به بهانه روز فناوری هسته ای
قلب تپنده فناوری ایرانی از راکتور تا درمان سرطان
نهایت علم: پزشکی هسته ای به عنوان یکی از پیشرفته ترین رشته های درمانی در دنیا، در ایران نیز با تولید رادیوداروهای بومی به مرزهای جدیدی رسیده است. این داروها که برای تشخیص و درمان سرطان ها و بیماریهای قلبی عروقی کاربرد دارند، می توانند بطور قابل توجهی دقت و اثربخشی درمان ها را بالا برند. فناوری هسته ای، با بهره گیری از تابش های رادیواکتیو، به طور دقیقتر در درمان های هدفمند و رادیوتراپی به کار می رود و نقشی برجسته در پیشرفت کیفیت زندگی بیماران ایفا می کند.
به گزارش نهایت علم به نقل از ایسنا، دستاوردهای علمی هر کشور، بازتابی از تلاش و همت دانشمندان آن سرزمین است. دراین میان، فناوری هسته ای یکی از برجسته ترین نمادهای پیشرفت علمی در ایران به شمار می رود؛ دانشی پیچیده و حساس که در عین داشتن کاربردهای فراوان در حوزه های پزشکی، کشاورزی، انرژی و صنعت، نیازمند تعهد، دقت و دانش بالا است.
روز ملی فناوری هسته ای، فرصتی برای مرور افتخارات علمی و پژوهشی کشور و بزرگداشت کوشش های متخصصان و محقق هایی است که با وجود فشارهای بین المللی، مسیر استقلال علمی ایران را هموار کرده اند. در این روز، نه فقط از پیشرفت ها و نوآوری های داخلی پرده برداری می شود، بلکه جایگاه ایران در میان کشورهای دارای فناوری صلح آمیز هسته ای نیز بالاتر از پیش برجسته می شود.
فناوری هسته ای به استفاده از انرژی هسته ای برای تولید برق، پزشکی، کشاورزی و صنایع مختلف اشاره دارد و یکی از با اهمیت ترین کاربردهای آن «تولید برق» است که بوسیله شکافت هسته ای صورت می گیرد. در این فرآیند، هسته های سنگین مانند اورانیوم شکافته می شوند و انرژی زیادی تولید و برای تولید برق استفاده می شود.
در حوزه پزشکی، فناوری هسته ای برای تشخیص بیماریها با استفاده از رادیوایزوتوپ ها و همین طور درمان برخی بیماریها مانند سرطان به کار می آید. در کشاورزی، این فناوری برای بهبود تولید محصولات و کنترل آفات به کار می رود. فرایندهای اصلی این فناوری به زبان ساده به این صورت است:
شکافت هسته ای: در این فرآیند، هسته های سنگین مانند اورانیوم شکافته می شوند. وقتی هسته ها شکافته می شوند، انرژی زیادی آزاد می شود. این انرژی به گرما تبدیل می شود و سپس برای تولید برق از آن استفاده می شود. در نیروگاه های هسته ای، این انرژی گرمایی موجب حرکت توربین ها می شود که در نهایت برق تولید می کند.
پرتو دهی برای پزشکی: در پزشکی، از تابش های هسته ای برای تصویربرداری و درمان بیماریها استفاده می شود. برای نمونه، در تصویربرداری پزشکی، از رادیوایزوتوپ ها (مواد رادیواکتیو) استفاده می شود تا تصاویر دقیق از بدن ایجاد شود و پزشکان بتوانند بیماریها را شناسایی کنند. در درمان سرطان، از تابش های هسته ای برای تخریب سلول های سرطانی استفاده می شود.
استفاده در کشاورزی: در کشاورزی، از فناوری هسته ای برای بهبود عملکرد گیاهان و مبارزه با آفات استفاده می شود. بطورمثال بذرها را با تابش هسته ای پرتو دهی می کنند تا مقاومت آنها در مقابل بیماریها یا شرایط سخت محیطی بیشتر شود.
تصفیه آب: در این فرآیند، از تابش های هسته ای برای پاکسازی و تصفیه آب استفاده می شود. این تکنیک می تواند میکروب ها و مواد آلاینده را از آب حذف کند و آنرا برای مصرف انسان سالم تر کند.
تولید سوخت هسته ای: جهت استفاده در راکتورهای هسته ای، نیاز به سوخت هسته ای داریم. این سوخت به طور معمول از اورانیوم یا پلوتونیوم است که باید به دقت آماده و پردازش شود. این سوخت در راکتورها برای تولید انرژی استفاده می شود.
با عنایت به کاربردهای وسیع فناوری های هسته ای در خرداد سال ۱۴۰۱ توافق نامه همکاری مشترک میان معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش بنیان ریاست جمهوری و سازمان انرژی اتمی ایران، با اهدافی چون حمایت و بهره مندی از ظرفیت شرکت های دانش بنیان و فناور در زنجیره ارزش صنعت هسته ای در امتداد توسعه محصولات و خدمات تخصصی و تجاری سازی دستاوردهای پژوهشی، همکاری و مشارکت در توسعه کاربرد فناوری های در رابطه با صنعت هسته ای و پیشرفت کارکردهای نظام نوآوری و فناوری در بخش علوم و فنون هسته ای به امضا رسید.
محور کلی این توافق نامه مبتنی بر «تعریف پروژه های کلان دانش بنیان تقاضامحور و مساله محور برای رفع نیازهای صنعت هسته ای خصوصاً نیازهای ارزبر، گلوگاهی و راهبردی با استفاده از ظرفیت شرکت های دانش بنیان، فناور و خلاق بوسیله ایجاد کنسرسیوم های تخصصی دانش بنیان و فناور و پروژه های پیشران تعریف شده است.
مجموع ارزش پروژه های تعریف شده طی دوره چهار ساله به میزان هدف ۲۰ هزار میلیاردریال و مجموع ارزش مشارکت در توسعه زیرساخت های فناورانه، مشارکت در یکی از صندوق های غیردولتی پژوهش و فناوری و پشتیبانی از مطالعه و توسعه در مجموع ۱۲ هزار و ۵۰۰ میلیاردریال تعیین شده است. پیگیری و اجرای زمینه های ضروری جهت پیشبرد اهداف توافقنامه، توسط کمیته راهبری و نظارت صورت می گیرد.
این توافق نامه سنگ بنایی برای حضور شرکت های دانش بنیان در حوزه توسعه صلح آمیز فناوری های هسته ای در عرصه های مختلف سلامت و کشاورزی شد.
دستاوردهای فناورانه هسته ای ایران
از با اهمیت ترین دستاوردهای فناوران کشور در عرصه فناوری های هسته ای، تولید رادیودارو است؛ رادیودارو، داروهایی هستند که در آنها مقادیر کمی ماده رادیواکتیو وجود دارد و برای تشخیص یا درمان بیماریها استفاده می شوند.
رادیوداروها دارای عمر کوتاهی هستند، ضمن آنکه هر دوز این مواد دارویی در بازارهای جهانی بطور میانگین ۴ هزار دلار قیمت دارند که به علت اعمال تحریم مقابل کشور و گران بودن آنها، امکان واردات آنها به کشور نیست، ولی با تلاش متخصصان آنها حال ایران صاحب دانش فنی ۵۰ نوع رادیودارو است و در سبد دارویی کشور در ۲۱۰ مرکز درمانی عرضه شده و مورد استفاده قرار می گیرد.
از جمله محصولات تولید شده در این حوزه می توان به این موارد اشاره کرد:
رادیوداروی تشخیصی۶۴Cu-DOTATATE
پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای وابسته به سازمان انرژی اتمی ایران موفق به تولید «رادیوداروی تشخیصی ۶۴Cu-DOTATATE برای تصویربرداری از تومورهایی با منشأ نورواندوکرین به روشPET» شده است.
رادیوداروهای مبتنی بر پپتید دارای مزایای زیادی هستند که آنها را به جذابترین رادیوداروها برای کاربردهای ترانوستیک تبدیل نموده است. یکی از ارزشمندترین این رادیوداروها، رادیوداروی تشخیصی ۶۴Cu-DOTATATE است که برای تصویربرداری از تومورهای با منشأ نورواندوکرین و متاستازهای احتمالی ناشی از آن به روش PET مورد استفاده قرار می گیرد. این رادیودارو با نام تجاری Detectnet دارای مجوز FDA جهت استفاده در بیماران است و باوجود قیمت بسیار بالای نمونه خارجی این رادیودارو، به علت نیمه عمر نسبتا پایین رادیوایزوتوپ مس-۶۴ امکان وارادات آن به کشور وجود ندارد.
تهیه و ارزیابی رادیوداروی ۶۴Cu-DOTATATE با موفقیت در پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای سازمان انرژی اتمی ایران انجام شد و آزمایشات پیش بالینی آن با موفقیت به انجام رسید.
رادیوداروی پپتیدی تشخیصی نوین ۶۴Cu-PSMA
رادیوداروی پپتیدی تشخیصی نوین ۶۴Cu-PSMA بمنظور تشخیص هدفمند و پیگیری درمان سرطان پروستات متاستاتیک از دیگر دستاوردهای پژوهشگران کشور است.
سرطان پروستات شایع ترین سرطان بدخیم در مردان است و تشخیص زودرس سرطان پروستات در مراحل اولیه می تواند با بهبود کامل بیمار همراه باشد و از هزینه های آینده این بیماران جلوگیری نماید. رادیوداروی ۶۴Cu-PSMA بطور هدفمند آنتی ژن غشایی پروستات را هدف قرار می دهد و در خط مقدم تحقیقات دارویی برای تصویربرداری و کاربردهای درمانی سرطان پروستات قرار دارد.
این محصول برای اولین بار با موفقیت در کشور و در مقیاس بالینی تولید شده و فاقد نمونه مشابه داخلی بوده و در مرحله گرفتن کمیته اخلاق در پزشکی جهت انجام مطالعات بالینی است. تا به امروز، تنها چند کشور محدود همچون ایالات متحده، آلمان و هلند موفق به تولید و بهره برداری از این رادیودارو شده اند و قیمت هر دوز این نوع از رادیوداروها در اروپا و آمریکا حدود ۳ تا ۵ هزار دلار است که با عنایت به تولید داخلی قیمت هر دوز آن معادل ۸ تا ۱۰ میلیون تومان در مقیاس صنعتی است که بسیار مقرون به صرفه خواهد بود.
تشخیص تومورهای مغزی با تولید رادیوداروی درمانی۱۷۷Lu-CXCR۴
یکی دیگر از دستاوردهای پژوهشگاه فناوران هسته ای کشور رادیوداروی درمانی ۱۷۷Lu-CXCR۴ بمنظور درمان بالینی هدفمند متاستازهای سرطانی، بیان کننده گیرنده کموکاینی CXCR۴ برای تشخیص تومورهای مغزی در بیماران و تعیین درجه آنست.
کموکاین رسپتور ۴ (CXCR۴) در بالاتر از ۲۰ سرطان انسانی به شدت بیان شده است و ارتباط قابل توجهی با متاستازهای سرطانی دارد. بمنظور درمان بیمارانی که تومور سرطانی در آنها تشخیص داده می شود، نیاز به رادیوداروی درمانی از CXCR۴ است. برای این منظور برنامه ریزی برای تهیه رادیوداروی درمانی ۱۷۷Lu-CXCR۴ با هدف از بین بردن سلول های توموری شروع و مراحل بررسی های پیش بالینی آن با موفقیت انجام شد. بعد از تولید و کنترل کیفی رادیودارو و انجام بررسی های حیوانی نتایج به دست آمده مؤثر بودن رادیوداروی تهیه شده در مراحل مختلف درمان تومور را نشان داد. هم اکنون برنامه ریزی برای انجام بررسی های بالینی رادیوداروی تشخیصی و درمانی رسپتور CXCR۴ در حال انجام می باشد.
شکست انحصار تولید رادیوداروی تشخیص سرطان غدد لنفاوی
ماده مؤثره رادیوداروی تکنسیم ۹۹ تنها در اختیار امریکا قرار داشت و پژوهشگران یکی از شرکت های فناور با دستیابی به فرمولاسیون تولید آن امکان تشخیص دقیق سرطانی شدن غدد لنفاوی را برای پزشکان فراهم کردند و بگفته آنها این موفقیت می تواند کیفیت زندگی افراد مبتلا را بهبود بخشد.
ماده مؤثره رادیو داروی تشخیصی Tilmanocept یا تکنسیم۹۹؛ محصولی بسیار گرانقیمت است که فناوری تولید آن تنها در اختیار شرکتی آمریکایی بود، اما حال فناوری آن در کشور بومی سازی شده و پیش بینی می شود در یک سال و نیم آینده بصورت رسمی وارد بازار شود.
سایز ذرات این محصول کمتر از ۱۰ نانومتر است و قابلیت حرکت در سیستم لنفاوی را دارد. این محصول در سازمان انرژی اتمی تبدیل به کیت شده و سپس در مراکز پزشکی هسته ای چند دقیقه پیش از این که به بیمار تزریق شود، توسط رادیوایزوتوپ تکنسیم-۹۹ نشان دار می شود. سپس بصورت مستقیم (داخل تومور) یا زیر جلدی (در قسمت لنفاوی) به بیمار تزریق می شود.
این ماده مؤثره در سیستم لنف شروع به حرکت می کند و نواحی دارای گیرنده های سلول های سرطانی در تصاویر اسکن مشخص می شوند و جراحان می توانند گره های لنفاوی درگیر تومورها و سلول های سرطانی را شناسایی و بصورت گزینشی آنها را خارج کنند.
اغلب جراحان برای پیشگیری از انتشار سرطان بخش مهمی از سیستم لنفاوی را حین جراحی همراه با توده اصلی از بدن خارج می کنند و این مساله عواقب جبران ناپذیری برای بیمار به همراه دارد، اما با تولید این محصول دیگر این عوارض متوجه بیماران نمی شود.
غدد لنفی عملکرد حیاتی در بدن دارند و با برداشت کامل آنها، کیفیت زندگی بیماران تحت الشعاع قرار می گیرد؛ بدین جهت در رادیوداروی تشخیصی که با نام تکنسیم ۹۹ به تولید رسید، پیش از جراحی به لنف تزریق می شود، از این طریق به پزشک نشان داده است که کدام بخش از لنف درگیر سرطان شده و جراح همان ناحیه را از بدن خارج می کند.
برای درمان سرطان هایی مانند پستان، با عمل جراحی، حجم وسیعی از بافت سرطانی و غدد لنفاوی برداشته شده که منجر به عوارض بالایی برای بیمار می شود تا از این طریق ریسک متاستاز سرطان را کاهش دهند.
این داروی تشخیص که به نام ماده مؤثره رادیوداروی Technetiumیا (۹۹mTc) است، برای حل این معضل و از جانب دیگر تشخیص سریع و دقیق بافت های سرطانی تولید شده است.
تکنسیم ۹۹ جزء داروهای گرانقیمت است که دانش فنی آن فقط در اختیار کشور امریکا است و دور از دسترس عموم مردم دنیا قرار دارد، ولی پژوهشگران کشور با استفاده از یک راه حل جدید از معرف های خاص برای کنترل شکنندگی بستر پلیمر دارو در pH بالا و همین طور با بهینه کردن متغیرهای دما و زمان در پروسه تولید، به دانش فنی اختصاصی تولید این محصول رسیدند.
رادیوداروی ید ۱۳۱
پودر تلوریم دی اکسید غنی شده از ایزوتوپ پایدار تلوریم – ۱۳۰، ماده اولیه مورد نیاز برای تولید رادیوداروی ید ۱۳۱ است که اغلب در تصویربرداری، درمان پرکاری تیروئید و سرطان تیروئید مورد استفاده قرار می گیرد.
آخرین حلقه از پروسه تولید ایزوتوپ پایدار تلوریم- ۱۳۰ است؛ این محصول تولیدی بطور مستقیم در راکتور تهران تحت تابش قرار گرفته و رادیوداروی ید - ۱۳۱ تولید شده است.
با دستیابی به چرخه کامل تولید ماده اولیه این رادیودارو، امکان تولید پایدار رادیوداروی ید - ۱۳۱ بصورت کاملا بومی در داخل کشور فراهم گشته است. با عنایت به اکتساب فناوری صورت گرفته، امکان تولید پودر تلوریم دی اکسید با هر غنایی از تلوریم -۱۳۰ خلوص و فرم غائی محصول مورد درخواست مشتری های داخلی و خارجی وجود دارد.
پودر تلوریم دی اکسید غنی شده از ایزوتوپ پایدار تلوریم- ۱۳۰ یکی از محصولات پرمصرف ایزوتوپ های پایدار در دنیاست که بمنظور تولید رادیوداروهای تشخیصی و درمانی مورد استفاده قرار می گیرد. با تولید این محصول در داخل کشور، ضمن برآورده کردن نیاز داخل کشور و صرفه جویی ارزی، امکان ورود به بازارهای خارج از کشور و ارزآوری نیز فراهم گشته است.
رادیوداروی FDG
این رادیودارو جهت اسکن تشخیصی با هدف مانیتورینگ کلیه سرطان ها بصورت عمومی و با استفاده از سامانه سیکلوترون تولید می شود. نیمه عمر آن ۱۱۰ دقیقه است و بیمار بعد از تزریق با استفاده از دستگاه پت اسکن، تحت تصویربرداری قرار می گیرد.
رادیوداروی Ga۶۸-DOTATATE
این رادیودارو جهت اسکن تشخیصی با هدف مانیتورینگ سرطان های غدد درون ریز و با استفاده از سامانه ژنراتور گالیوم ۶۸ تولید شد. نیمه عمر آن ۶۸ دقیقه است و بیمار بعد از تزریق با استفاده از دستگاه پت اسکن، تحت تصویربرداری قرار خواهد گرفت.
مرکز بومی پرتودهی صنعتی در قزوین
این مرکز با نخستین شتاب دهنده بومی و ارائه چهار باریکه خروجی متفاوت در امتداد افقی و عمودی با انرژی های ۵ و ۱۰ مگا الکترون و حداکثر توان ۱۰۰ کیلووات، آماده ارائه خدمات در کاربردهای مختلف بوده و علاوه بر ایجاد اشتغال مستقیم ۵۰ نفر، نقش زیادی در افزایش تولید واحدهای نیازمند به خدمات پرتودهی و در نتیجه اشتغال غیر مستقیم خواهد داشت.
دستاوردهای زیست محیطی هسته ای
تصفیه پساب به مدد فناوری پلاسما
با توسعه فناوری پلاسما، فناوران توفیق یافتند که در تصفیه شیرابه های پسماندهای دارویی، پسماندهای بیمارستانی و پسماندهای حاصل از دفن زباله و انباشت آن از این تکنولوژی بهره برداری کنند که به کار می آید. علاوه بر آن از فناوری پلاسما برای درمان زخم های مزمن همچون زخم دیابت نیز استفاده می شود.
کاربردهای هسته ای در کشاورزی
کاربردهای فناوری هسته ای در کشاورزی امروزه به وفور دیده می شود. در این صنعت از پرتوها و مواد رادیواکتیو برای بهبود محصولات، افزایش تولید، کنترل آفات و حفظ کیفیت مواد غذایی بهره برداری می شود.
کنترل آفت کرم گلوگاه انار در یزد با فناوری هسته ای
طرح کنترل آفت کرم گلوگاه انار و مگس مدیترانه در استان یزد با استفاده از علوم هسته ای اجرا شد. در این طرح طبق هماهنگی های انجام شده، نسبت به کنترل آفت کرم گلوگاه انار و مگس مدیترانه با استفاده از فناوری هسته ای اقدام شد.
کاهش خسارات مگس مدیترانه ای در باغات مرکبات با پرتودهی
مگس میوه مدیترانه ای یکی از با اهمیت ترین آفات درختان میوه در سرتاسر دنیا است که از نظر پراکندگی در مناطقی مانند آفریقا، جنوب اروپا و مناطق شبه قاره هند، غرب استرالیا و آمریکا وجود دارد. لاروهای این حشره از مغز میوه های میزبان تغذیه می کنند و گاهی اوقات در داخل آن تونل ایجاد می کنند و در نهایت کل میوه را به یک توده آبدار و غیرقابل خوردن تبدیل خواهند کرد.
به اعتقاد متخصصان، برای مدیریت مگس میوه مدیترانه ای در باغات مرکبات، کشاورزان باید میوه های آلوده را در عمق ۵۰ سانتی متری خاک منهدم کنند.
پژوهشگران کشور با روش کنترلی با عنوانSIT و یا روش کنترل حشرات به روش «نر عقیمی» مبادرت به کنترل این آفت کردند.
بهره گیری از سامانه هسته ای آفت زدایی نخلستان های کشور در بندرعباس
این سامانه با استفاده از امواج الکترومغناطیسی و تولید گرما، می تواند تخم، لارو و سوسک سرخرطومی را از بین ببرد. حلقه موج با توان تابشی ۱۲kw، بالا بردن هیدرولیک با قابلیت جابجایی تا ارتفاع ۱۰ متر و سامانه خنک کننده از مشخصات این دستگاه است.
هدف از ساخت این دستگاه، کنترل آفت سوسک سرخرطومی خرما، کاهش مصرف سموم، حذف باقی مانده سموم در محصولات و استفاده صلح آمیز انرژی هسته ای مبتنی بر دانش روز و سازگار با محیط زیست است.
فناوری هسته ای در ایران، نماد بارزی از تلاش، خودباوری و دانش محوری متخصصان کشور است که با وجود موانع و فشارهای بین المللی، مسیر پیشرفت علمی را با قدرت ادامه داده اند. از تولید داخلی رادیوداروهای پیشرفته تا طراحی تجهیزات حساس و بومی سازی فناوری های پیچیده، همه این دستاوردها نشان داده است که ایران نه فقط به دانش فنی این حوزه دست یافته، بلکه در خیلی از زمینه ها توانسته انحصار جهانی را بشکند.
روز ملی فناوری هسته ای، نه فقط یادآور موفقیت های فناورانه، بلکه تجلی اراده ملی در راه استقلال علمی و نقش آفرینی در حوزه های جهانی است. استفاده از ظرفیت شرکت های دانش بنیان، توسعه کاربردهای صلح آمیز فناوری هسته ای در سلامت، کشاورزی و صنعت و نگاه طولانی مدت به نوآوری، آینده ای روشن تر را برای ایران ترسیم می کند؛ آینده ای که در آن علم، موتور محرکه توسعه پایدار و عزت ملی خواهد بود.
منبع: نهایت علم
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب