مهندسی بافت

مرکز مهندسی بافت

امروزه در کشورهای مختلف، علوم و فنون نوین بین رشته‌ای، به خصوص علوم بین رشته‌ای مرتبط با علوم زیستی مانند بیوتکنولوژی، نانوتکنولوژی، نانوبیوتکنولوژی و مهندسی بافت و سلول درمانی در کانون توجه و برنامه‌ریزی برای آینده قرار دارند زیرا بی‌شک میزان پیشرفت و جایگاه کشورها در سطح جهان و منطقه به این عوامل وابستگی بسیار زیادی دارد.

مهندسی بافت، علمی بین رشته‌ای و چند رشته‌ای است که هدف از آن، پیوند علوم مهندسی، زیست شناسی و پزشکی برای کمک به ترمیم بافت‌های آسیب دیده در بدن و یا حصول اندام خاصی برای پیوند به موجود زنده است؛ دستاوردی ویژه، که با اتکا بر روش‌های رایج در پزشکی امروز میسر نیست. این رشته کاملاً نوپا است به طوری که کمتر از 35 سال از عمر رسمی آن (نام‌گذاری توسط بنیاد ملی علوم آمریکا در سال 1987، به عنوان شاخه‌ای مستقل در حوزه مهندسی زیستی) می‌گذرد و بنابراین هنوز مراحل تکامل و شکل‌گیری خود را طی می‌کند و به جز مواردی چند، در بسیاری از موارد هنوز پیشرفت‌ها به اندازه کافی چشم‌گیر نبوده است که به کاربردهای بالینی و محصولات تجاری منجر شوند.

با این حال، مهندسی بافت در آینده پزشکی جایگاه ویژه‌ای داشته و طبق پیش‌بینی‌های جهانی، در زمره فرصت‌های شغلی پردرآمد قرار خواهد گرفت. دستاوردهای موفق مهندسی بافت تا به امروز شامل بافت‌هایی چون پوست، غضروف، استخوان، عصب، دریچه قلب، رگ و قرنیه بوده است. از جمله مهم‌ترین موفقیت‌هایی که تاکنون حاصل شده‌اند و کاربرد بالینی آن‌ها بر روی انسان ارزیابی شده است، می‌توان به ساخت پوست مصنوعی (®Apligraf) توسط شرکت Organogenesis در سال 1996، نای مصنوعی توسط محققان دانشگاه ‌هاروارد در سال 2008 و مثانه مهندسی شده توسط مؤسسه طب ترمیم Wake Forest در سال 2008 اشاره کرد. به تازگی گروهی از دانشمندان دانشگاه هوکایدو ژاپن موفق به ساخت ماهیچه مصنوعی قابل رشد تحت عنوان هیدروژل‌های خود رشدی مکانیکی شده‌اند.

این ماده بر اثر کشیده شدن نتنها خاصیت الاستیک خود را از دست نمی‌دهد بلکه مانند یک ماهیچه طبیعی به مرور زمان و استفاده مداوم رشد کرده و قوی تر می‌شود لذا می‌توان از این نوع ماهیچه مصنوعی برای چندین سال استفاده کرد و با رشد بدن انسان دیگر نیازی به تعویض شدن ندارند.

آسیب‌های استخوانی و ترمیم آنها همراه با بازسازی استخوان یکی از چالشهای مهم امروزی در حوزه سلامت است بطوری‌که هر ساله در حدود دو میلیون عمل گرافت استخوانی در در دنیا صورت می گیرد.

استفاده از گرفت‌های استخوان از آلوگرفت‌ها (استخوان جسد) یکی از روشهای ترمیم نقیصه های استخوانی است. اما خطراتی مانند امکان انتقال بیماری های ژنتیکی، عدم ایمنی مناسب و خطر عفونت و یا پس زدگی ترمیم و همچنین در دسترس بودن محدود جسد از جمله مشکلات استفاده ازآلوگرفتها است، بنابراین استفاده از گرفتهای سنتتیک از جنس بیوسرامیک ها نظیر هیدروکسی آپاتیت (HA)، بتا-تری کلسیم فسفات (TCPβ-)، شیشه‌های زیست فعال و سولفات کلسیم که به شکلهای مختلف مانند گرانول، پودر، قطعه و خمیر تزریق پذیر تهیه می شوند، برای ترمیم نقیصه های استخوانی مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به اینکه ترکیب استخوان به لحاظ شیمیایی ماده مرکب متشکل از نانوساختارهای آپاتیتی (هیدروکسی آپاتیت نانو ساختار با نقص کلسیم و جانشینی های یونی مانند جانشینی کربنات، منیزیوم و سدیم) همراه با اجزاء آلی می باشد، استفاده از نانو هیدروکسی آپاتیت (به شکل نانو ذرات یا نانو ساختار ها) در ترمیم نقیصه های استخوانی مورد توجه زیادی قرار گرفته است.

در ایران نیز توسعه فناوری‌های نوین جایگاه ویژه‌ای در سخنان مسئولان بلند مرتبه کشوری و اسناد بالادستی نظام از جمله نقشه جامع علمی کشور، سند چشم‌انداز و برنامه‌های پنج ساله توسعه دارد.

برای مثال هدف‌گذاری برای کسب 3 درصد بازار جهانی زیست‌فناوری و 2 درصد بازار جهانی نانوفناوری در سند نقشه جامع علمی کشور دیده شده است. همچنین در بخش مواد و فناوری‌های پیشرفته در اولویت‌های علم و فناوری کشور مصرح در نقشه علمی کشور به وضوح به نه نقش این علوم اشاره شده است:

* در اولویت‌ الف؛ فناوری‌های نانو و میکرو، فناوری زیستی، سلول‌های بنیادی، پزشکی مولکولی و گیاهان دارویی

* در اولویت‌های ب؛ زیست‌حسگرها، پلیمرها (زیستی)، ژن‌درمانی و فرآورده‌های زیستی

* در اولویت‌های ج؛ مهندسی پزشکی و علوم میان رشته‌ای بین علوم پایه با علوم بالینی

از طرف دیگر، پیشرفت‌های ایجاد شده در زمینه پزشکی در عرصه تشخیص و درمان بیماری‌ها بدون توجه به استفاده از فناوری‌های نوین امکان‌پذیر نبوده و قطعاً نیز در آینده امکان‌پذیر نخواهد بود.

مباحث سلول‌های بنیادی و مهندسی بافت، سلول‌درمانی، زیست‌حسگرهای مبتنی بر فناوری‌های نانو و بیو، سامانه‌های نوین رهایش دارو 3 و طراحی اندام‌های مصنوعی از مهم‌ترین فناوری‌های نوین مرتبط با علوم زیست‌پزشکی هستند که در کشورهای مختلف مورد توجه قرار گرفته است.

همگام با بسیاری از کشورهای دیگر دنیا، در ایران توجه به این علوم به خصوص در دهه اخیر روند رو به رشدی را نشان داده است. از جمله دانشگاه و پژوهشگاه‌هایی که در این حوزه در زمینه آموزشی و پژوهشی فعالیت دارند می‌توان به دانشکده علوم پایه و فناوریهای نوین علوم پزشکی جهاد دانشگاهی، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست‌فناوری، انستیتو پاستور، آزمایشگاه تحقیقات فناوری بن یاخته، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (دانشکده مهندسی پزشکی)، دانشگاه تهران (دانشکده علوم و فنون نوین و مرکز پژوهشی فناوری‌های نوین در مهندسی علوم زیستی)، دانشگاه علوم پزشکی تهران، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی (مرکز تحقیقات نانوتکنولوژی پزشکی و مهندسی بافت)، دانشگاه فردوسی مشهد (مرکز تحقیقات بیوتکنولوژی و مهندسی بافت)، دانشگاه تربیت مدرس (دانشکده مهندسی شیمی، دانشکده علوم پزشکی، دانشکده علوم زیستی) و دانشگاه علوم پزشکی شیراز اشاره کرد.

در این بین جهاد دانشگاهی با توجه به رسالت خود و نیز با درک اهمیت این مسئله، پژوهش در زمینه علوم نوین زیست‌پزشکی، زیست‌فناوری و مهندسی بافت را به عنوان یکی از پیشتازان این حوزه با تأسیس و شروع فعالیت پژوهشگاه فناوری‌های نوین علوم زیستی (ابن سینا) و پژوهشگاه رویان در دهه 1370-1380 هجری شمسی آغاز نمود و زیر مجموعه‌های این نهاد در این سال‌ها علاوه بر کسب افتخارات و مقام‌های مختلف در سطح ایران و جهان، در حیطه پژوهشی، فناوری، اقتصاد و آموزش در بین بهترین‌های حوزه علوم زیستی نوین جای داشته‌اند. از افتخارات جهاد دانشگاهی در این حوزه می‌توان به تولد نخستین نوزاد آزمایشگاهی با روش IVF در پژوهشگاه رویان جهاد دانشگاهی در سال 1371، تولید، تکثیر و انجماد اولین لاین سلول‌های بنیادی جنینی در پژوهشگاه رویان جهاد دانشگاهی در سال 1382، تولد «رویانا» اولین گوسفند شبیه‌سازی شده خاورمیانه در پژوهشگاه رویان جهاد دانشگاهی در سال 1385، تأسیس اولین مرکز سلول درمانی کشور توسط پژوهشگاه رویان جهاد دانشگاهی در سال 1387، دریافت جایزه علوم فناوری 2010 آیسسکو توسط پژوهشگاه علوم سلولی و ناباروری-رویان و بسیاری موارد دیگر اشاره کرد. در نتیجه تمرکز در این حوزه هم‌اکنون 16 مرکز خدمات تخصصی وابسته به جهاد دانشگاهی در حوزه‌ پزشکی در کشور فعالیت می‌نمایند.

همان‌طور که می‌دانیم با توجه به موقعیت فرهنگی و جغرافیایی و محسوب شدن استان یزد به عنوان یکی از قطب‌های پزشکی کشور، سالانه شهر یزد پذیرای تعداد زیادی از بیماران از استان‌های هم‌جوار مانند کرمان، بندرعباس و سیستان و بلوچستان با هدف درمان است. همچنین توان‌مندی تخصصی پزشکان در برخی حوزه‌ها مانند ناباروری و تولید مثل مشهود و منحصر به فرد است. با توجه به موارد یاد شده، فعالیت یک واحد پژوهشی تخصصی در حوزه فناوری‌های نوین پزشکی می‌تواند در این استان توجیه‌پذیر باشد. مهم‌ترین هدف از شکل‌گیری مرکز تحقیقات مهندسی بافت، پیوند علوم مهندسی، زیست شناسی و پزشکی است. این تعامل سبب تربیت افرادی با دانش چندجنبه‌ای می‌شود که علوم مهندسی، مسیر کاربرد زیست شناسی را به سمت پزشکی بازساختی 4 هموار کنند. نتایج این تحقیقات ابتدا در زمینه‌های مختلف در مدل‌های حیوانی بررسی می‌شود و پس از ارزیابی‌های جامع برای کارآزمایی‌های بالینی قابل استفاده است.

2- زمینه‌های فعالیت مرکز

2-1- ساخت انواع داربست های مورد نیاز در پزشکی بازساختی

دانشمندان از سال‌ها قبل قادر به کشت سلول‌ها در خارج از بدن بودند، ولی فناوری رشد شبکه‌های پیچیده و سه‌بعدی سلولی برای جایگزینی بافت آسیب دیده اخیراً توسعه یافته ‌است. برای ساخت یک بافت به شیوه‌های مهندسی، نیاز به طراحی یک داربست با ساختار فیزیکی مناسب است که امکان فعالیت مناسب سلول‌ها از جمله چسبندگی سلول‌ها به داربست، مهاجرت سلولی، تکثیر سلولی، تمایز سلولی و در نهایت رشد و جایگزینی بافت جدید را به وجود آورد. در مرحله بعد سلول‌های یاد شده باید بر روی داربست در یک محیط استریل و دور از آلودگی و دارای امکان تأمین نیازهای سلولی از جمله نیازهای تغذیه و تنفس سلولی رشد کنند و به سمت تولید بافت/اندام مورد نظر هدایت شوند.

در مهندسی بافت دو شیوه عمده برای تهیه یک بافت یا اندام جهت استفاده در بدن وجود دارد. در شیوه اول، ابتدا با استفاده از مواد و پلیمرهای زیست‌سازگار ماده‌ای دارای خواص نزدیک به شبکه خارج سلولی (داربست) برای رشد سلول‌ها تهیه شده و سپس عوامل رشد بر روی آن قرار می‌گیرد. پس از رشد مناسب سلول‌ها در فضای تخلخل‌ها، داربست از محیط آزمایشگاه به درون بدن موجود زنده منتقل می‌شود. به تدریج رگ‌ها به داربست نفوذ می‌کنند تا بتوانند سلول‌ها را تغذیه نمایند. در بافت‌های نرم بدن الزاماً داربست تخریب‌شده و بافت جدید جایگزین آن می‌شود ولی در بافت‌های سخت، می‌توان از موادی بهره گرفت، که لزوماً تخریب‌پذیر نباشند. مثالی از این روش ترمیم استخوان، تاندون و غضروف است. همچنین ممکن است در این روش با رشد سلول‌ها روی داربست یک بافت مصنوعی در محیط برون‌تنی تهیه شده و جایگزین بافت آسیب دیده گردد. بارزترین این نمونه مهندسی بافت پوست برای جایگزینی با پوست آسیب دیده است.

در روش دیگر سلول‌ها به همراه مواد اولیه مورد نیاز برای تهیه داربست با روشی مانند تزریق به بدن وارد شده و در محل تزریق داربست به شکل بافت مورد نظر شکل می‌گیرد و سلول‌ها درون داربست جای می‌گیرند. در ادامه سلول‌ها تحت شرایط فیزیولوژیکی بدن و عوامل القایی خارجی به سمت شکل‌گیری بافت مورد نظر هدایت شده و به تدریج بافت آسیب دیده ترمیم می‌گردد.

اگر سلول‌ها را، به عنوان کوچکترین اجزاء سازنده بافتهای بدن، به مثابه آجرهای سازنده یک ساختمان در نظر بگیریم، برای روی هم سوار شدن آن‌ها و تشکیل یک بافت سه بعدی، یک «داربست» شبیه اسکلت اولیه یک ساختمان لازم است. البته بر خلاف تصور رایج، ECM تنها یک حفاظ مکانیکی برای سلولها نیست، بلکه خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی آن اثر قابل توجهی در رفتار سلول دارد.

بنابراین داربست را میتوان یک «ماتریس برون سلولی مصنوعی» دانست که بایستی در غیاب همتای طبیعی خود، تمام نقشهای آن را برای سلول بازی کند، تا با فریب دادن سلول، شرایط لازم جهت ساخت ماتریس برون سلولی طبیعی را فراهم آورد و نهایتاً در زمانی مناسب شروع به تخریب کرده و جای خود را به ماتریس طبیعی سلول دهد. داربست‌ها را از نظر روش ساخت می‌توان به دو دسته طبیعی و مصنوعی تقسیم بندی کرد. داربست‌های طبیعی را می‌توان از طریق خارج‌سازی سلول‌ها از بافت‌های طبیعی انسان و باقی گذاردن یک ساختار پروتئینی به دست آورد (روش سلول‌زدایی). داربست‌های مصنوعی می‌توانند در حالت هیدروژل و یا جامد سخت باشند. با توجه به جایگاه ویژه هیدروژل‌ها در تهیه داربست‌های مهندسی بافت، بخش جداگانه‌ای به توسعه روش جدید چاپ زیستی برای تهیه داربست از این مواد اختصاص داده شده است. همچنین امروزه داربست‌های نانولیفی به جهت آنکه از لحاظ هندسی تقلیدکننده ECM طبیعی بدن (الیاف کلاژن) هستند به شدت مورد توجه قرار گرفته‌اند و لذا در مهندسی بافت ساخت داربست‌ها به روش الکتروریسندگی (ساده ترین روش موجود) مورد تأکید قرار گرفته است. گفتنی است در سالهای اخیر، به موازات شناخت بیشتر از رفتارهای سلول و روند ترمیم طبیعی بافتها و تکوین جنین، داربستهای پیشرفتهای توسعه یافته‌اند که بسیار پیچیده‌تر از داربستهای معرفی شده در تعریف سنتی مهندسی بافت هستند. در واقع داربستهای سنتی در تحقیقات اولیه مهندسی بافت به گونهای طراحی می‌شدند که تنها به عنوان یک جزء ساختاری، خصوصیات سادهای چون زیست سازگاری، استحکام مکانیکی کافی، تخلخل مناسب و نرخ تخریب تنظیم شده داشته باشند.

این در حالی است که امروزه مشخص شده است که خصوصیات شیمیایی، هندسی و مکانیکی محیط پیرامون سلول، نقش مهمی در کنترل رفتار سلول دارد و بر این اساس، داربستهای فعال و هوشمندی با استفاده از تکنیکهای مختلف از جمله اصلاح سطح طراحی شده‌اند. از دیدگاه بهبود قیمت در مرحله تولید نیز یکی از راه‌کارهای مهم، استفاده از مواد زیست فعال مصنوعی به جای مواد طبیعی گران‌قیمت است که دارای بخش عمل‌کردی بیومواد طبیعی باشند. برای کاربرد بیشتر این مواد در آینده، در حیطه زیست‌شناسی می‌بایست شناخت بیشتر روی عوامل عمل‌کردی بیومولکول‌ها و همچنین اصول زیست فعال بودن صورت بگیرد و در زمینه مهندسی نیز می‌بایست چگونگی تقلید ساختار زیست فعال و اصلاح مواد مصنوعی بوسیله عوامل فعال بررسی شود.

با نگاهی به بازار محصولات مورد تأیید FDA در پزشکی بازساختی می‌توان دریافت که محصولات فاقد سلول، بخش قابل توجهی را به خود اختصاص میدهند. در واقع چالش‌های عدیده کار با سلول، از قبیل نگه‌داری، کشت، ایمنی‌زایی و هزینه‌های بالا، سرمایه‌گزاران را به سمت رویکردهای مستقل از سلول سوق داده است. چنین محصولاتی عمدتاً بر پایه ماتریس‌های طبیعی هستند که از سلول‌زدایی بافت‌های طبیعی مختلف با منشأ انسانی یا حیوانی به دست میآیند و برای کابردهای ترمیمی در بافت‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. با وجود آن که در کشور، تنها کارخانه همانندساز بافت کیش، با چنین رویکردی به تولید محصولات متنوع پزشکی بازساختی مشغول است، عمده تv ولیدات علیرغم نیاز بالای داخلی به خارج از کشور صادر میشوند و لذا توسعه روشهای سلولزدایی از بافت‌های طبیعی به منظور تولید محصولات مورد نیاز داخل، از ضرورت ویژه و ارزش افزوده بسیار بالایی برخوردار است که پیگیری آن در استان یزد، با توجه به دسترسی مناسب به انواع بافت های طبیعی، آینده روشنی را در صنعت پزشکی بازساختی در مرکز کشور رقم خواهد زد.

2-2- طراحی و ساخت زخم پوش ها

پوست بعنوان بزرگترین عضو نقش مهمی در محافظت از بدن در برابر بیماری‌ها ایفا می‌کند و بعنوان اولین سیستم دفاعی بدن بشمار می‌آید. بهبود ضعیف زخم پس از آسیب تروماتیک، عفونت مزمن، روش‌های جراحی، و زخم دیابتی کیفیت زندگی میلیون ها نفر را هر سال در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می دهد. لذا آسیب‌های پوستی تهدید جدی برای سلامت و ایمنی زندگی مردم خواهد خواهد بود. امروزه تکنیک‌های مدرن و هوشمند الهام گرفته از فرایند درمان طبیعی بعنوان جایگزین روش‌های سنتی مرسوم مانند گاز، باند توری و هیدروژل (آلژینات و کلاژن)، تمرکز دارند.

مهندسی بافت و پزشکی بازساختی به عنوان یک رویکرد امیدوارکننده برای تولید جایگزین‌های بافتی جدید از طریق رویکردهای بیومیمتیک با ترکیب سلول‌ها، مولکول‌های زیستی، و مواد پیشرفته ظهور کرده است که داربست بعنوان یکی از ارکان اصلی ان نقش مهمی را در بازسازی بافت‌های آسیب دیده ایفا می کند.

بر اساس پیش‌بینی‌ها تا سال 2030 تعداد بیماران مبتلا به دیابت در سراسر دنیا به ۴3۹ میلیون نفر خواهد رسید. یکی از مهم‌ترین عوارض این بیماری زخم پای دیابتی است. زخم پای دیابتی اغلب از چندین عارضه دیابت مانند تغییر شکل پا، بیمار یهای شریانی محیطی و نوروپاتی محیطی شروع می شود.

نوروپاتی دیابتی نتیجه آسیب عصبی است که در اثر سطح کنترل نشده گلوکز خون ایجاد می شود و از حساسیت پوست می کاهد. تغییر شکل پا منجر به تشکیل کراتوز و پینه می شود و در نتیجه باعث تشدید زخم و حتی گانگرن می شود. همچنین بیماران دیابتی تغییراتی در سیستم مویرگی )ضخیم شدن غشای پایه، کاهش اندازه مویرگ و…( دارند. با گذشت زمان، تغییرات در سطح گلوکز به انقباض عروقی و انعقادپذیری پلاسما، ایجاد بیماری شریانی انسداد، ایسکمی و تشکیل زخم (بیماری شریانی محیطی) کمک می کند.

پانسمان‌های پیشرفته، با داشتن خواص درمانی روی زخم از جمله خواص ضدمیکروبی با قابلیت تحریک رگزایی و همچنین ویژگی های خاص و مؤثر بر زخم مانند "پوشانندگی کامل سطح زخم، قدرت بالا در ترمیم بافت های آسیب دیده، عدم آسیب به زخم هنگام تعویض پانسمان و ..." این اجازه را می دهند که زمان بین تعویض دو پانسمان طولانی‌تر شود و نیز زمان کافی برای تأثیر روی زخم را پیدا کند و در این صورت دیگر نیازی به تعویض روزانه نیست.

2-3- طراحی و ساخت سامانه‌های نوین دارورسانی

در روش‌های معمولی مصرف دارو پس از هر بار مصرف، غلظت دارو در خون و یا بافت مورد نظر افزایش و پس از مدتی کاهش می‌یابد. این در حالی است که هر دارو دارای گستره درمانی مؤثری است که غلظت‌های پایین‌تر و یا بالاتر از آن می‌تواند بی اثر و یا حتی سمی باشد. بنابراین با مصرف فرمولاسیون‌های دارویی قدیمی، بخش به نسبت بالایی از دارو پیش از رسیدن به محل هدف در دستگاه گوارش، گردش خون و بافت‌های واسط به هدر می‌رود و ممکن است موجب بروز عـوارض جانبی نیز بشود. بنابراین برای بالا بردن بازدهی و کاهش اثرات جانبی مصرف داروها بایستی به روشی غلظت دارو در خون یا بافت مورد نظر کنترل گردد. از طرفی با پیشرفت‌های ایجاد شده در دهه‌های اخیر در زمینه تولید داروهای جدید به خصوص داروهای پروتئینی که آزاد شدن آن در معده موجب تخریب آن‌ها می‌گردد و بالطبع نیاز به کنترل رهایش این داروها، امروزه پژوهش‌های گسترده‌ای بر روی روش‌های کنترل رهایش دارو در سرتاسر جهان انجام می‌گیرد.

کنترل و برنامه‌ریزی دارورسانی عموماً با دو مکانیسم کنترل فرآیندهای انتقال جرم و نیز هدف‌مندسازی صورت می‌گیرد که رسیدن به این اهداف با استفاده از مواد و پلیمرهای پیشرفته حساس به pH، دما و عوامل خارجی مانند نور، کنترل حلالیت پلیمرها و همچنین فناوری‌های نوینی مانند نانوفناوری (نانوتکنولوژی) امکان‌پذیر است.

نانوتکنولوژی یک پدیده علمی چندمنظوره، شامل ساخت و استفاده از مواد، ابزارها و سیستم‌ها درمقیاس نانو است، در واقع به معنای علم دست‌یابی به زیرساخت‌های پدیده‌ها و استفاده از سیستم‌هایی در سطح مولکولی با عمل‌کرد جدید است. امروزه نانوتکنولوژی در زمینه‌های بسیاری رسوخ کرده و راهی جدید را برای حل کردن مشکلات موجود در بسیاری از فناوری‌ها پیش روی بشرگذاشته است که شاید بتوان گفت مهم‌ترین آن داروسازی و دارورسانی است. از منظر اقتصادی پیش‌بینی می‌شود 80 درصد بازار جهانی آینده فناوری نانو مربوط به نانوپزشکی باشد که از این مقدار 64 درصد آن مربوط به دارورسانی است. دارورسانی نوین سهم زیادی از موفقیت‌های چشم‌گیر خود را مدیون ویژگی‌های منحصر به فرد و مهیج نانوذرات است. از این خصوصیات می‌توان به نسبت سطح به حجم بسیار بالا، ایجاد حلالیت مناسب، کوچکی مناسب برای عبور از سدها و منافذ سلولی و خونی، قابلیت تجمع در بافت هدف و توان گریز از سیستم ایمنی اشاره کرد. از مهم‌ترین نانوساختارها و نانوداروهایی که در سامانه‌های دارورسانی نوین استفاده شده‌اند می‌توان به نانولیپوزوم‌ها (بیش از 130 محصول تأیید شده FDA)، کپسوئیدها و ویروس‌ها، نانوذرات و نانوکپسول‌های پلیمری، سرنگ‌های نانو و میکرو، نانولوله‌های کربنی و ... اشاره کرد.

بنابراین با استفاده از سامانه‌های نوین دارورسانی که عموماً در طراحی آن‌ها از فناوری‌های نوین استفاده می‌شود، می‌توان به اهداف مهمی مانند افزایش بازدهی درمانی، کاهش دز مصرفی، اجازه استفاده از روش‌های درمانی جدید و امکان استفاده از داروهای بسیار سمی دست یافت. شاید بتوان گفت دارورسانی نوین انقلاب علمی-تجاری داروسازی و پزشکی بوده است که نسیم نوید بخش بیشتر و بهتر زندگی کردن را به انسان می‌دهد. فاکتورهای رشد که در روند تمایز و رشد و تکثیر سلول‌ها نقش اساسی دارند، نیمه عمر مفید بسیار کمی دارند (در حد چند دقیقه) و در محیط درون تنی سریعاً تخریب می‌شوند، بنابراین نمی‌توان به صورت مستقیم از آن‌ها استفاده کرد. همچنین در صورت استفاده مداوم و سیستماتیک از این فاکتورها به دلیل تجمع آن‌ها، اثرات سمیت دیده می‌شود. از دیگر مشکلات استفاده از این مواد، عدم عبور آن‌ها از سدهای بیولوژیک که عمدتاً از جنس لیپید دولایه است، می‌باشد. دلیل این مشکل پایین بودن ضریب نفوذ و ضریب توزیع در فاز چربی می‌باشد. به همین دلیل نیاز به یک سیستم انتقالی برای فاکتورهای رشد ضروری است تا آن‌ها را به محل هدف برساند و از پراکنده شدن سریع آن‌ها جلوگیری کند. سیستم‌های انتقالی بسیار متنوعی برای این منظور وجود دارد که یا می‌توانند طبیعی باشند و یا سنتزی. اتصال فاکتور رشد به این حامل‌ها می‌تواند کووالانسی یا غیر کووالانسی باشد. امروزه تثبیت فاکتورهای رشد به عنوان یکی از روشهای مهندسی در کنترل عوامل محیطی مؤثر در سونوشت سلولهای بنیادی مطرح است. تثبیت فاکتورهای رشد علاوه بر ایجاد غلظت پایدار فاکتور رشد، مزایایی چون تنظیم نظم قرارگیری آن در فضا، حفظ فعالیت زیستی، جهت‌دهی دقیق‌تر سلولها به یک سرنوشت واحد و کاهش میزان فاکتور رشد مورد نیاز را دارد. در میان سامانههای انتقال ذره‌ای، دو دسته میکروذرات (1-1000 µm) و نانوذرات (<1µm) تقسیم‌بندی می‌شوند. نانوذرات پس از اعمال سیستمیک خواص انتقالی و پروفایل فارماکوکینتیک بهتری نشان می‌دهند. به این دلیل که این ذرات می‌توانند از طریق مویرگ‌ها و سطح اپیتلیال بیشتر به عمق بافت نفوذ کنند و بنابراین به میزان کافی ذرات را به بافت هدف می‌رسانند. هم چنین ساختارهای نانو خواص فیزیکوشیمیایی خاصی دارند که باعث افزایش و بهبود خواصی مانند نفوذپذیری، حلالیت، توزیع زیستی، خواص رهایش و ایمونوژنیسیته و از همه مهم‌تر توانایی هدف قرار دادن یک بافت خاص با کمترین توزیع در سایر بافت‌ها، می‌شود.