آسيب هاي نانو بيو مواد؛ روي ديگر سكه نوشته دکتر مرتضی بهروزی

موفقيت مواد در بدن به عواملي چون خواص مواد طراحي و نيز عامل مهم زيست سازگاري بستگي دارد . البته عواملي همچون تكنيك‌هاي مورد استفاده جراح  و شرايط بيمار نيز تاثير قابل توجهي بر سلامتي دارد اما تحت كنترل مهندس يا سازنده بيومواد نيست.يكي از موارد عدم موفقيت بيوموادها كه در مواد مهندسي مصرفي در ساير كاربردها مشاهده نمي‌شود تاثير سيستم ايمني بدن به ماده كاشتني يا وارد شده به سيستم است.  از ديگر موارد عدم موفقيت بيوموادها تاثير ناخواسته كاشتني بر روي بدن است براي مثال  سمي بودن ، ايجاد آماس ، التهاب يا سرطان زايي از جمله اثرهاي نامطلوب و ناخواسته آن‌ها است. بديهي است كه زيست سازگاري ضرورتي است كه مواد  بايد علاوه بر شرايط و خواص لازم ، جهت اجراي نقش محول شده در بدن  بايد داشته باشد .

عملكرد سلول در سيستم ايمني بدن
 (Cells and immunity system) 
 دستگاه‌هاي عملي سلول 
سلول، عناصر غذايي و ساير مواد را از طريق غشاي سلولي و به وسيله انتشار و انتقال فعال از مايع پيرامون خود مي‌گيرد. ذرات بسيار بزرگ از طريق اندوسيتوز وارد سلول مي شوند كه اشكال اصلي آن پينوسيتوز و فاگوسيتوز است. پينوسيتوز به معناي بلعيدن  وزيكول‌هاي كوچك حاوي مايع خارج سلولي است . 
ملكول‌هاي درشت همانند پروتئين‌ها تنها از اين راه مي توانند وارد سلول شوند. اين ملكول‌ها معمولا به گيرنده‌هاي مخصوصي بر روي سطح خارجي غشا مي‌چسبند. گيرنده‌هاي مزبور در گوده‌هايي كوچك به نام گوده هاي پوشيده تمركز يافته اند . شبكه اي شامل پروتئين‌هاي فيبريلي و فيلامان‌هاي انقباضي در سمت داخل غشاي سلول و زير اين گوده‌ها  قرار گرفته‌اند. پس از اتصال ملكول‌هاي پروتئيني به گيرنده ها، غشا  فرو مي‌رود و پروتئين‌هاي انقباضي گوده را فرا گرفته و لبه‌هاي آن در بالاي پروتئين‌هاي متصل شده به هم مي‌رسند و يك وزيكول پينوسيتوزي را مي سازند.
فاگوسيتوز يعني بلعيدن ذرات بزرگ. اين نوع بلعيدن بسيار شبيه به پينوسيتوز است جز اينكه در اين عمل ذرات بزرگ به جاي ملكول‌ها بلعيده مي‌شوند. تنها بعضي سلول‌هاي خاص قادر به فاگوسيتوز هستند كه از ميان آن‌ها ماكروفاژها و برخي از گلبول‌هاي سفيد خون شايان ذكرند . فاگوسيتوز زماني شروع مي شود كه پروتئين‌ها يا پلي ساكاريدهاي بزرگ واقع بر سطح ذره به گيرنده‌هاي روي سطح فاگوسيت مي‌چسبند. اگر اين ذره ها باكتري باشند معمولا به آنتي بادي‌هاي خاصي مي چسبند و آنتي‌بادي‌ها نيز با اتصال به گيرنده هاي فاگوسيتوزي ، باكتري‌ها را با خود مي كشند به اين عمل واسطه اي آنتي بادي‌ها،  اپسونيزاسيون مي‌گويند .
مواد خارجي پينوسيتوزي و فاگوسيتوزي توسط ليزوزوم‌هاي سلول هضم مي‌شوند . تقريبا به محض پيدايش وزيكول پينوسيتوزي يا فاگوسيتوزي در سلول  ، ليزوزوم‌ها به آن مي چسبند و آنزيم‌هاي هضمي خود را در آن تخليه مي‌كنند. لذا نوعي وزيكول هضمي ايجاد مي شود  كه در آن آنزيم‌ها شروع به هيدروليز پروتئين‌ها، كربوهيدرات‌ها،  ليپيدها و ساير مواد موجود در وزيكول مي‌كنند . محصولات هضم آن‌ها ملكول‌هاي كوچك اسيد آمينه، گلوكز  فسفات و غيره است كه مي توانند با انتشار از غشاي وزيكول وارد سيتوپلاسم شوند . مواد هضم نشده كه جسم باقيمانده نام دارند با فرايند اگزوسيتوز كه اساسا بر عكس اندوسيتوز است از طريق غشاي سلولي دفع مي‌شوند .

پاسخ هاي بافتي (Tissue reactions)

با توجه به دانش انواع پاسخ‌هاي سلولي ذكر شده در بالا بايد از عملكرد و عكس‌العمل بافت‌ها به مواد خارجي نيز آگاهي داشته باشيم.  يكي از ويژگي‌هاي مهم مواد جايگزين و وارد شده در بدن زيست سازگاري آن‌ها است تا بتوانند خود را با سيستم بدن تطابق دهند و سيستم ايمني بدن را فعال نكنند اما به هر حال بدن پاسخ‌هايي را نسبت به بيشتر اين مواد نشان مي دهد كه در زير به صورت خلاصه  نگاشته  شده است:
الف)  حداقل پاسخ 
 ايجاد يك لايه نازك از بافت فيبروزي (كلاژن)(در مورد فات نجيب ، سراميك ها آلياژ هاي پايه‌ تيتانيوم و سيليكون لاستيكي پلي متيل متاكريلات .)
ب)  پاسخ هاي ناشي از عوامل فيزيكي 
در اين جا شكل ماده بسيار مهم است PMMA  ( و تفلون به صورت پودر نيز جزء اين دسته   هستند.) 
ج)  پاسخ هاي ناشي از عوامل شيميايي
موادي مثل تركيبات قابل جذب و پليمر هاي ترموست پاسخ هاي ضعيفي ايجاد مي‌كنند.موادي همانند افزودني ها ، ذرات ريز ناشي از خوردگي و مواد تخريب پذير پاسخ‌هاي حاد و شديدي ايجاد مي كنند.
د)  پاسخ هاي نكروتيك
مواد ايجادكننده اين عامل سبب مرگ بافت مي شوند (بيشتر مواد  و همچنين بيوموادهايي همانند سيمان استخوان و چسب هاي پزشكي).
  آثار سيستميك مواد 
سيمان استخوان بر پايه پليمر ، حرارت درون محيط را بالا مي برد و باعث انبساط رگ‌ها شده و در نهايت ميزان جريان خون بيشتر مي شود در نتيجه فشار  خون پايين آمده و مي تواند سبب سكته  شود. موادي كه از خوردگي فات نيز جدا مي شوند همين اثر را دارند. مسئله اي كه در خوردگي پيش مي‌آيد آزاد شدن يون‌هاي فات است كه مي‌توانند فعاليت هاي آنزيم‌ها ومواد بيولوژيك بدن را مختل كنند در بعضي از مواد هم  افزودني هايي هست كه مي توانند سبب ايجاد اختلال در بدن شوند. 
  سرطان زايي
سرطان زايي مي تواند بر اعضاي مختلف بدن اثر بگذارد ( از طريق تنفس، پوست، خوردن) در مورد بيو موادها تاثيرمستقيم بيشتر صدق مي كند.به عنوان نمونه بعضي مواد پليمري كه به صورت ورقه اي نازك تهيه مي شوند در موش هاي صحرايي توليد سرطان كرده‌اند و اين بيانگر اين مطلب است كه ساختار فيزيكي و شيميايي ماده در ايجاد بيماري موثر است. در بيشتر موارد اگر به صورت توده اي ماده ايمپلنت شود غير سرطاني است در حالي كه حالت ورقي آن ممكن است سرطاني باشد.
ساختار حلقوي بر خلاف ساختار خطي به شدت سرطان زا است. هيدرو كربن هاي آليفاتيك داراي تركيبات كلردار، فوق العاده سرطان زا هستند. بيشتر فات خالص هم بجز فاتي همانند  Ti مشكل زا هستند (همانند مس، نيكل،كبالت ،كادميوم ) يا بعضي از آفت كش ها نيز سرطان زا هستند.
براي انجام آزمايش سلول را در معرض آن ماده   قرار مي دهند و رفتار و تغييرات كروموزومي DNA  بررسي مي‌شود.مثبت بودن جواب آزمايش دليل كافي براي سرطان زايي است اما منفي بودن آن براي عدم سرطان زايي كافي نيست اين آزمايشات بايد روي موجوداتي انجام شود كه كل طول عمر آن موجود 2 سال باشد تا دوره تست كوتاه شود. 
نانوفناوري و خطرات آن
ادامه  مباحث مربوط به نانوتكنولوژي راه را براي به دست آوردن مزاياي بيشتر اين علم براي تمام علوم كاربردي و مهندسي يا استفاده در پزشكي از قبيل معالجه و درمان، تشخيص و اثر داروها باز مي‌كند. پيشرفت در نانوتكنولوژي در تمام موارد  مهم و تأثيرگذار است. با وجود چشم‌اندازهاي روشن براي آينده نانوتكنولوژي بسياري از تلاش‌هاي انسان ممكن است به طور عمدي يا غير عمدي سلامت انسان و محيط را به خطر بيندازد، به ويژه گروهي از جمعيت كه مستعد    بيماري‌ها و نارسايي‌هاي ژنتيكي  هستند بيشتر در معرض خطر قرار دارند. اين‌ها تأثيراتي  استكه در علم اپيدميولوژي  و در بحث ذرات كه در بيماري‌هاي قلبي و عروقي و تنفسي نقش دارند بحث مي‌شود.
به علاوه اهميت و حساسيتي هم  براي آلودگي‌هاي هوا و محيط و تأثيرات وابسته به آن بر روي اكولوژي از مبحث نانوفناوري وجود دارد كه مي‌توانند حساسيت‌هاي اجتماعي را برانگيزد  .
تحقيقات در اين زمينه به شدت رو به افزايش است. تحقيقات امروزي بيشتربر روي اثرات نانوذرات‌ها بر روي زندگي انسان و محيط متمركز شده است، در اين بخش مختصر مواردي  را  در حوزه علوم پزشكي و بهداشت   از بعد برخوردهاي بيولوژيك نانومواد مورد مطالعه  قرار مي دهيم.
سيستم ايمني بدن نقش تعيين كننده در توزيع نانوذرات در بدن دارد. مانند بقيه سيستم‌هاي كلوئيدي، نانوذراتي كه به بدن تزريق مي شوند سريعا  شيء خارجي تلقي شده و به وسيله سيستم MPS حذف مي‌شوند. 
سيستم MPS يك نام كلي براي سلول‌هاي فاگوسيتيك مونوكلار است كه در تمام بدن يا بافت‌هاي مشخص(ماكروفاژهاي بافتي) يا به صورت آزاد(مونوسيت‌هاي در حال چرخش در بدن) يافت مي شوند. سيستم ايمني بدن شامل كبد، طحال، شش و مغز استخوان است و لذا ذرات پس از تزريق در اين عضوها توزيع مي شوند. به عنوان مثال از آنجا كه ماكروفاژهاي زيادي در كبد وجود دارند(سلول‌هاي كاپفر) پس از تزريق نانوذرات، 90-60 درصد دز تزريقي در كبد جذب مي شود و 3 تا 20 درصد در شش و 10-2 درصد هم در طحال و مقدار كمي هم در مغز استخوان تجمع مي يابد. 
فاگوسيتوز نانوذرات توسط ماكروفاژها در دو مرحله انجام مي شود:
 اتصال نانوذرات به غشاء سلول‌ها 
 هضم آن‌ها توسط سلول 
جذب نانوذرات توسط ماكروفاژها از طريق پروتئين واسطه اي بنام opsonin انجام مي‌ شود. بدين صورت كه با جذب اين پروتئين روي سطح ذرات، سيستم ايمني بدن آن‌ها را خارجي تلقي كرده و لذا ماكروفاژها آن را جذب مي كنند. عمل  opsonization يك فرايند ديناميكي و پيچيده است و پروتئين‌هاي زياد و متنوعي در آن دخالت دارند كه در ميان آن‌ها ايمونوگلوبين و اجزاي سيستم مكمل(يعني 3C و 5)C نقش مهمي را ايفا مي‌كنند.
در مرحله اول، پروتئين به صورت برگشت پذير روي سطح جذب مي شوند(50 تا 60 درصد مولكول‌ها به صورت اتفاقي روي سطح مي‌چسبند.) اما مولكول‌ها كم كم نظم يافته و احتمال جداشدن آن‌ها از سطح كمتر مي شود. در مرحله بعد پروتئين دناتوره شده‌ ‌و زنجيرهاي آن روي سطح گسترده شده(حركت مارگونه) و چسبندگي آن با سطح بيشتر و احتمال كنده شدن آن كمتر مي شود تا جايي كه براي ماكروفاژها قابل شناسايي مي شوند.  دربرخي  موارد ديده شده كه اتصالات و نيروهاي آبگريز، نيروي غالب در اتصال پروتئين به سطح اجسام خارجي است و علاوه بر آن پروتئين‌ها با گستراندن زنجيره هاي جانبي خود‌(unfolding) سطوح آبگريز داخلي خود را بيشتر در معرض نمايش قرار داده و لذا واكنش با سطح بيشتر مي شود. در واقع نانوذرات از لحاظ شيميايي هر چه كه باشند(PACA،PLGA،PLA آلبومين، پلي استر)، نيمه عمر كوتاهي در بدن داشته و عملكرد مناسبي مثلا از لحاظ رساندن هدف دار دارو و رهايش مدت دار آن نمي توانند داشته باشند، زيرا اين ذرات به طور طبيعي در سيستم MPS جمع آوري مي شوند. در مواردي كه از لحاظ كلينيكي بافت هدف عضوي از سيستم MPS است(مثلا كبد)، اين ذرات عملكرد بهتري دارند. اما به هر حال فرستادن ذرات به اعضاي ديگر بدن(غير از اعضاي سيستم MPS، كبد و طحال و.) با مانعي بزرگ يعني جذب به وسيله سيستم MPS روبروست. از استراتژي هاي اوليه براي  اين مشكل، استفاده از مقادير زياد ذرات كلوئيدي يا استفاده از موادي است كه عملكرد سيستم ايمني بدن(ماكروفاژها) را ضعيف مي‌كند. اما اين روش از لحاظ كلينيكي مطلوب نيست چرا كه بدن مستعد بيماري‌هاي ديگر مي‌شود. 
فاكتورهايي كه توزيع نانوذرات در بدن را تحت تاثير قرار مي دهند
امروزه مشخص شده است كه مقدار و چگونگي opsonization روي سطح بستگي به خواص فيزيكي شيميايي ذرات ، اندازه، بار سطحي و آب گريزي سطح دارد. به طور كلي جذب opsonin روي سطوح آبگريز بيشتر از سطوح آبدوست است. پس هر چه ذرات  آبگريزتر باشند بيشتر توسط سيستم MPS شناسايي شده و سريع‌تر دفع مي شوند. بار سطحي ذرات هم نقش مهمي در جذب و تصفيه آن‌ها از سيستم گردش خون توسط سيستم MPS دارد. عقيده عمومي بر اين است كه جذب ذرات منفي نسبت به ذرات خنثي يا مثبت سريع‌تر اتفاق مي افتد. علاوه بر خواص سطحي، اندازه نانوذرات هم در تعيين سرنوشت آن‌ها در بدن مهم است. ذرات بزرگ‌تر از nm5000 در شبكه مويرگي شش، به دام مي‌افتند. در حالي‌كه نانوذرات كوچك‌تر از nm100 مي توانند از طريق اندوتليال ديواره رگ‌هاي خوني عبور كرده و وارد سلول‌ها شوند.  بهبود عملكرد جذب نانوذرات از طريق واكنش‌هاي غيراختصاصي با اپي تليال، نيز امكان‌پذير است. با بررسي هاي انجام شده مشاهده شده كه فاكتورهايي نظير اندازه، بارسطحي، آبدوستي روي جذب آن‌ها تأثير دارد.
مهندسي سطح نانوذرات 
مطالعات invitro نشان مي‌دهد كه ذرات بسيار ريز، آسيب و پاتولوژي ششي بيشتري را نسبت به همان ماده اما با ابعاد ريز نشان مي‌دهند كه اين به علت سطح وسيع‌تر اين ذرات بسيار ريز است.
توليد نانوذراتي با اندازه مناسب و مقاوم در برابر opsonization همواره مورد توجه محققان بوده است و در طول دهه گذشته روش‌هاي متعددي مبتني بر اصلاح ساختار سطحي نانوذرات بدين منظور ابداع شده است. 
پوشش نانوذرات زيست مقلد‌(Biomimetic nano particle)
روش شبيه سازي محيط بيولوژيك، در واقع پوشاندن سطح نانوذرات با اسيد سياليك يا پلاسما پروتئين نظير آلبومين يا اجزاء غيرفعال شده سيستم مكمل است. اين اصلاح ساختار، به نظر راه ظريف و مناسبي جهت تقليد محيط بيولوژيك و در واقع نامرئي كردن نانوذرات براي سيستم MPS به شمار مي رود. علت استفاده از آلبومين و بخش‌هاي سيستم كمپلمان به شرح زير است، آلبومين عمده ترين پروتئين حاضر در خون است g/L 40 و كمپلمان‌ها در واقع بخش مهمي از پروتئين‌هاي موثر در عمل opsonization هستند. در واقع اين عوامل  مانع تشخيص نانوذرات به وسيله سيستم MPS مي شوند. 
اما متأسفانه اين پوشش‌ها يا به سرعت از سطح ذرات جدا شده يا اين كه توانايي خوبي جهت استتار نانوذرات نداشته و لذا عملكرد خوبي در جهت عدم شناسايي آن‌ها توسط سيستم MPS از خود نشان نمي دهند. 
پوشش‌ها و اصلاح سطحي نانوذرات 
توزيع ذرات در بدن وابستگي زيادي به ويژگي‌هايي سطحي ذرات دارد مثال‌هايي در زير در اين مورد  نوشته شده است .
1) پوشش  نانو ذرات پلي متيل متاكريلات با نمونه ها و غلظت هاي مختلف از سورفا كتانت‌ها به طور مشخصي توزيع آن‌ها را در بدن تغيير مي دهد . پوشش اين نمونه از نانو ذرات  با %1   پلوگزامين 908 ، غلظت كبدي آن‌ها را بعد از 30 دقيقه پس از تزريق كاهش مي دهد ( از 75 به 13 درصد از كل ذرات . )
2-نانو ذرات با سطح اصلاح شده با تركيب كاتيوني (didodecyldimethylen ammonium bromide( OMAB مورد برسي قرار گرفت و مشاهده شد كه اين نانو ذرات داراي پتانسيل زتا 2/3 + / - 1/22 + ميلي ولت هستند كه متفاوت از نانو ذرات بدون پوشش با پتانسيل 5/0+/-8/27- ميلي ولت هستند. مكانيزم رفتار بيولوژيك اين تفاوت نامشخص است اما اصلاح سطحي كاربرد بالقوه‌اي در زمينه رهايش داروهاي  intra- arterial دارد.
3)گيرايش  دهاني (oral)ذرات كروي پلي استيرن با سايزهاي مختلف ( از  nm50تا 3 ميكرومتر ) نشان مي دهد كه حدود هفت درصد از ذرات با سايز nm50  و %4 با سايز ذرات nm 100 نانو متر در مغز استخوان ، كبد ،خون و طحال يافت شده اند  اما ذرات بزرگ‌تر از 100 نانومتر در مغز استخوان و ذرات بزرگتر از 300 نانومتر در خون پيدا نشدند دراين تحقيق هيچ ذره اي در قلب يا بافت شش يافت نشد.
اثرات نامطلوب نانوذرات با پوشش‌دهي مواد شيميايي همچون 4  دي متيل آمينو پيريدين، تيول‌ها، فلوروآلكان‌ها، الكوكسي سيلان‌ها و مواد ديگر ممكن است كاهش يابد. مثلا مواد PEG به عنوان پوشش روي نانوذرات باعث عدم تشخيص آن‌ها توسط سيستم ژيكواندوتليال مي‌شود و اين به علت عملكرد زيست سازگاري اين مواد با بدن است. پوشش دهي كوارتز با لاكتات آلمينيوم يا پلي  4 وينيل پيريدين N  اكسايد(PVNO)مي‌تواند اثرات نامطلوب كوارتز همچون آسيب DNA اكسيداتيو، التهاب و اندوستيلوز/ فاگوستيوز را در تزريق نايي به شش در موش‌ها را كاهش دهد. در كرم‌هاي ضد آفتاب و بيشتر مواد آرايشي، بهداشتي از ذرات 2TiO يا Zno استفاده مي‌شود. 2TiO در ضد آفتاب فوتون‌هاي نوري زيادي را جذب و دفع مي‌كند جذب فوتون‌ها به وسيله لايه SC پوست و ماده ي آلي انجام مي‌گيرد. 2TiO پوشش داده شده به عنوان ماده ي عموما در ضد آفتاب‌ها به كار برده مي‌شود. گزارش‌هاي مختلفي در مورد اثرات مثبت و منفي نانوذرات 2TiO داده شده است گزارشي نشان مي‌دهد كه پوشش‌دهي نانوذرات 2TiO با مواد آب گريز مي‌تواند پاسخ‌هاي التهابي كمتري را بعد از استنشاق يا تزريق نشان دهد. گزارشي ديگر هم نشان مي‌دهد كه تزريق mg1 از نانوذرات 2TiO پوشش يافته در  موش‌ها اثرات سميتي شديدي را سبب مي‌شود. به هر حال فاكتورهايي در كاهش و افزايش سميت تاثيرگذارند كه از جمله مي‌توان به سايز، غلظت، شيمي سطح، بار سطحي و غيره اشاره كرده كه اين بررسي‌ها بايد انجام گيرد.
سايز 
براي سميت ذره دو عامل اصلي داراي اهميت است يكي سايز ذره و ديگري تركيب شيميايي. كاهش سايز ذره در حد نانومتري باعث افزايش منطقه سطحي ذره مي‌شود از اينرو خيلي از ملكول‌هاي شيميايي روي سطح حضور مي‌يابند و از اينرو خطر افزايش سميت ذاتي را خواهيم داشت. 
در مطالعه‌اي، دزهايي از 2TiO برحسب mg باعث التهاب ششي بيشتر نسبت به ذرات  4BaSO مي‌شود. اين اختلافات در شدت پاسخ نامشخص است هنگامي‌‌كه دز به صورت منطقه سطحي بيان مي‌شود. درنهايت، سايز پارامتر شاخصي براي سميت ذرات است. اثر سميتي كربن بلاك خيلي بيشتر از دي اكسيد تيتانيوم است براي هر دو ذرات بسيار ريز التهاب و آسيب اپي تليال در شش‌ها را داريم. از اين‌رو سايز و تركيب شيميايي باعث ايجاد سميت ذاتي ماده شيميايي مي‌شود كه هر دو اين‌ها در سميت ذرات تأثير گذارند.
جذب وابسته به اندازه 
مطالعات زيادي به منظور بررسي فاكتور اندازه روي جذب نانوذرات از طريق ديواره مخاطي انجام شده است. در اين مطالعات عمدتا از نانوذرات پلي استايرني استفاده شده  است در يك بررسي انجام شده روي موش‌ها، مشاهده شده كه نانوذراتي با اندازه 50 و 100 نانومتر، بيشتر از نانوذرات بزرگ‌تر جذب شدند. نانوذرات بعد از جذب وارد گردش خون عمومي شده و در بافت‌ها پراكنده شدند. پس از تجويز نانوذرات، %33 نانوذرات 50 نانومتري و %26 نانوذرات 100 نانومتري در بافت مخاطي و لنفاوي روده مشاهده شدند و فقط %10 نانوذرات 500 نانومتري در بافت روده تجمع يافتند. نانوذرات بزرگ‌تر از يك ميكرون خيلي كم در روده جذب شدند و نانوذرات بزرگ‌تر از 3 ميكرون گاهي در بافت لنفاوي ديده شدند و در واقع از اين بافت توانستند عبور كنند. در يك جمع بندي كلي مي توان گفت كه: 
1- نانوذرات كوچك‌تر از 100 نانومتر بيشتر از نانوذرات بزرگ تر از 300 نانومتر در سلول‌هاي روده‌اي جذب مي شوند. 
2- جذب نانوذرات كوچك‌تر از 100 نانومتر از طريق بافت لنفاوي وابسته به مخاط خيلي بيشتر از جذب از طريق سلول‌هاي روده اي است. 
3- جذب نانوذرات بزرگ‌تر از 400 نانومتر از طريق سلول‌هاي جاذب روده اي تقريبا غيرممكن است، 
4- فقط نانوذراتي كه كوچك‌تر از 500 نانومتر هستند مي توانند به سيستم گردش خون راه يابند،
5- عبور، وابسته به اندازه نانوذرات به غدد لنفاوي مزنتريك هنوز مورد بحث است و توافق كلي درباره آن وجود ندارد. 
در بررسي هاي انجام شده روي نانوذرات PLGA  نيز مشاهده شده كه جذب نانوذرات nm10 در روده موش خيلي بيشتر از نانوذرات 1 و 10 ميكرومتري است. با اين حساب اندازه نقش مهمي در جذب ذرات در روده بازي مي كند و به عنوان يك قاعده كلي مي‌توان گفت كه براي مصارف خوراكي نانوذراتي مناسب هستند كه كوچك‌تر از nm  500  باشند. 
شيمي سطح ذره 
درجه آب دوستي و آب گريزي سطوح يك خصوصيت مهم براي ارزيابي سميت است. درحالي‌كه آن چسبندگي سطح   سلول، دناتوره كردن پروتئين در محل تماس در موارد ديگر را منجر مي‌شود. پوشش‌دهي سطحي با مواد endogenous نيز حايز اهميت است مثلا پوشش نانو ذرات PMMA با نمونه‌ها و غلظت‌هاي مختلف از سورفاكتانت‌ها، به طور مشخصي بر عملكرد نانوذرات براي سيستم رهايش دارو تاثير مي‌گذارد   (پايداري، نيمه عمر ماده.) 
علاوه بر فاكتور اندازه، به نظر مي آيد كه بار سطحي ذرات هم روي جذب آن‌ها توسط مخاط روده موثر باشد. جذب نانوذرات تهيه شده از پليمرهاي آبگريز به نظر خيلي بيشتر از پليمرهاي آبدوست است و پوشش دادن نانوذرات پلي استايرني باپلي اكسايمر، باعث كاهش جذب آن‌ها در سيستم جهاز هاضمه شد. همچنين ديده شده كه نانوذرات پلي استايرني آبگريز، تمايل بيشتري نسبت به سلول‌هاي M از خود نشان دادند و جذب كمتري  در سلول‌هاي روده اي داشتند. ولي نانوذرات PLGA با آب گريزي كمتر، نسبت به هر دو نوع سلول، تمايل يكسان نشان دادند. تمايل نانوذرات باردار به بافت‌هاي روده هنوز يكي از موضوعات مورد بحث است. در بررسي‌ها و آزمايش‌هاي به عمل آمده روي كوپليمرها poly anhydride-co fumaric and sebacic acid، كه بار منفي داشتند محققان متوجه شدند كه چسبندگي ذرات به سطح مخاطي به شدت افزايش يافت. اين نتايج در مورد نانوذرات پلي اكريليك اسيد نيز صادق بود. در يك جمع بندي كلي مي توان گفت كه: 
1- نانوذرات پلي استايرني خنثي و باردار(با بار مثبت) كه از پليمرهاي آبگريز درستشده اند تمايل زيادي به بافت لنفوئيد وابسته به مخاط و همچنين سلول‌هاي روده اي دارند. 
2- نانوذرات پلي استايرني باردار(با بار منفي) هيچ تمايلي به بافت‌هاي روده از خود نشان ندادند. 
3- نانوذرات باردار(با بار منفي) كه از پليمرهاي آبدوست ساخته شده بودند زيست چسبندگي بالايي از خود نشان داده و به وسيله سلول‌هاي M و سلول‌هاي روده‌اي، به راحتي جذب شدند. 
با اين حساب بار منفي روي سطح نانوذرات به تنهايي كافي نيست و تركيبي از بار سطحي و آبدوست بودن عامل تعيين كننده جذب نانوذرات در روده است.
 تركيب شيميايي
تركيب شيميايي سطح براي اثرات معكوس نانوذرات مهم است. نانوذرات مي‌توانند با فات واكنش دهند. آهن قادر است تا اثر نانوذرات كربن بلاك را تقويت كندكه القاي فزاينده نمونه‌هاي اكسيژن فعال )RoS(‌  در يك سيستم آزاد سلولي را سبب مي‌شود. اصلاح سطحي نانوذرات مي‌تواند سميت را كاهش دهد. سميت invitro نانوذرات اكسيد آهن سوپر پارامغناطيسي مي‌تواند با پوشش‌دهي آن‌ها با Pullulan كاهش يابد. هم چنين نانوذرات اكسيدآهن مشتق شده از آلبومين و دكستران يك كاهش سميتي را در invitro نشان مي‌دهند.
نانوذرات ZnO و 2TiO به كار رفته در مواد آرايشي و بهداشتي به ويژه در كرم‌هاي ضد آفتاب به عنوان جاذب‌هاي UV، باعث افزايش گيرايش درمال پيتيسايدها مي‌شود. ذرات پلي استايرن با سايز nm100 يك فعاليت IgE در سيستم مدل حيواني ازآلرژي oralbumin را نشان مي‌دهد. در ذرات نانويي مختلفي همچون PVC، 2TiO، 2SiO، Co، Ni تنها ذرات كبالت سميت را در سلول‌هاي اندوتليال القاء مي‌كند به طوري‌كه با القاي سايتوكين 8IL پيش التهابي همراه است براي ذرات ديگر تنها 2TiO و 2SiO به ترتيب minor و رهايش‌هاي 8IL- را سبب مي‌شود. براي ذرات بيوموادي ميكروني، توزيع invivo وابسته به تركيب ماده است دو نوع ماده پليمري ( PMMA4/1 و 4/6 ميكرومتري) و ( PS2/1، 2/5، 5/12 ميكرومتر) مي‌توانند از طحال پس از در معرض قرارگيري intraperitoneal مسترد شود. فلورين‌هاي كربني ليپوفيليك هستند و در مناطق  چربي‌دار همچون غشاه‌هاي سلولي جاي مي‌گيرند و ممكن است فعاليت ردوكس (احيايي) داشته باشد در ماهي ، پراكسيداسيون ليپيدي در مغز پس از در معرض قرارگيري با PPM5/0 كلوئيدهاي معلق آبي از فلورين‌هاي نانوسايز پوشش نيافته القاء مي‌شود.
شكل هندسي 
در مطالعات invivo، نانوتيوب‌هاي كربني تك ديواره باعث ايجاد گرانولوماي ششي بعد از تزريق از ناي مي‌گردد. بر مبناي نسبت دز بر جرم نانوتيوب‌ها از ذرات كوارتز سميت ششي بيشتري دارند. در مطالعات invitro به كارگيري رده سلولي كراتينويستي انسان نشان مي‌دهند كه نانوتيوپ كربني باعث تنش اكسيداتيو و سميت سلولي مي‌شود كه ممكن است به صورت بالقوه براي سميت درمان تفسير شود.
دز مصرفي
سميت و پاسخ‌هاي ديگر ، به مقدار دز مصرفي و خود ماده مورد استفاده، بستگي دارد.
ثابت شده است كه دز بالاي نانوذرات‌ چه در حد ذرات خيليريز يا بزرگتر اگر به تعداد زيادي وجود داشته باشد باعث خطراتي براي سلامتي انسان خواهد شد.
متأسفانه تا به حال مقدار دز استفاده شده در تحقيقات چه در حالت In vivo و چه در حالت In vitro مقدار زياد بوده است. اگر چه در بعضي موارد هم از دز كم استفاده شده است ولي آن قدر ناچيز بوده كه قابل چشم‌پوشي است. 
توليد راديكال آزاد
بيشتر يا احتمالا همه ذرات پاتوژنيك راديكال‌هاي آزاد را در سيستم‌هاي آزاد سلولي توليد مي‌كنند و اين توانايي موجب تنش اكسيداتيو شده كه آغازگر التهاب و موجب آسيب سلولي و ژنو توكسيتيه است. راديكال‌هاي آزاد مي‌توانند به عنوان محصولي از راديكال‌هاي پايدار در سطح ذره (كوارتز)، چرخه ردوكس ف انتقالي يوني از طريق واكنش فنتون (fenton)يا به وسيله مكانيزم‌هاي سطحي ناشناخته (نانوذرات كربن سياه) باشد.

موج به موج با زخم بستر نوشته دکتر مرتضی بهروزی بهار 1398

آرتز های مورد استفاده در آسیب شبکه بازویی نوشته دکتر مرتضی بهروزی تیرماه۹۸

ملاحظات چهارگانه در طراحی ایمپلنت دندان نوشته دکتر مرتضی بهروزی تیرماه 94