علمی، پژوهشی و فناوری

فناوری نانوژنراتور جایگزینی کم‌هزینه برای درمان سرطان

به گزارش پایگاه خبری علم و فناوری : از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، با پیشرفت علم و فناوری، امید به یافتن روش‌های مؤثرتر و کم‌هزینه‌تر برای درمان سرطان روزبه‌روز پررنگ‌تر می‌شود. یکی از فناوری‌های نوینی که توجه پژوهشگران را جلب کرده، نانوژنراتورهای تریبوالکتریک یا TENG است؛ ابزارهایی کوچک و انعطاف‌پذیر که می‌توانند انرژی مکانیکی روزمره مانند حرکت بدن را به الکتریسیته تبدیل کنند.

پژوهشی تازه از دانشگاه تهران نشان می‌دهد این فناوری می‌تواند در درمان‌های الکتریکی سرطان نقشی کلیدی ایفا کند. دستگاه‌های رایج برای این درمان‌ها اغلب گران و بزرگ هستند، اما نانوژنراتورها می‌توانند جایگزینی ارزان‌تر و قابل‌حمل باشند. گرچه توان تولیدی این ابزارها محدود است و نمی‌توانند در همه شرایط جایگزین تجهیزات بیمارستانی شوند، اما در درمان‌های سرپایی یا خانگی، چشم‌اندازی تازه برای بیماران و پزشکان فراهم می‌کنند. چنین دستاوردی می‌تواند گام مهمی در دسترس‌پذیر کردن درمان سرطان در سراسر جهان باشد.

سرطان همچنان یکی از مهم‌ترین چالش‌های حوزه سلامت در جهان است. درمان این بیماری پیچیده، سال‌هاست بر روش‌هایی چون جراحی، شیمی‌درمانی و پرتودرمانی استوار بوده است؛ اما این شیوه‌ها نه‌تنها پرهزینه‌اند، بلکه اغلب با عوارض جانبی جدی همراه هستند. در دهه اخیر، دانشمندان مسیرهای تازه‌ای را برای درمان سرطان آزموده‌اند و استفاده از جریان‌های الکتریکی یکی از این مسیرهای نوین به شمار می‌رود. در همین زمینه، پژوهشی از دانشگاه تهران نشان می‌دهد که نانوژنراتورهای تریبوالکتریک (TENG) می‌توانند چشم‌اندازی تازه برای درمان‌های الکتریکی سرطان فراهم کنند؛ ابزاری کوچک، سبک و خودتأمین که شاید بتواند جایگزین دستگاه‌های پرهزینه و حجیم امروزی شود.

ضرورت چنین پژوهش‌هایی از آن‌جا ناشی می‌شود که دسترسی به فناوری‌های پیشرفته درمان سرطان در بسیاری از کشورها، به‌ویژه کشورهای در حال توسعه، محدود است. هزینه بالای تجهیزات و وابستگی به دستگاه‌های پیچیده باعث شده میلیون‌ها بیمار از خدمات درمانی نوین محروم بمانند. توسعه فناوری‌های کم‌هزینه‌تر و قابل‌حمل می‌تواند انقلابی در عدالت سلامت ایجاد کند و نانوژنراتورهای تریبوالکتریک به‌عنوان منبع انرژی جایگزین، یکی از امیدبخش‌ترین گزینه‌ها در این مسیر هستند.

نانوژنراتورهای تریبوالکتریک نخستین بار در سال ۲۰۱۲ معرفی شدند و توانستند انرژی مکانیکی ناشی از تماس و جدایش مواد را به الکتریسیته تبدیل کنند. ویژگی بارز این فناوری، سادگی ساخت، وزن سبک، انعطاف‌پذیری و توانایی خودشارژی است. در حالی‌که کاربردهای صنعتی و انرژی آبی این فناوری پیش‌تر مورد توجه قرار گرفته بود، نقش آن در حوزه پزشکی و به‌ویژه درمان سرطان کمتر بررسی شده بود. پژوهش دانشگاه تهران با نگاهی جامع به این موضوع پرداخته و ضمن مرور روش‌های موجود درمان الکتریکی سرطان، قابلیت‌های TENG را برای پشتیبانی از این روش‌ها بررسی کرده است.

درمان‌های الکتریکی سرطان، مانند الکتروشیمی‌درمانی (ECT)، میدان‌های درمانی تومور (TTF)، سوزاندن با امواج رادیویی (RFA) و الکتروپوراسیون غیر قابل‌بازگشت (IRE)، به‌عنوان جایگزین یا مکمل درمان‌های سنتی مطرح شده‌اند. این روش‌ها به دلیل کاهش عوارض جانبی و افزایش کارایی، در برخی مراکز درمانی جهان به کار گرفته می‌شوند. با این حال، محدودیت‌هایی همچون هزینه بسیار بالا و دستگاه‌های حجیم، مانع گسترش جهانی آن‌ها شده است. نانوژنراتورهای تریبوالکتریک می‌توانند با تأمین انرژی این درمان‌ها، پاسخی به این مشکل باشند.

از نظر عملکرد، TENG توانایی تولید ولتاژ بالا با جریان کم را دارد؛ ویژگی‌ که آن را برای برخی روش‌های درمانی سرطان مناسب می‌سازد. دستگاه‌های الکتروپوراسیون و درمان‌های الکتروشیمیایی، به ولتاژهای مشخص و کنترل‌شده نیاز دارند که توسط نانوژنراتورها قابل دستیابی است. به‌علاوه، سبک و انعطاف‌پذیر بودن این ابزارها امکان طراحی دستگاه‌های پوشیدنی یا قابل حمل را فراهم می‌کند که می‌تواند درمان را از بیمارستان به خانه منتقل کند. چنین تغییری نه‌تنها هزینه‌ها را کاهش می‌دهد بلکه کیفیت زندگی بیماران را نیز بهبود می‌بخشد.

البته این فناوری محدودیت‌هایی هم دارد. مهم‌ترین چالش TENG، ظرفیت پایین تولید توان در مقایسه با نیازهای بیمارستانی و جراحی است. به بیان دیگر، نمی‌توان انتظار داشت این ابزار در کاربردهایی که به توان بالای مداوم نیاز دارند، جایگزین کامل دستگاه‌های بزرگ شود. با این حال، در مواردی مانند درمان‌های سرپایی، مراقبت در خانه یا درمان‌های ترکیبی، TENG می‌تواند نقش مؤثری ایفا کند.

پژوهشگران دانشگاه تهران در این مرور علمی نشان داده‌اند که TENG در کنار درمان‌های بر پایه الکتریسیته، می‌تواند به‌عنوان منبع کمکی یا جایگزین برای دستگاه‌های پرهزینه مطرح شود. بررسی مقالات علمی منتشرشده نیز نشان می‌دهد بیشترین کاربرد TENG در روش‌هایی همچون الکتروپوراسیون و درمان‌های الکترودینامیک بوده و گزارش‌هایی محدود از به‌کارگیری آن در میدان‌های درمانی تومور وجود دارد.

چشم‌انداز آینده این فناوری روشن است. با توجه به روند جهانی در توسعه فناوری‌های پوشیدنی پزشکی و حرکت به سمت درمان‌های شخصی‌سازی‌شده، نانوژنراتورهای تریبوالکتریک می‌توانند به ابزاری فراگیر در درمان سرطان تبدیل شوند. این ابزارها با بهره‌گیری از انرژی‌های ساده مانند حرکت بدن، می‌توانند برق لازم برای درمان را تولید کرده و بدون نیاز به منبع خارجی، روند درمانی مداوم را برای بیمار فراهم کنند.

سرطان به‌عنوان دومین علت مرگ‌ومیر در جهان، نیازمند راهکارهایی نوآورانه برای درمان است. در حالی‌که روش‌های سنتی همچنان بخش عمده‌ای از درمان را تشکیل می‌دهند، فناوری‌هایی مانند TENG نویدبخش آینده‌ای هستند که در آن درمان‌های کم‌هزینه‌تر، مؤثرتر و دسترس‌پذیرتر برای همگان فراهم خواهد بود. پژوهش دانشگاه تهران گامی مهم در معرفی و بررسی این ظرفیت‌هاست و می‌تواند مبنایی برای تحقیقات کاربردی‌تر و توسعه فناوری‌های بومی در این حوزه قرار گیرد