انت الان في قسم هندسة تقنيات الاجهزة الطبية

استخدام أنابيب الكربون النانوية Carbon Nanotubes في المجالات الطبية تاريخ الخبر: 07/06/2021 | المشاهدات: 3075

مشاركة الخبر :

أنابيب الكربون بحجم النانو، تقنية شديدة التطور، وهي عبارة عن أسطوانات فارغة في شكل أنابيب بحجم
النانومتر وتتكون من مجموعة ضخمة من الهياكل السداسية التي تتكون بدورها من ذرات الكربون .والكربون نانوتيوب ظاهرة فيزيائية تم رصدها أول مرة عام 1991 في شركة NEC للصناعات الإلكترونية في اليابان بواسطة العالم سوميو ليجيما Sumio Lijima حينما كان يدرس الرماد الناتج عن عملية التفريغ الكهربي بين قطبين من الكربون باستخدام ميكروسكوب إلكتروني عالي الكفاءة, ولاحظ ليجيما أن هناك بعض اللمعان أو البريق داخل ، هذا الرماد فاعتقد أن الكربون تحول إلى ماس فقرر فحصة بطريقة جيدة، استخدم سوميو ليجيما الميكروسكوب الإلكتروني لفحص الرماد ووجد أن جزيئات الكربون فى وضع غير طبيعي حيث أنه من المفترض أن يكون ترتيب جزيئات الكربون بشكل صفيحة مستوية ولكـن فـوجئ ليجيمـا بشـيء آخـر وهـو أن جزيئـات الكربـون قـد التفـت لتتصـل ببعضـها الـبعض مكونـة مـا يشـبه الأنبوب. وتم تكرار التجربة عدة مرات وكان مجمل ما توصل اليه سوميو ليجيما هو ان:
1.جزيئات الكربون تأخذ ترتيبا يشبه الانابيب.
2.انابيب الكربون الناتجة غير متساوية في الحجم.
3.تنتج انابيب متعددة الطبقات بمعنى انها مجموعة من الانابيب المتداخلة ومختلفة في اللون والخواص.
هــــذا الاكتشــــاف لفــــت انتبــــاه شــــركة IBM فقــــررت الــــدخول إلــــى هــــذا المجــــال ، ففـي عـام 1993 تمكـن العـالم دونالـد بثيـون مـن شـركة IBM لتكنولوجيا الحاسبات في الولايات المتحدة الأمريكية من رصد أنابيب كربون نانويـة ذات جـدار واحـد ، يبلغ قطر الأنبوب الواحد منهـا 12 نـانومتر, ثم انطلـق العلمـاء بعـد ذلـك فـي مجـال النـانوتيوب، حتى استطاع فريق من العلماء الصينيين من رصد أصغر نانوتيوب في العالم الذي يصل قطره إلى 0.5 نـانومتر فقط، مع العلم أن أقل قطر لأي شيء في العالم نظريا هو 0.5 نانومتر. وتم رصد هذا الأنبوب الصغير جـدا بعد ما طور العلماء الصينيون طرق جديدة في تقنية النانو.
وتوجد طرق عديدة لإنتاج جزيئات الكربون المكونة للأنابيب النانومترية، وهي: -
-عمل تحليل كهربي باستخدام أقطاب من الجرافيت في أملاح منصهرة.
-تحليل حراري محفز للهيدروكربونات.
-تبخير للجرافيت باستخدام الليزر.
وباختلاف طرق عمل الأنابيب النانومترية، تكون لها خواص إلكترونية مختلفة فبعضها يتوقع أن يكون معدنيا بينمـا يكـون الـبعض الآخـر أشـباه موصـلات. واتضـح أن تلـك الأنابيـب النانومتريـة قوية بدرجة لا تصدق فهي اقوى بمئات المرات من الصلب، ويرجع ذلك إلـى شـكلها الهندسـي السداسـي، والـذي يمكنـه توزيـع القوى والتشوهات بسبب قوة رابطة الكربون –كربون، وبالتالي فإن لها خواص إلكترونية غير عادية.
تم استخدام تقنية انابيب الكربون النانوية في الطب من اجل الحصـول علـى صـور للأغشـية الحيـة مثـل تصـوير الأوعيـة الدمويـة والمعـدة وكمـا هـو معلـوم لـدينا أن اسـتخدام أشـعة اكـس للحصـول علـى صـور تشخيصـية لجسـم الإنسان تظهر صور العظام بدون الأنسجة الحية وذلك بسبب التباين الكبير بين مادة العظام والأنسجة في جسم الإنسان بالنسبة لأشعة اكس. وتستخدم مواد ذات تباين عـالي مثـل الايـودين iodine، تحقن في جسم الانسان للحصـول علـى صـور للأغشـية الحيـة مثـل تصـوير المعدة او الأوعيـة الدمويـة او في أي مكان يكون هناك خلايا سرطانية. ولكن مادة اايودين تتحرك في الاوعية الدموية لجسم الانسان مما يجعل توجيهها الى منطقة بدقة في جسم الانسان امرا صعبا. وباستخدام النانوتيوب تم اكتشاف وسيلة جديدة بواسطة لون ويلسون Lon Wilson من جامعة رايس في هيوستون بالولايات المتحدة الامريكية وفريقه البحثي. وتعمتد فكرتهم على زرع انابيب كربون نانوية معباة بالايودين في الخلايا الحية ووضعها على غشاء رقيق من البروتين يحد هذا البروتين مع خلايا محددة في جسم الانسان، وبهذا تصبح أنابيب الكربون النانوية بداخلها الايودين داخـل الخليـة الحيـة المـراد تشخيصـها فالإضـافة إلـى دقـة توجيـه الايودين بهذه الطريقة لخلايا محددة فإنها تمكث فترة أكبر لمزيد من الفحوصات إن تطلب الأمر، وذلك لأن الايـودين أصـبح الآن فـي داخـل الخليـة ولـيس مـارا بجانبهـا عبـر الأوعيـة الدمويـة.