دانشکده علوم نوین

نانو‌تكنولوژي پزشكي

يك نانومتر (nm) يك ميليارديم متر است .  براي آن‌كه تصوري از اين ابعاد داشته‌ باشيد مي‌توانيد فرض كنيد 10 اتم هيدروژن پشت سر هم به خط شده‌اند طول اين قطار هيدروژني،1 نانومتر است. اگر تصوري از اندازه‌ي اتم هيدروژن نداريد به اين مثال توجه كنيد:نسبت نانومتر به متر تقريبا مثل نسبت شعاع يك تيله‌ي كوچك است به شعاع كره‌ي زمين.

بسياري از ويژگي‌هاي فيزيكي‌ي ماده تحت تأثير اندازه‌ي سيستم است. يعني بسياري از اين ويژگي‌ها با كوچك شدن اندازه‌ي سيستم تغيير مي‌كند .
مكانيك آماري ونيز كوانتم مكانيك اين تغييرات را پيش‌بيني و توصيف مي‌كنند .
اثرهاي كوانتمي با گذار از ابعاد متر به ميكرومتر مشاهده نمي‌شوند. اما وقتي به ابعاد نانومتر برسيم قوانين حاكم بر رفتار سيستم كما‌بيش كوانتمي خواهد‌بود .
به‌علاوه شمار زيادي از ويژگي‌هاي فيزيكي، مكانيكي، الكتريكي، نوري و...در مقايسه با همين ويژگي‌ها در اندازه‌هاي ماكروسكپي(درشت مقياس) تغيير خواهد كرد. ضمن آن‌كه در ابعاد نانو ويژگي‌هاي خاص ذرات، دريچه‌اي به سوي تعامل با زيست‌مواد (biomaterial) مي‌گشايد .
همان‌طور كه در بالا اشاره شد مواد در ابعاد نانو نسبت به ابعاد ماكروسكپي ويژگي‌هاي متفاوتي از خود به نمايش مي‌گذارند. به عنوان نمونه :

بسياري از ويژگي‌هاي جذاب و فريبنده‌ي نانو تكنولوژي از همين پديده‌هاي رويه‌اي وكوانتمي منحصر به فردي ناشي مي‌شود كه مواد در ابعاد نانو از خود به نمايش مي‌گذارند .

نانو‌تكنولوژي زمينه‌اي از دانش كاربردي است كه مباحث متنوعي را پوشش مي‌دهد وهدف اصلي آن كنترل ماده در ابعاد  1 تا  100 نانومتر ونيز ساخت ومهندسي وسيله‌هايي در اين ابعاد است .
اين دانش يك دانش ميان‌رشته‌اي است كه از رشته‌هاي متعدد و متنوعي مشتق شده ‌است، رشته‌هايي نظير فيزيك، مهندسي مواد، پليمر، مهندسي برق، و مهندسي مكانيك. البته به فراخور نياز از رشته‌هاي ديگر نيز بهره مي‌گيرد .
نانو تكنولوژي را مي‌توان بسط قوانين دانش‌هاي موجود در ابعاد نانو يا حتی طرح‌ريزي جديد دانش‌هاي موجود با روي‌كردي نوين دانست . دو رويکرد اصلي در نانو تكنولوژي مورد توجه قرار مي‌گيرد: رويکرد از بالا به پايين و رويکرد از پايين به بالا كه در اولي يك نانوشيء از موجودات بزرگ‌تري بدون كنترل بر سطح اتمي تشكيل مي‌شود در حالي‌كه در دومي مواد از تركيبات مولكولي كه خود را به طور شيميايي خود‌آرايي مي‌كنند تشكيل مي‌شود .
پيش‌رفت علم و تكنولوژي وتوليد ابزارهاي دقيق سنجشي نظير ميكروسكپ نيروي اتمي (AFM) و ميكروسكپ تونل‌زني‌ي پيمايشي (STM) به پژوهش ونو‌آوري در عرصه‌ي نانو شتاب قابل ملاحظه‌اي بخشيد .

اهداف كلي :(Aims)

هدف كلي از تدوين و اجراي برنامه «نانوتكنولوژي پزشكي» تأمين و تربيت دانش آموختگاني است كه متناسب با مقطع رشته بتوانند در حوزه‌هاي مختلف توليد و صنعت، پژوهش و توسعه، ارائه خدمات و نيز آموزش و توسعه نيروي انساني متخصص مرتبط با بهداشت و درمان مفيد و مؤثر باشند. اين اهداف به ترتيب عبارتند از:

1- تربيت دانش آموختگان جهت تأمين نيروهاي لازم جهت آموزش، تحقيق و ارتقاء سطح پژوهش در زمينه نانوتكنولوژي پزشكي در دانشگاهها و مؤسسات تحقيقاتي وابسته.

2- تأمين نيروي متخصص براي كار در كارخانجات و مؤسسات توليدي جهت توليد فراورده‌هاي نانو.

3- تربيت نيروي انساني متخصص جهت ظرفيت سازي براي انتقال دانش فني نانو پزشكي.

4- تربيت نيروي انساني متخصص جهت ارتقاء سطح سلامت با بكارگيري فن‌آوري نانو در پزشكي.

نقش دانش آموختگان در برنامه آموزشي :(Role definition)

نقش دانش آموختگان اين رشته شامل، نقش آموزشي، پژوهشي، خدماتي و مشاوره‌اي و توليدي مي‌باشد.

وظايف حرفه‌اي دانش آموختگان :(Task Analysis)

نقش آموزشي:

در فعاليتهاي آموزشي كه عمدتاً شامل همكاري در اجراي برنامه هاي آموزشي خواهد بود، اين افراد باتوجه به آموزشهايي كه ديده‌اند قادر خواهند بود تا نياز آموزشي دانشگاهها و مؤسسات علمي – تحقيقاتي را در زمينه تأمين هيأت علمي لازم در زمينه نانوفناوري تأمين نمايند. همچنين در مواردي نظير آموزشهاي عملي و برگزاري كلاسها و كارگاهها نيز شركت خواهند كرد.

نقش پژوهشي:

در فعاليت‌هاي پژوهشي كه عمدتاً شامل همكاري و فعاليت دانش آموختگان اين رشته در مراكز تحقيقاتي و نيز بخش‌هاي تحقيق و توسعه مراكز مختلف پژوهشي و توليدي خواهد بود، از جمله طراحي پروژه‌هاي تحقيقاتي و فعاليتهاي اجرايي در خصوص دستيابي به اهداف پژوهشي در سطح آزمايشگاهي، طراحي روشهاي تشخيص بيماري، معرفي محصولات جديد دارويي – بهداشتي با استفاده از فناوري و محصولات نانو در بخش مواد و يا بهبود متدها و محصولات موجود در حوزه سلامت با استفاده از قابليت‌هاي فناوري و علوم نانو.

نقش خدماتي:

در حوزه وظيفه دانش آموختگان براي ارائه خدمت نظير استفاده از امكانات و تجهيزات و محصولات معرفي شده جديد فناوري نانو و يا شركتهاي دارويي عمليات اجرايي در خطوط توليدي محصولات نانو بيشتر دانش آموختگان طوري آموزش خواهد يافت تا از توانايي، توانمندي و ظرفيت كافي در حوزه مهارت آموزي بهره مند شوند.

نقش توليدي:

بعد از مرحله تحقيق و پژوهش اين افراد قادر خواهند بود از طريق ارتباط با صنعت و پشتوانه‌هاي مالي و امكانات آن به توليد محصولات نانوپزشكي بپردازند.

نخستين جرقه‌ي شكل‌گيري نانوتكنولوژي به عنوان يك دانش فراگير در نشست انجمن فيزيك امريكا در29 دسامبر1959 زده شد. جايي‌كه ريچارد فاينمن «Richard Feynman»  (سخن‌راني مشهور خود را باعنوان » در آن پايين فضاي زيادي هست « ايراد كرد. او در اين سخن‌راني فر‌آيندي را پيش‌بيني و توصيف كرد كه با پي‌گيري‌ آن انسان قادر به دست‌كاري اتم‌ها و مولكول‌هاي منفرد است .
بااين‌وجود واژه‌ي نانوتكنولوژي «Nano technology» نخستين‌ بار توسط نوريو تاني‌گو‌چي «Norio Taniguchi» در سال 1974 ميلادي به‌ كار برده شد. او نانوتكنولوژي را چنين توصيف مي‌كند: نانوتكنولوژي به‌طور عمده شامل فرآيند تفكيك، تقويت، وتغيير شكل مواد به صورت تك‌اتم يا تك‌مولكول است .....
شش سال بعد يعني در سال 1980 ميلادي اريك دريكسلر «Eric Drexler» ايده‌ي زير‌بنايي اين تعريف را مورد كاوش قرار داد. او اهميت فناوري پديده‌هاي در ابعاد نانو را توسعه داد و در همين راستا كتاب «موتور آفرينش» را به رشته‌ي تحرير در‌آورد .
فناوري و دانش نانو در اوايل دهه‌ي 80 ميلادي با تولد دانش خوشه‌اي «cluster science» (شاخه‌اي از فيزيك كه به ذرات كوچك چند اتمي مي‌پردازد.) واختراع ميكروسكوپ تونل‌زني‌ي پيمايشي (STM) با تواني بيش از پيش وارد مرحله‌ي جديدي از حيات خود شد ....

تاريخچه مختصر اين رشته در دنيا:

بخش اعظم مراكز مهم نانوتكنولوژي در سراسر جهان در چند سال اخير (از سال 2001) تأسيس شده است. تعدادي از دانشگاههاي آمريكا، اروپا، استراليا و ژاپن با همكاري برخي مراكز تحقيقاتي، دوره‌هاي تحصيلي نانوتكنولوژي ارائه نموده‌اند. هدف اوليه اين مراكز، تحقيق و توسعه در زمينه علوم و فناونري نانو مي‌باشد. بعضي از اين مراكز تحقيقاتي از برنامه‌هاي آموزشي دانشگاههاي مرتبط با خود حمايت مي‌كنند. اسامي دانشگاههايي كه داراي دوره ليسانس و فوق‌ليسانس در زمينه نانوتكنولوژي هستند در جدول زير آمده است: