گروهی از محققان MIT به رهبری پروفسور پائولا هموند (Paula Hammond)، شیوه‌ای نوین برای تولید سریع و گسترده نانوذرات پوشیده‌شده با پلیمر معرفی کردند. این نانوذرات که حاوی داروهای درمانی هستند، قابلیت هدف‌گیری مستقیم تومورها را دارند و با آزادسازی کنترل‌شده دارو در محل، اثربخشی درمان سرطان، به‌ویژه سرطان تخمدان، را افزایش می‌دهند.

هموند در این‌باره گفت: «ما طی سال‌های اخیر موفقیت‌های چشم‌گیری در مدل‌های حیوانی سرطان تخمدان داشته‌ایم. حالا برای تجاری‌سازی این نانوذرات، باید بتوانیم آن‌ها را در مقیاس صنعتی تولید کنیم.»

طی یک دهه گذشته، تیم هموند از روشی به نام «مونتاژ لایه به لایه» برای ساخت نانوذرات بهره برده است. این روش امکان ساختاردهی دقیق نانوذرات را فراهم می‌کند، به‌طوری‌که لایه‌هایی از پلیمرهای دارای بار مثبت و منفی به‌صورت متناوب روی سطح ذرات قرار می‌گیرند. این لایه‌ها می‌توانند حامل دارو، عوامل هدف‌گیر یا مولکول‌های درمانی باشند.

روش سنتی مونتاژ لایه به لایه نیازمند مراحل زمان‌بر مانند سانتریفیوژ برای حذف پلیمرهای اضافی پس از هر لایه‌گذاری بود؛ روشی که به گفته پژوهشگران، برای تولید انبوه و استفاده بالینی مناسب نیست.

اگرچه در سال‌های اخیر یکی از دانشجویان دکتری آزمایشگاه هموند از روشی به نام فیلتراسیون جریان مماسی (Tangential Flow Filtration) برای تسهیل فرآیند بهره گرفت، اما این روش نیز محدودیت‌هایی در مقیاس تولید داشت.

در این پژوهش جدید، محققان با بهره‌گیری از یک دستگاه اختلاط میکروسیالی، موفق شدند فرآیند افزودن لایه‌های پلیمری را به‌صورت پیوسته و بدون نیاز به جداسازی‌های مکرر انجام دهند. این دستگاه به ذرات اجازه می‌دهد تا از یک کانال بسیار باریک عبور کنند و در مسیر، لایه‌های پلیمری دقیقاً به میزان مورد نیاز به آن‌ها افزوده شود.

هموند در این رابطه گفت: «مهم‌ترین نکته این است که ما نیاز به مراحل جداسازی پرهزینه و زمان‌بر را حذف کرده‌ایم. این یک گام کلیدی در مسیر تجاری‌سازی است.»

این فرآیند جدید با استانداردهای تولید صنعتی دارو (GMP) نیز همخوانی دارد و امکان تولید نانوذرات در شرایط بهداشتی و با کیفیت ثابت را فراهم می‌کند. جالب آن‌که همین نوع دستگاه میکروسیالی پیش‌تر در تولید واکسن‌های mRNA نیز مورد استفاده قرار گرفته است.

دکتر ایوان پیرز (Ivan Pires)، نویسنده اصلی این مقاله و پژوهشگر کنونی در بیمارستان بریگام و زنان، اظهار داشت: «این فرآیند نه‌تنها خطای انسانی را کاهش می‌دهد، بلکه امکان انتقال سریع نوآوری‌های نانوذره‌ای از آزمایشگاه به مرحله آزمایش بالینی را فراهم می‌سازد.»

با این پیشرفت، نانوذرات طراحی‌شده توسط تیم MIT یک قدم به ورود به مرحله آزمایش بالینی انسان نزدیک‌تر شده‌اند؛ دستاوردی که می‌تواند درمان‌های سرطان را هدفمندتر، مؤثرتر و با عوارض جانبی کمتر کند.