیت داروها را برطرف کرده‌اند بلکه با تغییر فارماکوکینتیک داروها، باعث بهبود کارایی و عوارض جانبی آن‌ها نیز گردیده‌اند.

فاکتورهای مؤثر بر اکتشافات دارویی مبتنی بر فناوری نانو

شرکت‌های داروسازی و فناوری زیستی به منظور تولید مداوم داروهای جدید و متفاوت با حداقل قیمت تمام‌شده، به شدت تحت فشار می‌باشند. در حال حاضر حدود 7 تا 10 سال برای توسعه و ورود یک دارو به بازار، با هزینه‌ای بالغ بر 800 میلیون دلار لازم است. به عبارت دیگر اکتشاف دارویی نیازمند شناسایی بیماری‌ها، مکانیسم‌ آنها و شناسایی هدف مورد نظر (جهت مؤثربودن دارو) است. انتظار می‌رود پروژة ژنوم انسانی منجر به شناسایی حدود 100،000 هدف جدید شود که نیازمند بررسی منابع بیشمار اطلاعات ترکیبات مختلف به منظور مقایسة توالی ژن‌ها و ساختارها است.
این مسئله نشان‌دهندة یک فرآیند بسیار وقت‌گیر و مانع اساسی در زمینة اکتشافات دارویی است چرا که میلیون‌ها ترکیب برای هر هدف بایستی به طور مجزا غربال شوند. اکتشافات نو و فناوری‌های جدید ارزیابی به روند شناسایی، توسعه و ورود داروها به بازار سرعت می‌بخشند. ورود فناوری‌ میکروآرایه‌ها و آزمایشگاه روی تراشه باعث تسریع روند اکتشافات دارویی شده است. در حالی که دانشمندان در گذشته فقط قادر به مطالعه یک تا 12 ژن به طور هم‌زمان بودند، در حال حاضر در همان محدودة زمانی فناوری میکروآرایه‌ها امکان بررسی هزاران ژن را فراهم کرده است. امروزه فناوری نانو به دلیل داشتن عملکردی در اندازه‌های بسیار کوچک‌تر، به صورت تصاعدی قادر به ارائه عملکردی فراتر از میکروآرایه‌های امروزی است. فناوری نانو قادر به تسریع و بهبود روندهای اکتشافات دارویی از طریق کوچک‌سازی، خودکار‌سازی و افزایش سرعت و صحت ارزیابی‌ها می‌باشد. در نگاه اول به نظر می‌رسد که داروهای مبتنی بر نانو، مزایای ویژه‌ای نیز برای افراد مریض به همراه خواهند آورد.
تأثیر فناوری‌نانو بر صنایع داروسازی در سال 2000، شرکت داروسازی Elan از طرف سازمان دارو و غذای آمریکا تأییدیه فناوری تولید نانوبلور‌های خود را با انجام فرمولاسیون مجدد داروی Rampune® یا سیرولیموس به دست آورد. این فرمولاسیون جدید با کاهش اندازة ذر‌ات به زیر 200 نانومتر توانست مشکل حلالیت خیلی پایین دارو را حل کند. شاید مهم‌ترین مزیت این فرمولاسیون جدید افزایش زمان نگهداری آن نسبت به محصول قدیمی می‌باشد. علاوه بر مثال فوق موارد دیگری را نیز جزء مزایای استفاده از فناوری نانو در داروسازی ذکر کرده‌اند:
افزایش حلالیت: از مزایای عمدة سیستم‌های دارورسانی مبتنی بر نانو، تاثیر سریع آنهاست. این مسئله تاحدودی مربوط به فناوری‌های کپسوله‌‌کردن و به دنبال آن افزایش سرعت انحلال ماده در مایعات بدن است. در همین راستا می‌توان به این نکته اشاره کرد که ذرات 10 میکرونی سطحی معادل 2 تا 5 مترمربع به ازای هرگرم دارا می‌باشند در حالی که نانوذرات 3 تا 5نانومتری دارای سطحی معادل 400 تا 500 مترمربع به ازای هرگرم می‌باشند. شرکت داروسازی Elan روش‌ روکش‌دهی پیشرفته‌ای را دارا می‌باشد که از کنترل گسترده‌ای بر روی این نوع ذرات برخوردار است.
کاهش هزینه‌های توسعه: تحقیق و توسعه فناوری نانو نیازمند روش‌های جدید آنالیز می‌باشد. توسعة این روش‌ها و تجاری‌شدن آنها باعث افزایش بازده و بهبود وضعیت صنعت دارورسانی خواهد گردید. از آن جمله شناساگرهای زیستی مبتنی بر نانوذرات می‌باشند که در تست‌های بررسی کارآیی و میکروآرایه‌ها کاربرد دارند. برخی شرکت‌ها از نانوبلور‌ها (معمولاً ژرمانیوم و سیلیکون) برای نشان‌دارکردن فلورسانت مواد استفاده می‌کنند در حالی که امروزه شرکت‌هایی چون Evident technologies, Quantom dots و Kereos از مزایای ویژة نقاط کوانتومی برای تحقیقات خود استفاده می‌کنند.هدفمندسازی بیشتر: افزایش کارآیی داروها نسبت به دوز در سیستم‌های دارورسانی مبتنی بر نانو نیاز کلی مصرف دارو را کاهش می‌دهد و احتمالاً باعث کاهش هزینه‌ها و عوارض ناخواسته در بدن می‌شود. به عنوان مثال شرکت ALZA سیستم نانوذره‌ای لیپیدی ویژه‌ای با یک روکش پلی‌اتیلن گلیکول موسوم به Stealth® ارائه کرده است. این فناوری قادر است برخی از پاسخ‌های سیستم ایمنی را رد کند. به این ترتیب انتقال دقیق داروها به اهداف مدنظر ممکن می‌شود. Doxil® اولین محصول موجود در بازار است که در ساخت آن از این فناوری برای درمان سرطان تخمدان استفاده شده است. از دیگر روش‌ها می‌توان به انتقال نانوذرات روکش‌ شده با مواد مغناطیسی به بافت مورد نظر با کمک یک میدان مغناطیسی خارجی اشاره کرد. سودمندی بیشتر برای بیماران: از دیگر مزایای فناوری نانو که باعث تقویت صنایع داروسازی می‌شود، مشتری‌ها هستند. داروهای مبتنی بر فناوری نانو شاید پاسخی به نیاز روزافزون به مصرف راحت‌تر داروها باشند. به عنوان مثال چندین داروی جدید برای انتقال به ریه فرمولاسیون می‌شوند، که الزاماً بافت ریه محل اثرگذاری آنها نیست. در همین زمینه شرکت‌های داروسازی Nektar و Pfizer اخیراً فاز سه سیستم انتقال ریوی انسولین خود را به پایان رسانده‌اند.

عوامل توسعة اکتشافات دارویی مبتنی بر نانو

همکاری شرکت‌های داروسازی و شرکت‌های تولید وسایل و شرکت‌های ارائه‌دهندة خدمات فناوری نانو
توسعة سریع شرکت‌های نوپا در فناوری نانو
انجام پروژه‌های بی‌شمار تحقیقاتی فناوری نانو در مراکز دانشگاهی
افزایش سرمایه‌گذاری‌های دولتی در زمینة تحقیقات و فناوری نانو
شرایط زندگی غیرسالم که منجر به بروز بیماری و درنتیجه نیازمند درمان می‌شود.

علاقة صنعت و سرمایه‌گذاران

نقش فعال بیماران در انتخاب درمان‌ها و بهبود فرمولاسیون‌ها براساس افزایش تقاضا
افزایش تقاضای پزشکان و بیماران برای درمان‌ها و تشخیص‌های جدید
افزایش جمعیت افراد مسن و بهبود درمان‌هایی که منجر به افزایش عمر اشخاص می‌شوند.

شناسایی ساختارهای جدید واجد خواص جدید

توسعة رایانه‌های قدرتمند و نرم‌افزارهای پیشرفته که برای شبیه‌سازی در زمینة طراحی داروهای هدفمند کارآیی دارند.
استفاده از فناوری‌ آرایه‌های ژنی و پروتئینی در اکتشافات دارویی و نیاز به شناسایی سریع اهداف مدنظر با استفاده از کمترین حجم‌ نمونه‌ها
یکی از عواملی که باعث تقویت تحقیق و توسعه در زمینة داروهای مبتنی بر نانو شده است جمعیت افراد مسن و تمایل کلی موجود در زمینة درمان بیماری‌هایی مانند ایدز، پارکینسون و سرطان است. هرچه جامعه بیشتر از مزایای پیشرفت‌های پزشکی بهره‌مند شود،‌ امید به زندگی بیشتر می‌شود. این نکته ‌علاوه بر کاهش نرخ رشد جمعیت، باعث تقاضاهای بیشتر در زمینة درمان‌های بهبودیافته شده‌ است. علاوه بر آن بیماری‌های مرتبط با افزایش سن مانند سرطان، دیابت و بیماری‌های عصبی نیز در حال ازدیاد می‌باشند. البته نیازمندی‌ها و تقاضای بیماران تنها عامل اجتماعی مؤثر در رشد اکتشافات دارویی مبتنی بر نانو نیست.

نتیجه گیری

با توجه به گسترش روز- افزون کاربرد فرآورده های نانو و استقبال صنایع دارویی سایر کشورها از این رویکرد، می بایستی تمامی ظرفیت های بالقوه این فناوری نوین در صنعت داروسازی کشور به درستی برآورد شود و تاثیر آن را در ایجاد تحولات کیفی و کمی مد نظر قرار داد. البته مطالعات اولیه ای که تاکنون انجام شده است نیز ضرورت استقبال از این رویکرد را تایید می نماید. لذا اهمیت انجام پروژه های نانو در مراکز تحقیقاتی و دانشگاهی از ارزش بالایی برخوردار است. امید است که با انجام پژوهش های جدی و کاربردی ضمن ارزشیابی اهمیت به کار گیری نتایج حاصل از آنها، صنایع دارویی موجود در کشور بتوانند از دستاورد های آن در آینده استفاده نمایند.
منابع: http://www.irche.com
http://www.nano.ir
http://bioemm.com
http://www.ipt.ir