ویروس‌های کرونا از دیرباز وجود داشته‌اند و اولین بار در سال ۱۹۶۸ شناسایی شدند/ چیزی که در COVID۱۹ باعث غافلگیری شد سرعت زیاد انتقال آن است/ نانو حامل‌ها مزایای متعددی نسبت به شیمی‌درمانی معمولی دارند

لیلا احمدی، کارشناس روابط‎عمومی، درباره «نانوفناوری» که حوزه تخصصی دکتر سپیده خوئی است، با ایشان به گفت‎وگو نشسته است.
 

• خانم دکتر با تشکر از اینکه در گفت‌وگو شرکت کردید لطفاً بفرمائید جایزه کامستک را برای کدام اختراع و پروژه‌ای دریافت کردید؟

سنتز نانو کپسول‌هایی که می‌توانند حاوی مایعات فعال (نظیر آمین‌ها) باشند. این کار در سال ۲۰۱۷ در اداره ثبت اختراعات و علائم تجاری ایالات متحده آمریکا تحت عنوان: (US9771449B2) Synthesizing nanocapsules containing reactive amine به ثبت رسید. در سال ۲۰۱۹، کمیته دائمی همکاری علمی و فناوری سازمان کنفرانس اسلامی (کامستک) این تحقیق را اثری تأثیرگذار در پیشبرد علم و فناوری تشخیص دادند و به آن جایزه برترین‌های علم و فناوری را اهدا نمودند.
 

• اگر ممکن است درباره آن اختراع و تأثیر آن بر توسعه علم و فناوری توضیح بفرمائید؟

در طی چند دهه گذشته، علاقه زیادی به موادی وجود دارد که می‌توانند خود را بهبود بخشد، زیرا سیستم‌های خودترمیم‌پذیر می‌توانند طول عمر مواد را افزایش، هزینه‌های جایگزینی را کاهش و ایمنی محصولات را بهبود ببخشند. در مواد خودترمیم‌شونده مبتنی بر کپسول، پس از ترک‌خوردگی ناشی از آسیب، میکرو کپسول‌ها توسط جبهه‌های ترک در حال انتشار پاره می‌شوند و در نتیجه با اثر مویینگی، عامل ترمیم در ترک‌ها آزاد می‌شود. واکنش شیمیایی بعدی بین عامل ترمیم‌کننده و کاتالیزور تعبیه‎شده در بافت اصلی باعث التیام شده و از رشد بیشتر ترک جلوگیری می‌کند.
نانو / میکرو کپسولاسیون فرایندی است که در آن قطرات کوچک مایع یا ذرات جامد با یک لایه نازک تحت عنوان کپسول احاطه می‌شوند. میکروکپسول یک کره کوچک است که دارای دیواره یکنواختی در اطراف آن است. از مواد داخل میکروکپسول به‌عنوان هسته یا فاز داخلی نام‌برده می‌شود، در حالی که به دیواره آنها، پوسته، روکش و یا غشا گفته می‌شود. پیکربندی هسته می‌تواند یک ذره کروی یا نامنظم باشد و مواد قابل انکپسوله کردن می‌توانند در فاز جامد، جامدهای معلق در فاز مایع یا مایع باشد. طبیعتاً یکی از دشواری‌های این کار قراردادن ماده‌ای مایع و فعال (از لحاظ واکنش‌پذیری) با راندمان بالا در کپسول‌هایی در ابعاد نانو است.
 

• هدف این کمیته از اهدای جوایز به برگزیدگان چیست. اگر ممکن است درباره کمیته کامستک و اهداف آن بگویید.

«کامستک» مخفف کمیته دائمی همکاری علمی و فناوری سازمان کنفرانس اسلامی (OIC) برای ارتقا و ایجاد همکاری فعالیت‌های علمی و فناوری در میان کشورهای عضو این سازمان است. «کامستک» توسط اجلاس سازمان کنفرانس اسلامی در سال ۱۹۸۱ تأسیس شد و کشورهای عضو سازمان کنفرانس اسلامی را به‌منظور ایجاد توانایی‌های بومی در علم و فناوری، همچنین ارتقا و همکاری در زمینه‌های مربوطه و ایجاد ساختار نهادی برای برنامه‌ریزی و توسعه در سطح جامعه اسلامی یاری می‌دهد.
کمیته اجرایی «کامستک» از سال ۱۹۹۶ تصمیم گرفت که جوایزی را برای تقدیر از تحقیقات برجسته انجام‌شده توسط دانشمندانی که شهروندان کشورهای عضو سازمان کنفرانس اسلامی هستند و در آنجا کار می‌کنند اهدا کند. این جوایز در دو زمینه اهدا می‌شود: ۱) علوم پایه که جوایز آن به محققان در چهار رشته علوم پایه شامل شیمی، زیست‌شناسی، ریاضیات و فیزیک اعطا می‌شود. ۲) برترین‌های علم و تکنولوژی که محققان در ۴ گروه مورد ارزیابی قرار می‌گیرند الف) جایزه بهترین محقق جوان که این جایزه برای دانشمندان زیر ۴۰ سال در نظر گرفته شده است. ب) جایزه بهترین کتاب علمی که این جایزه به نویسندگانی تعلق می‌گیرد که طی دو سال گذشته توسط ناشر مشهور بین‌المللی کتاب علمی برجسته‌ای منتشر کرده باشند. پ) جایزه ثبت اختراع که این جایزه نیز به افرادی تعلق می‌گیرد که مشارکت برجسته و تأثیرگذاری در پیشبرد تئوری و یا توسعه‌ای سیستم‌های تجاری داشته‌اند. ت) جایزه بهترین مقاله پژوهشی که این جایزه به محققان مقاله برجسته تحقیقاتی در هر یک از چهار رشته علوم پایه (زیست‌شناسی، شیمی، ریاضیات و فیزیک) اعطا می‌شود.
 

• به‌طور کلی کارهای تحقیقاتی شما بیشتر بر چه موضوعاتی متمرکز بوده‌اند.

طراحی و ساخت نانومواد پلیمری در شکل‌ها و خصوصیات مختلف که بتواند در پیشبرد تحقیقات دیگری نظیر پزشکی، داروسازی و مهندسی نیز کاربرد داشته باشد.

• شما در حوزه نانو فعالیت داشته‌اید: نانوذرات، نانوژل و … اگر ممکن است درباره نانو بگویید و اینکه چه کاربردهایی دارد؟

شاید بشود گفت که تعریف نانو در پیچ‌وخم روزمرگی‌های تحقیقاتی ما گم شده و صرفاً تعریفی از آن آمده که اگر ماده‌ای را در مقیاس نانومتر داشته باشیم به آن نانومواد اطلاق می‌شود. حال آنکه این تعریف، تفسیری پایه‌ای برای این دسته ترکیبات محسوب می‌شود. ترکیبات نانو باید اهرم پیشرفت و در حمایت از تحقیقات میکرو باشند، چرا که موادی با ساختاری در مقیاس نانو غالباً دارای خصوصیات نوری، الکترونیکی، حرارتی، فیزیکی یا مکانیکی منحصر به فردی هستند که این خصوصیات را در همان مواد در مقیاس میکرو و یا ماکرو نمی‌توان یافت. حال اگر از این خصوصیات بهره‌گیری مفید در راستای پیشبرد علوم و استفاده متمایز در تحقیقات صورت گیرد، می‌توان گفت در مسیر درست فناوری نانو گام برداشته‌ایم.
 

• شما جایگاه نانوفناوری در کشور ما را چگونه می‌بینید و ارزیابی شما در این زمینه چیست؟

در ایران از پاییز سال ۱۳۸۲ پیرو دستور سید محمد خاتمی، رئیس‌جمهور وقت، در مورد توجه جدی به فناوری نانو و برنامه‌ریزی برای توسعه آن «ستاد ویژه توسعه فناوری نانو» به‌صورت رسمی و با ساختار فعلی در دفتر همکاری‌های فناوری رئیس‌جمهور تشکیل شد. با توجه به تصویب کلیات برنامه بلندمدت توسعه فناوری نانو در سال ۱۳۸۳، این مصوبه که تحت عنوان سند «راهبرد آینده» در سال ۸۴ در جلسه هیأت دولت به تصوِیب رسید، حاوی ۳ هدف کلان، ۱۲ استراتژی و ۵۳ برنامه اجرایی بود. وظیفه اصلی این ستاد، تعیین مسیر حرکت و اولویت‌های ملی کشور، رفع موانع در زمان اجرا و خدمت‌رسانی به بخش‌های اجرایی (خصوصی و دولتی) برای توسعه فناوری نانو است. این ستاد می‌کوشد تا از طریق چشم‌اندازسازی، ارائه تسهیلات، ایجاد بازار و رفع مشکلات، زمینه فعالیت بخش خصوصی و تولید ثروت در جامعه به پیشبرد نانوفناوری در ایران کمک کند. همین پشتیبانی‌ها باعث شده که بسیاری از محققین کشور از حدود ۱۷ یا ۱۸ سال پیش، سمت‌وسوی تحقیقات خود را در راستای این رویکرد جدید متمرکز نمایند و طبیعتاً این تغییر رویه، باعث افزایش در تعداد پایان‌نامه‌ها، رساله‌ها، مقالات، کنفرانس‌ها، کتب و ثبت اختراعات نانویی شده است که جای خوشبختی است که تعدادی از آنها نیز از چهارچوب دانشگاه پا را فراتر گذاشته‌اند و وارد بخش‌های صنعتی شده‌اند.
 

• چرا نانوفناوری یکی از مهم‌ترین اولویت‌های تحقیقاتی در قرن ۲۱ شد؟

پس از بیش از ۲۰ سال تحقیقات بنیادی در زمینه علوم نانو و بیش از ۱۵ سال تحقیق و توسعه متمرکز بر مبنای نانو، برنامه‌های کاربردی فناوری نانو می‌توانند به دو روش پیش‌بینی‌شده و بعضاً غیرمنتظره بر بهبود جامعه تأثیرگذار باشند. فناوری نانو توانسته انقلابی در بسیاری از بخش‌های صنعت از جمله فناوری اطلاعات، امنیت داخلی، پزشکی، حمل‌ونقل، انرژی، ایمنی مواد غذایی و علوم زیست‌محیطی و بسیاری دیگر ورود کند و تحولی بزرگ بر جای بگذارد.
 

• کاربرد نانو در زیست پزشکی چیست؟

امید است که فناوری نانو بتواند مجموعه ارزشمندی از ابزارهای تحقیقاتی و دستگاه‌های مفید بالینی را در آینده نزدیک ارائه دهد. ستاد ملی فناوری نانو آمریکا (NNI)، توسعه برنامه‌های تجاری جدیدی در صنعت داروسازی شامل سیستم‌های پیشرفته دارورسانی، روش‌های درمانی جدید و تصویربرداری in vivo را در آینده‌ای نزدیک پیش‌بینی نموده است. رابط‌های نوروالکترونیکی و دیگر حسگرهای مبتنی بر نانو الکترونیک نیز اهداف فعلی تحقیق این سازمان محسوب می‌شود. تصور بر این است که در زمینه فناوری نانو مولکولی، دستگاه‌های ترمیم سلول می‌توانند در زمینه پزشکی انقلاب بیشتری ایجاد کنند. همچنین فناوری نانو برای ارائه رویکردی جدید و بهبودیافته در تشخیص و درمان سرطان طراحی شده است. دستگاه‌هایی در مقیاس نانو می‌توانند با مولکول‌های بزرگ بیولوژیکی هم در سطح و هم در داخل سلول‌های سرطانی ارتباط برقرار کنند و از آنجا که فرایندهای بیولوژیکی، از جمله رویدادهایی که منجر به توسعه سرطان می‌شوند، در مقیاس نانو در سطح و داخل سلول‌ها رخ می‌دهد، فناوری نانو ابزارهای زیادی را ارائه می‌دهد. در مبارزه با سرطان، پیروزی در نیمی از جنگ بر اساس تشخیص زودهنگام است. فناوری نانو با کمک عوامل و روش‌های جدید مولکولی کمک می‌کند تا تشخیص‌ها زودتر و نظارت بر درمان دقیق‌تر انجام پذیرد.
روش‌های تصویربرداری فعلی می‌توانند سرطان‌ها را تنها در صورت تغییر قابل‌مشاهده در یک بافت، تشخیص دهند. این غالباً سال‌ها به طول می‌انجامد: در این زمان هزاران سلول تکثیر و شاید متاستاز می‌شوند. حتی در صورت مشاهده، ماهیت تومور بدخیم یا خوش‌خیم و خصوصیاتی که ممکن است باعث پاسخ‎گویی آن به یک درمان خاص شود باید از طریق نمونه‌برداری‌های اغلب تهاجمی ارزیابی شود. حال تصور کنید اگر سلول‌های سرطانی یا حتی پیش سرطانی به‌نوعی بتوانند برای شناسایی توسط دستگاه‌های اسکن معمولی برچسب‌گذاری شوند. برای این منظور دو فاکتور لازم است: فاکتوری که بتواند به‌طور خاص سلول سرطانی را شناسایی کند و عاملی که بتواند دیده شدن آن را امکان‌پذیر کند. این هر دو یعنی نانوفناوری. به‌عنوان مثال، آنتی‌بادی‌هایی وجود دارند که می‌توانند گیرنده‌های خاصی را که در سلول‌های سرطانی بیش از حد بیان می‌شوند را شناسایی کنند، در صورتی که این آنتی‌بادی‌ها بر روی نانوذره‌هایی کشیده شوند که تحت اسکن تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) یا توموگرافی کامپیوتری (CT) سیگنال با کنتراست بالا تولید کند می‌توان به هر دو هدف رسید.
 

• شما در زمینه دارو نیز فعالیت داشته‌اید. در خصوص دستاوردهایی که در این زمینه داشته‌اید، توضیح دهید.

روش‌های درمانی سرطان در حال حاضر محدود به جراحی، پرتودرمانی، هورمون‎درمانی و شیمی‌درمانی است. هر چهار روش به بافت‌های طبیعی آسیب می‌رسانند و گاهی منجر به ریشه‌کنی ناقص سرطان می‌شوند. فناوری نانو راهی را برای هدف‌گذاری مستقیم و انتخابی درمان‌ها فقط روی سلول‌های سرطانی ارائه می‌دهد. شیمی‌درمانی معمولی از داروهایی استفاده می‌کند که به‌طور مؤثر سلول‌های سرطانی را از بین می‌برند، اما این داروهای سایتوتوکسیک علاوه بر سلول‌های توموری، سلول‌های سالم را نیز از بین می‌برند و منجر به عوارض جانبی ناخواسته‌ای مانند حالت تهوع، نوروپاتی، ریزش مو، خستگی، نقص عملکرد سیستم ایمنی بدن و آسیب احتمالی به قلب و سایر اندام‌ها می‌شوند. از نانوذرات می‌توان به‌عنوان حامل دارو برای شیمی‌درمانی استفاده کرد که دارو را مستقیماً به تومور یا منبع خون آن می‌رساند، در حالی که از آسیب به بافت سالم جلوگیری می‌کند. نانو حامل‌ها مزایای متعددی نسبت به شیمی‌درمانی معمولی دارند. آنها می‌توانند:

• قبل از رسیدن داروها به هدف، از تجزیه شدن آنها در بدن محافظت کنند.
• جذب داروها به تومورها و سلول‌های سرطانی را افزایش دهند.
• امکان کنترل بهتر زمان و توزیع داروها به بافت را فراهم نمایند.
• از تعامل داروها با سلول‌های طبیعی جلوگیری کنند، بنابراین از عوارض جانبی جلوگیری می‌کنند.

کارهایی هم که تیم تحقیقاتی ما انجام می‌دهد، در زمینهٔ ساخت نانوحامل‌های دارویی است که می‌تواند این چهار هدف را دنبال کند. مشارکت با دانشکده‌های پزشکی، دامپزشکی، زیست‌شناسی و بیوتکنولوژی در داخل و خارج دانشگاه در تربیت دانشجویان دکتری و ارشد و همچنین طراحی و ساخت نمونه‌های پلیمری حاوی دارو برای شرکت‌ها و سازمان‌های خارج دانشگاهی در قالب طرح‌های کاربردی از دستاوردهای مهم زمینه فعالیت تیم تحقیقاتی ما به حساب می‌آید.
 

• آیا در زمینه کرونا نیز تحقیقی انجام شده و یا می‌توان امیدوار بود که نانوفناوری در این زمینه دستاوردهایی داشته باشد؟

جالب اینکه بله. البته این covid19 برای بیشتر مردم دنیا و ایران شناخته شده است، حال آنکه ویروس‌های کرونا از دیر باز وجود داشته‌اند و اولین بار در سال ۱۹۶۸ شناسایی شدند. در طی این سال‌ها نانوذرات فلزی و اکسیدهای فلزی اغلب در درمان مستقیم عفونت‌های ویروسی از جمله انواع قدیمی کرونا استفاده شدند. نانو ذرات دوپ‎شده با لانتانید، نانو ذرات پلیمری بارگذاری شده با رنگ‌دانه‌ها و نقاط کوانتومی با توانایی کمّی‎سازی مورد استفاده قرار گرفتند تا در شناسایی آنها کمک کنند. چیزی که در COVID19 باعث غافلگیری شد سرعت زیاد انتقال آن است که باعث شده فرصت پژوهش را از اغلب محققان حتی محققان در زمینه نانوفناوری بگیرد.
 

• فعالیت شما در پردیس علوم در تدریس شامل چه دروسی است و غیر از تدریس چه فعالیت دیگری دارید؟

در زمینه دروس پلیمری، شیمی پلیمرها در مقطع کارشناسی، شیمی و سینتیک پلیمرها، شیمی و تکنولوژی پلیمرها و شیمی و تکنولوژی رنگ و روکش در مقطع کارشناسی ارشد و نانوفناوری پلیمرها در مقطع دکتری. تربیت دانشجو در امر تحقیق از مقطع کارشناسی تا پژوهشگران پسادکتری. ارتباط با دانشگاه‌ها، نهادها و شرکت‌های دیگر در خصوص پذیرش سفارش ساخت نانو / میکروذرات پلیمری برای پیشبرد اهداف تحقیقاتی آن مجموعه (در قالب طرح‌های کاربردی، پایان‌نامه و رساله‌های دانشجویی و …).در مقطعی هم مسئولیت اجرایی در دانشکده و پردیس البرز دانشگاه تهران داشتم.
 

• در پایان و به عنوان یک استاد زن موفق بفرمائید دانشجویان خود را با چه هدفی تربیت می‌کنید؟

تلاش می‌کنم حتماً و در وهله اول تابع اصول اخلاقی باشند، یاد بگیرند که بدون چشمداشت هم می‌شود و باید به هم نوع خود (در زمینه علمی، تحقیقاتی و یا حتی اجتماعی) کمک کرد. سوای اینکه از چه قوم، ملیت، گویش، جنسیت، اعتقاد و حتی مذهبی باشند که امیدوارم موفق بوده باشم. در وهله دوم باید فکرکردن و جستجوکردن در مورد یک موضوع را یاد بگیرند، چون مخالف این هستم که با سعی و خطا بتوان مسائل را حل کرد. با بررسی‌های جامع و اولیه باید کوتاه‌ترین و کاربردی‌ترین راه را پیدا کرد. در وهله سوم، باید تلاش زیاد بکنند که در دورانی که دانشجو هستند هر چه می‌توانند از لحاظ عملی و تئوری یاد بگیرند که این امر محقق نمی‌شود مگر با تلاش مداوم، حضور مفید و مطالعه مؤثر (طوری که همواره در خصوص اطلاع از مطالب مرتبط به پروژه به روز باشند) چون شاید در آینده هیچ‌وقت فرصتی نظیر این برایشان پیش نیاید.