الاشعة السينية اللينة في الطب الذكي

كتابة: menna samir آخر تحديث: 09 يونيو 2021 , 10:34

الاشعة السينية اللينة

هي الأشعة السينية ذات الطاقة المنخفضة (والطول الموجي الأطول) وتعرف بالأشعة السينية اللينة نظراً لقدرتها على الاختراق حيث تُستخدم الأشعة السينية الصلبة على نطاق واسع للتصوير داخل الأجسام المعتمة بصرياً.

ويستخدم مجهر الأشعة السينية الإشعاع الكهرومغناطيسي في نطاق الأشعة السينية اللينة لإنتاج صور لأجسام صغيرة جداً على عكس الضوء المرئي لا تنعكس الأشعة السينية أو تنكسر بسهولة وهي غير مرئية للعين البشرية.[3]

ما هو طب تقنية النانو

يشير طب النانو إلى مجال العلم الذي يجمع بين تقنية النانو والأدوية أو جزيئات التشخيص لتحسين القدرة على استهداف خلايا أو أنسجة معينة ويتم إنتاج هذه المواد على مستوى النانو وهي آمنة لإدخالها في الجسم وتشمل تطبيقات تقنية النانو في الطب التصوير أو التشخيص أو توصيل الأدوية التي ستساعد المهنيين الطبيين في علاج الأمراض المختلفة.

يعد تحسين قدرة التقنيات النانوية على استهداف خلايا أو أنسجة معينة ذا أهمية كبيرة للشركات المنتجة للأدوية النانوية ويتضمن هذا المجال من البحث ربط الجسيمات النانوية بالأدوية أو الجسيمات الشحمية لزيادة توطين معين نظراً لأن أنواع الخلايا المختلفة لها خصائص فريدة ويمكن استخدام تقنية النانو “للتعرف” على الخلايا ذات الأهمية هذا يسمح للأدوية والعلاجات المصاحبة بالوصول إلى الأنسجة المريضة مع تجنب الخلايا السليمة.

في حين أن هذا مجال بحثي واعد يوجد عدد قليل جداً من الأدوية النانوية التي تستخدم بنجاح تقنية النانو بهذه الطريقة ويرجع ذلك إلى معلمات غير محددة التحديد مرتبطة بإقران النسبة الصحيحة أو مجموعة الجسيمات النانوية بالعقار محل الاهتمام.[2]

الفحص المجهري بالأشعة السينية

قبل أن تتحقق الإمكانات الكبيرة لحاملات النانو الصغيرة لتوفير الأدوية المركزة للغاية وتنظيف البيئة يريد العلماء أولاً أن تكون لديهم القدرة على رؤيتها كما يجب أن يعتمد الباحثون حالياً على إرفاق الأصباغ الفلورية أو المعادن الثقيلة بمكونات الملصقات الخاصة بمباني حاملات النانو الطبيعية من أجل التحقيق وعادةً ما يتم تعديلها في غضون ذلك.

  • برز نهج جديد تماماً يستخدم الأشعة السينية “اللينة” الحساسة كيميائياً طريقة أسهل وغير معطلة لاكتساب الإدراك في عالم النانو وفي دراسة كشفت عنها Nature Communications أظهرت مجموعة تحاليل إمكانيات طريقة الأشعة السينية على جسيمات نانوية ذكية لإمداد الأدوية ببنية نانوية متعددة ومن المفترض أن تستولي على النفط الخام المتسرب داخل المحيط.
  • حيث تم تطوير تقنية جديدة للنظر في البنية الداخلية للحوامل النانوية والكيمياء والسلوك البيئي دون أي تصنيف على الإطلاق وهي قدرة جديدة لم تكن ممكنة حتى الآن.
  • كما ذكر برايان كولينز عالم فيزياء جامعة ولاية واشنطن وكاتب مقال حول الفحص حالياً “أنت بحاجة إلى علامات الفلورسنت لرؤية داخل ناقلات النانو ولكن هذا يمكن أن يعدل بنيتها وسلوكها خاصةً إذا كانت مصنوعة من مواد قائمة على الكربون وباستخدام هذه التقنية الجديدة تمكنا من النظر داخل ناقلات النانو هذه وتحليل هوياتها وتركيزاتها الكيميائية والقيام بكل ذلك في حالتها الطبيعية تماماً بما في ذلك بيئتها المائية”.

هل تقنية النانو هي مستقبل الطب

يتم أحياناً إنشاء ناقلات النانو العضوية المستخدمة لتوريد الأدوية من جزيئات الكربون والتي تتفاعل مع الماء أو لا تتفاعل معه حيث ترتبط هذه الجزيئات المحبة للماء والطارئة للماء معاً ويمكن أن تتجمع ذاتياً في الماء مع اختباء النصف الغير متفاعل للماء داخل غلاف من الأجزاء المتفاعلة للماء.

  • قد يدخل الطب المضاد للماء نفسه في البناء المصمم لفتح الدواء وإطلاقه فقط داخل الغلاف الجوي المصاب وفي بعض الأحيان تمتلك خبرة الناقل النانوي القدرة على السماح بالعلاج الكيميائي الذي يقتل فقط معظم الخلايا السرطانية دون أن يجعل الشخص المصاب مريضاً مما يتيح جرعات أبسط.
  • في حين يمكن إنشاء ناقلات النانو بهذه الطريقة لا يمكن للباحثين ببساطة رؤية الطباعة الصغيرة لمبانيهم وحتى كيف يبقى الكثير من الأدوية في الداخل أو يتسرب منها ويمكن أن يسلط استخدام ملصقات الفلورسنت الضوء على مكونات ناقلات النانو حتى تجعلها تلمع ولكنها بالإضافة إلى ذلك تغير الحاملات في غضون ذلك عادةً بشكل كبير.
  • بدلاً من ذلك يستخدم النهج الذي طوره كولينز وزملاؤه الأشعة السينية الرنانة الدقيقة لفحص ناقلات النانو وتعتبر الأشعة السينية اللينة نوع خاص من أشعة الشمس التي تقع بين الأشعة فوق البنفسجية الخفيفة والشديدة وهي النوع الذي تستخدمه المستندات لمشاهدة العظام التالفة ويتم امتصاص هذه الأشعة السينية الخاصة من خلال كل شيء تقريباً جنباً إلى جنب مع الهواء لذا فإن النهج الجديد تماماً يتطلب جواً مفرطاً من الفراغ.
  • صممت مجموعة كولينز طريقة دقيقة للأشعة السينية للبحث في الإلكترونيات البلاستيكية القابلة للطباعة والقائمة على الكربون من أجل أن تعمل على هذه الناقلات النانوية الطبيعية القائمة على الماء حيث تخترق شريحة نحيفة من الماء للقيام بذلك.

خصائص الأشعة السينية

  • تمتص كل رابطة كيميائية طولاً موجياً خاصاً أو ظلاً للأشعة السينية الرقيقة لذلك اختار الباحثون في هذا الفحص ألوان الأشعة السينية لإضاءة مكونات مختلفة تماماً لحامل نانوي طبي ذكي عبر روابطهم المميزة.
  • وقال كولينز: “لقد قمنا بضبط لون الأشعة السينية بشكل أساسي للتمييز بين الروابط الموجودة بالفعل في الجزيء” وسمح لهم ذلك بالحكم على كمية القماش ونوعه في جوهره الداخلي والأبعاد والمحتوى المائي داخل غلاف النانو المحيط بالإضافة إلى كيفية استجابة الناقل النانوي للغلاف الجوي المتغير.
  • بالإضافة إلى ذلك استخدموا نهج الأشعة السينية الدقيق للبحث في مادة البولي صابون النانوية التي تم تطويرها للاستيلاء على النفط الخام المتسرب داخل المحيط حيث يمكن أن تخلق Polysoaps حاملة نانوية من جزيء واحد مما يزيد من مساحة الأرضية الخاصة بها لالتقاط الهيدروكربونات المماثلة لتلك الموجودة في انسكاب الزيت.
  • باستخدام النهج الجديد وجد الباحثون أن البناء الشبيه بالإسفنج للبولي صابون يمكن أن يستمر من التركيزات المفرطة إلى المنخفضة مما يجعله أبسط في أغراض العالم الحقيقي وقال كولينز: “من المهم للباحثين أن يكونوا قادرين على فحص كل هذه الهياكل عن قرب حتى يتمكنوا من تجنب التجربة والخطأ المكلفين”.
  • وأشار كولينز إلى أن هذا النهج يجب أن يسمح للباحثين بتقييم عادات تلك المباني في عدة بيئات في بعض الأحيان وبالنسبة للإمداد الذكي بالعقاقير قد تكون هناك درجات حرارة مختلفة تماماً ونطاقات درجة الحموضة والمحفزات داخل الجسم ويرغب الباحثون في معرفة ما إذا كانت الهياكل النانوية تحافظ بشكل جماعي حتى المواقف المناسبة لاستخدام الدواء.
  • إذا قرروا ذلك في وقت مبكر خلال مسار النمو فغالباً ما يكونون على يقين إضافي من أن ناقلات النانو ستعمل في وقت أبكر من الاستثمار في الأبحاث الطبية التي تستغرق وقتاً طويلاً وقال كولينز: “نتصور أن هذه التقنية الجديدة ستمكن من وتيرة أسرع بكثير ودقة أعلى في تصميم وتطوير هذه التقنيات الجديدة المثيرة”.[1]

إنتاج الأشعة السينية

نظراً لأن الأشعة السينية عبارة عن فوتونات عالية الطاقة لها طبيعة كهرومغناطيسية فيمكن إنتاجها عندما تصطدم جسيمات مشحونة (إلكترونات أو أيونات) ذات طاقة كافية بمادة ما وإنه مشابه للتأثير الكهروضوئي حيث يمكن إبادة الفوتونات عندما تضرب الصفيحة المعدنية  حيث يسلم كل واحد طاقته الحركية إلى إلكترون.

يمكن توليد الأشعة السينية بواسطة أنبوب الأشعة السينية وهو أنبوب مفرغ يستخدم جهداً عالياً لتسريع الإلكترونات الصادرة عن الكاثود الساخن إلى سرعة عالية ويجب تسخين الكاثود من أجل إصدار الإلكترونات وتُوجَّه الإلكترونات التي يتم تسريعها بفعل الاختلافات المحتملة لعشرات الآلاف من الفولتات نحو هدف معدني (عادةً ما يكون مصنوعاً من التنجستن أو أي معدن ثقيل آخر) في أنبوب مفرغ.

كلما زاد الجهد بين الأقطاب الكهربائية زادت الطاقة التي ستحصل عليها الإلكترونات وعند ضرب الهدف تتوقف الإلكترونات المتسارعة فجأة وتتولد الأشعة السينية والحرارة ويتم تحويل معظم الطاقة إلى حرارة في الأنود (والتي يجب تبريدها) حيث يتم تحويل 1٪ فقط من الطاقة الحركية للإلكترونات إلى أشعة سينية وعادة ما يتم إنشاء الأشعة السينية بشكل عمودي على مسار شعاع الإلكترون.[3]

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق