تم النشر اليوم 08-12-2025 | الأنابيب النانوية الكربونية في الطب خصائص الأنابيب النانوية الكربونية

خصائص الأنابيب النانوية الكربونية

للأنابيب النانوية الكربونية العديد من الصفات الفريدة سواءً المرتبطة بالحجم، الخصائص الكهربائية، الكيميائية والبنائية، والتي جميعاً تجعل الأنابيب النانوية الكربونية جذابة كأرصفةٍ لتسليم الدواء والاستشعار الحيوي، وذلك بهدف علاج العديد من الأمراضA. Bianco, K. Kostarelos, M. Prato, “Applications of carbon nanotubes in drug delivery” Current Opinion in Biotechnology 9, 674 (2005). وكذلك الضبط غير الاجتياحي لمستويات الجلوكوز في الدم بالإضافة إلى الخصائص الكيميائية الأخرى للجسم البشري.

الخصائص الكهربائية والبنائية التركيبية

قد تكون الأنابيب النانوية الكربونية معدنيةٍ أو شبه موصلةٍ اعتماداً على بنيتها الهيكلية. ويرجع هذا إلى بنية الغرافين الإلكترونية الفريدة والتناظرية. فلو كان عندنا أنبوبين نانويين يرمز لهما بالرمزين (n، m)، وكانت m n، فإن الأنبوب النانوي يكون معدني؛ أما إذا كانت n-m هي حاصل ضرب ثلاثة، فإن الأنبوب النانوي يكون شبه موصلاً فجوة النطاق بفجوة نطاقٍ صغيرة الحجم جداً، وإلا، يكون الأنبوب النانوي الكربوني شبه موصلٍ معتدلٍCarbon nanotube science Synthesis, Properties and Applications, by P.J.F. Harris (Cambridge University Press, Cambridge, ).. ومن ثم، تتسم الأنابيب النانوية الكربونية الأريكية (n m) بأنها معدنيةٌ، والأنابيب النانوية (5،0)، (6،4)، (9،1)، إلخ تتسم بأنها شبه موصلةٍ. ولذلك، تكون لبعض الأنابيب النانوية الكربونية موصليةً أعلى من النحاس، في حين تتصرف البعض الآخر منها كالسيليكون.

الخصائص البعدية

بسبب أبعادها النانوية، تجري عملية نقل الإلكترون عبر التأثيرات الكمومية وستتجمع فقط حول المحور في الأنبوب. وهنا نلاحظ أن مثل تلك الخصائص الكهربائية والبنائية يكون لها دورٌ فعالٌ في الاستفادة من الأنابيب النانوية الكربونية كمستشعرات حيوية بسبب أن التغيرات الجارية في الأنابيب النانوية الكربونية قد تزيد من أهمية الكيانات الحيوية التي تم تصميمها للاستكشاف. وبسبب حيقية أن صغر حجم الأنابيب النانوية الكربونية (نانوية المقياس) يسمح لهم بتوصيل جرعاتٍ أقلٍ من الأدوية لخلايا مريضةٍ بعينها داخل الجسم ومن ثم تقلص الآثار الجانبية والمؤذية للخلايا الصحية السليمة وذلك على عكس الأدوية التقليدية، وذلك كله بينما تقوم بتحسين كفاءة استهداف الخلايا الممرضة أو المريضة.

الخصائص الكيميائية

لوحظ أن الأنابيب النانوية الكربونية قد زادت من القدرة على المحلولية (التحلل في المحلول) عندما يتم توظيفها مع الليبيدات والتي قد تجعل حركتها عبر الجسم البشري أيسر وتقلل كذلك من مخاطر الإعاقة في مسارات الأعضاء البشرية الحيوية. وبقدر القلق حيال الخصائص البصرية التي أظهرتها الأنابيب النانوية الكربونية بأن لها القدرة على إظهار كفاءة امتصاصٍ بصريةٍ قويةٍ في بعض النوافذ المطيافية والتي منها الضوء القريب من الأشعة تحت الحمراء، وأنه عندما تم توظيفها مع كيانات الربط الخاصة للخلايا السرطانية سمحت بالتدمير الانتقائي للخلايا الممرضة (مثل الخلايا السرطانية) مع استخدام الأشعة القريبة من تحت الحمراء في تطبيقات توصيل الدواء.

الأنابيب النانوية الكربونية في توصيل الدواء وعلاج السرطان (الأورام)

تعتبر عملية توصيل الدواء من المجالات المتنامية والتي تستفيد في وقتنا الحاضر من تقانة أنبوب نانوي الأنابيب النانوية . ومن الأنظمة المستخدمة في وقتنا الحالي لتوصيل الدواء كلٌ من دندرايمر (dendrimers)، المبلمرات والجسيمات الشحمسة (ليبوسومات) (liposomes)، إلا أن الأنابيب النانوية الكربونية وفرت الفرصة للعمل مع الهياكل الفعالة والتي لها إمكانيات تحميلٍ عاليةٍ للدواء وسمات اختراقٍ للخلية. وتتسم تلك الأنابيب النانوية الكربونية بأنها تتعامل مع كمياتٍ داخليةٍ أكبر حجماً ليتم استخدامها كمستوعبٍ للدواء، كما أنها تتسم بنسب سمة الضخامة للمرفقات الوظيفية المتعددة، بالإضافة إلى القدرة على أن يتم امتصاصها بواسطة الخليةHilder, TA, and JM Hill. Modeling the Loading and Unloading of Drugs into Nanotubes. Small 5, 300-08 ( ).. وبسبب بنيتها الأنبوبية، فيمكن تصنيع الأنابيب النانوية الكربونية بأقماع نهايةٍ أو بدون، أي أنه بدون أقماع نهايةٍ فيكون الدواء المتواجد بداخلها أكثر قابليةٍ على الوصول إليه. إلا أنه أُثيرت مشكلات الآن مع ظهور أنظمة توصيل الدواء القائمة على الأنابيب النانوية الكربونية، ومن تلك المشكلات نقص القدرة الذوبانية، حوادث التثاقل (clumping)، وانتصاف العمرPastorin, G. Crucial Functionalizations of Carbon Nanotubes for Improved Drug Delivery A Valuable Option? Pharmaceutical Research 26, 746-69 ( ).. إلا أنه على الرغم من ذلك، فإن تلك المشكلات يتم مواجهتها حالياً وقد تحولت إلى صور تقدمٍ في مجال الأنابيب النانوية الكربونية. وهنا نلاحظ أن مزايا استخدام الأنابيب النانوية الكربونية كناقلاتٍ نانويةٍ لتوصيل الدواء ظلت حيث استمرت عمليات امتصاص الخلية لهذه الهياكل فعالةً حيث كانت التأثيرات رائدةً وجليةً، موضحةً أن الأنابيب النانوية الخاصة يمكن أن تكون أقل ضرراً كآلاتٍ نينويةٍ إنج nenovehicles لتوصيل الدواءBhirde, AA, V. Patel, J. Gavard, GF Zhang, AA Sousa, A. Masedunskas, RD Leapman, R. Weigert, JS Gutkind, and JF Rusling. Targeted Killing of Cancer Cells in Vivo and in Vitro with EGF-Directed Carbon Nanotube-Based Drug Delivery. ACS Nano 3, 307-16 ( ).. هذا بالإضافة إلى أن تغليف الدواء أظهر أنه يزيد من تشتت المياه، يحسن من الإتاحة الحيوية (التوافر البيولوجي)، بل ويقلل من السمية. هذا ويفر تغليف الجزيئات تطبيقاً لتخزين المادة بالإضافة إلى حمياتها وضبط إطلاق الجزيئات المحملة . وهنا نلاحظ كذلك أن كل هذا يسفر عن تأسيس قاعدةٍ جيدةٍ لتوصيل الدواء حيث يمكن تحسين الأبحاث المستقبلية والتفهم لتلك العملية بناءً على العديد من صور التقدم الأخرى، مثل زيادة ذوبانية الماء، تناقص السمية، انتصاف الحياة المطرد، تزايد اختراق الخلية وامتصاص الدواء، فهذه السمات جميعها جديدةٌ ولكنها أفكارٌ غير مطورةٍ.

العلاج بأسر نيوترون البورون

طور ناريان هوسمان (Narayan Hosmane) ومعاونيه مدخلاً جديداً مؤخراً لطريقة العلاج بأسر (التقاط) نيوترون البورون في علاج السرطان باستخدام الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار المستبدلة، القابلة للذوبان في الماء والمزودة بالكربونيتZ. Yinghuai, A. Peng, K. Carpenter, J. Maguire, N. Hosmane, and M. Takagaki (2005) Substituted Carborane-Appended Water-Soluble Single-Wall Carbon Nanotubes New Approach to Boron Neutron Capture Therapy Drug Delivery, Journal of the American Ch ical Society 125, 9875-9880.. وقد تم توصيل أقفاص الكربونيت C2B10 المستبدلة بنجاحٍ بالحوائط الجانبية للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار عبر الإضافة الحلقية للنيترين (nitrene cycloaddition). كما تم إنجاز مهمة دق رؤوس (decapitations) أقفاص الكربونيت C2B10 تلك، مع تفاعل الأنابيب النانوية الكربونية، من خلال رد الفعل مع هيدروكسيد الصوديوم في الإيثانول التكثيفي الراجع (refluxing ethanol). وخلال عملية التكثيف الارتجاعي القاعدي (base reflux)، تفتح الحلقة الثلاثية المشكلة بواسطة النيترين (nitrene)، والأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار، لإنتاج أنابيبٍ نانويةٍ كربونيةٍ أحادية الجدار قابلة للذوبان في الماء، وفيها يتم توظيف الحوائط الجانبية بواسطة وحدات الكربونين نيدو- C2B9 (substituted nido-C2B9 carborane unit) وأنصاف الإيثوكسيد (ethoxide moieties). ويُرمز للمركبات الجديدة كلها بأطياف EA، SEM، TEM، UV، NMR، و IRوالتحاليل الكيميائية. حيث أظهرت إحدى دراسات توزيع الأنسجة المختارة على إحدى تلك الأنابيب النانوية، ([Na+][1-Me-2-((CH2)4NH-)-1,2-C2B9H10][OEt])n(SWCNT) (Va)، أن ذرات البورون تتركز بصورةٍ أكبر في خلايا الأورام أكثر من تركيزها في الدم والأعضاء الأخرى، مما يجعلها آلة نانوية جاذبة لتسليم البورون إلى الخلايا السرطانية كطريقةٍ علاجيةٍ بالتقاط نيوترون البورون الفعال وذلك في علاجها للسرطان.

التدمير الانتقائي الخلية السرطانية

يمكن استخدام الأنابيب النانوية الكربونية كناقلاتٍ حيويةٍ اصطناعيةٍ وكعوامل قريبةٍ من- الأشعة تحت الحمراء لتدمير الخلية السرطانية الانتقائيN. W. S. Kam, M. O’Connell, J. A. Wisdom, H. Dai, “Carbon nanotubes as multifunctional biological transporters and near-infrared agents for selective cancer cell destruction” PNAS 102, 11600 (2005).. والأنظمة الحيوية معروفة بأنها شفافةٌ بدرجةٍ عاليةٍ إلى 700- إلى 1، 100 نانومتراً قرب ضوء الأشعة تحت الحمراء. وقد أظهر الباحثون أن القدرة البصرية القوية على الامتصاص للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار في النافذة المطيافية الخاصة، وهي خاصيةٍ غير واضحةٍ للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار، يمكن استخدامها في المحاكاة البصرية للأنابيب النانوية داخل الخلايا الحية لإنتاج ناقلاتٍ حيويةٍ أنبوبيةٍ نانويةٍ متعددة الوظائف. فهي تستخدم الأوليغونيوكليوتيدات (oligonucleotides) المنقولة إلى داخل خلايا هيلا الحية (Hela)بواسطة الأنابيب النانوية. وتنقل الأوليغونيوكليوتيدات موقعها إلى داخل نواة الخلية على ضوء التمزق الإندرسومي (endosomal rupture) الذي تستثيره نبضات ليزر NIR (NIR laser pulses). حيث تسبب إشعاع NIR المستمر في موت الخلية بسبب التسخين المحلي المتزايد للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار في المختبر في المختبر (in vitro) . وقد تم تحقيق عملية تدمير الخلية السرطانية الانتقائي بواسطة وظيفية الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار مع شاردة حمض الفوليك (folate moiety)، بالإضافة إللى كلٍ من التدخل الانتقائي للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار داخل الخلايا الموسومة بمحددات حمض الفوليك مستقبل الأورام السرطانية وموت الخلايا على أثر الإشعاع NIR، بدون إيذاءٍ أو ضررٍ للخلايا السليمة الخالية من المستقبِل. ومن ثم، فإن قدرات الأنابيب النانوية الكربونية على النقل المصاحبة مع كيمياء الوظيفية المناسبة وخصائصها البصرية الخفية قد تؤدي إلى وجود رتبٍ جديدةٍ من المواد النانوية لتوصيل الدواء وعلاج السرطان.

استهداف الورم السرطاني

أُجريت العديد من الأبحاث عملية التوزيع الحيوي المعملي وكفاءة استهداف الأنابيب النانوية الكربونية الفعال العالي للخلايا الورمية في الفئران وذلك من أجل علاج السرطانZ. Liu, W. Cai, L. He, N. Nakayama, K. Chen, X. Sun, X. Chen, H. Dai, “In vivo biodistribution and highly efficient tumor targeting of carbon nanotubes in mice” Nature Nanotechnology 2, 47 ( ).. هذا وقد أُجريت الأبحاث والتحقيقات حول التوزيع الحيوي للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار الراديوية في الفئران بواسطة تصوير مقطعي بالإصدار البوزيتروني التصوير المقطعي بالإصدار البويزتروني الحيوي (إن فيفو)، ومطيافية رامان (Raman spectroscopy). حيث وُجِدَ أن الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار التي قامت بوظيفتها مع ليبيدات الفوسفات (phospholipids) والحاملة لمتعدد إيثيلين الجليكول (polyethylene-glycol) تتسم بأنها ثابتةٌ حيوياً (إن فيفو) بدرجةٍ مذهلةٍ. هذا وقد تم دراسة تأثير طول سلسلة متعدد إيثيلين الجليكول. حيث أظهرت الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار لمتعدد إيثيلين الجليكول مرات دورةٍ دمويةٍ أطول نسبياً والامتصاص الأقل للنظام الشبكي (reticuloendothelial syst ). ونلاحظ أنه أُمكِنَ الحصول على استهدافٍ فعالٍ إنتغرين للإنتغرين بالأورام الإيجابية في الفئران بواسطة استخدام الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار المغطاة بسلاسل متعدد إيثيلين الجليكول المتصلة بدهون (ببتيد) حمض الأرجينين – الغليسين- الأسبارتيت (arginine–glycine–aspartic). ويعزو التجمع العالي للورم إلى التأثير المتعدد للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار. كما تم استخدام توقيع رامان (Raman signature) لجس وجود الأنابيب النانوية في أنسجة الفئران وتأكيد النتائج الإشعاعية.

الأنابيب النانوية الكربونية كمستشعرات حيوية

مستشعرات الجلوكوز الحيوية

تم تصنيع مستشعرات البلازما- الأنابيب النانوية الكربونية البوليمرية الأمبيرومترية الحيويةH. Muguruma, Y. Matsui, Y. Shibayama, “Carbon Nanotube-Plasma Polymer-Based Amperometric Biosensors Enzyme-Friendly Platform for Ultrasensitive Glucose Detection” Jpn. J. Appl. Phys. 46, 6078 ( ).. حيث تم تصنيع مستشعرين إنزيمين أمبيرومترين حيويين. حيث كان لأحدهما أنابيب نانوية كربونية أحادية الجدار، في حين كان للآخر أنابيب نانوية كربونية متعددة الجدران، وعلى الرغم من ذلك، فقد تم دمج أغشية الإنزيم البوليمرية الرقيقة في كليهما. تم غمس أكسيديز إنزيم الجلوكوز (enzyme glucose oxidase) وغشاء أنبوب نانوي كربوني مع أغشية الإنزيم الرقيقة البوليمرية للأسيتونتريل بسمك 10 نانومتراً. هذا وقد تم إيداع طبقةٍ من أغشية الإنزيم البوليمرية الرقيقة على قطب الذهب. وبهدف تسهيل الاتصال الكهروكيميائي فيما بين طبقة الأنبوب النانوي الكربوني وأكسيديز إنزيم الجلوكوز، حيث تم معالجة الأنابيب النانوية الكربونية ببلازما الأكسجين. وقد أظهر الجهاز مع الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار حساسيةً أعلى من تلك التي تستعرضها الأنابيب النانويوة الكربونية متعددة الجدران. وأظهر مستشعر الجلوكوز الحيوي حساسيةً فائقةً (حساسيةً تقٌدَر بـ 40 µA mM-1  cm-2، معامل ارتباط 0.992، ومدى استجابة خطية يتراوح من 0.25 – 1.9 mM، وحد اكتشاف يصل إلى 6.2 µM عند S/N 3، +0.8 V ضد Ag/AgCl)، واستجابة سريعة ( الأنابيب النانوية متعددة الجدران 10 (MWNT10) > كوارتز > C60. وقد أضعفت الأنابيب النانوية أحادية الجدار بصورةٍ دالةٍ من بلعمة AM في حالة الجرعة المنخفضة والتي تُقَدَّرُ بـ 0.38 2  cm/µg، في حين تسببت الأنابيب النانوية متعددة الجدران 10 و C60 في الإصابة في حالة الجرعة الأعلى والتي تُقَدَّرُ بـ 3.06 2  cm/µg. كما أظهرت البلاعم (macrophages) التي تعرضت للأنابيب النانوية وأحادية الجدار ومتعددة الجدران 10 عند 3.06 2  cm/µg سماتٍ خاصةٍ تتعلق بالتنكرز necrosis والتفسخ (degeneration). هذا وقد تواجدت إشارةٌ لموت الخلية الدماغية. وقد اختتمت الدراسة معلقةً أن المواد النانوية الكربونية ذات التراكيب الهندسية المختلفة تستعرض ظواهر تسمم خلويٍ وكذلك حيويةٍ مختلفةٍ تماماً في المختبر، على الرغم من احتمالية عدم انعكاسها في التسمم المقارن في الطبيعة .

إجراءات مستقبلية

ما زال هناك حاجةً إلى إجراء المزيد من الأبحاث في مجال اختبار التأثيرات طويلة المدى للأنابيب النانوية أحادية الجدار الوظيفية في الفئران وعملية الإزالة السرعة لها من الفئران كذلك. كما يجب أن تخضع الأنابيب النانوية أحادية الجدار للبحث والاستقصاء المستقبلي بهدف توضيح تأثيرات الحجم والشكل على توزيع المواد النانوية داخل الأورام لإلقاء مزيداً من الضوء على تطبيقات الخصائص التركيبية والفيزيائية للأنابيب النانوية أحادية الجدار للمداخل العلاجية المتوقعة. كما أن عملية اكتشاف الجلوكوز يمكن زيادتها ودعمها بواسطة استخدام أنبوباً نانوياً كربونياً في رصيف نانومتري إنزيمي رقيق والذي يسمح بالانتقال السهل للإلكترون فيما بين الأنبوب النانوي الكبوني والقطب الكهربائي المعدني الأولي، ومن ثم يسمح بتطبيق طريقةٍ غير اجتياحيةٍ لضبط جلوكوز الدم. هذا ولابد من بذل المزيد من الجهد حول قضية تشخيص الآليات المسؤولة عن بعض الاستجابات المحددة بهدف تصميم مستشعراتٍ حيويةٍ مُثلى لاستكشاف الكيانات الكيميائية/ الحيوية الأخرى والتي منها دي أن إيه الحمض النووي ، فيروس الفيروسات ، بكتريا البكتريا و ممرض المممرضات ، بالإضافة إلى الجلوكوز. هذا وما زال مجال الأنابيب النانوية الكربونية حقلاً غير مستكشفاً نسبياً، وأن المجالات الأخرى المتقدمةً بسرعةٍ، والتي تشرك تلك الأنابيب النانوية فيها، ما زالت قابلةٌ للدفع إلى ما هو أبعد. حيث تنوعت وتوسعت الأنابيب النانوية بصورةٍ حادةٍ منذ محاولات دمجها في العديد من المجالات المختلفة بسبب خصائصها المادية العظيمة. فأي كمية تحسينات يمكن إجرائها للأنابيب النانوية الكربونية من خلال استخدام تقنياتٍ وأساليبٍ متعددةٍ. فعلى سبيل المثال، ظهر أنه بواسطة الغزل الكهربائي (electrospinning) والأنابيب النانوية أحادية الجدار الموظفة للبلازما، تحسن الالتحام بمصفوفات المبلمرات المحيطة بصورةٍ عظيمةٍ جنباً إلى جنبٍ مع خصائص شد الأنابيب النانوية Yoon, OJ, HW Kim, DJ Kim, HJ Lee, JY Yun, YH Noh, DY Lee, DH Kim, SS Kim, and NE Lee. Nanocomposites of Electrospun Poly[(D,L-lactic)-co-(glycolic acid)] and Plasma-Functionalized Single-Walled Carbon Nanotubes for Biomedical Applications. Plasma Processes and Polymers 6, 101-09 ( ).. هذا بالإضافة إلى أننا نعلم أن غالبية الأنابيب النانوية تم إزالتها من الجسم بصورةٍ سريعةٍ بعد أن تم توزيعها خلاله Lu, F., L. Gu, M. J. Meziani, X. Wang, P. G. Luo, L. M. Veca, L. Cao, and Y. Sun. Advances in Bioapplications of Carbon Nanotubes. Advanced Materials 21, 139-52 ( ).. فهذا يُقلل من فرص مستويات التسمم العالي في الدم. كما أن العديد من الخصائص الأخرى تزيد عدد الفرص المتاحة مع استخدام الأنابيب النانوية الكربونية. فوظيفية الأنابيب النانوية الكربونية الجيدة تسمح لنا بوصل عددٍ من مجموعات الأنابيب من مختلف الأنظمة. فالوسمات الإشعاعية يمكن وصلها ليتم استخدامها في مجال التصوير الحيوي. وكما ذكرنا آنفاً، فقد لوحظ وجود الفلويات في الأنابيب النانوية الكربونية العادية، إلا أن وصل الوسمات (Labels) سمح بنافذة تصويرٍ أعظم. هذا ويمكن استخدام تلك القدرة الواسمة في الأغراض الاستهدافية الأخرى. فعلى سبيل المثال، وصل المجموعات المستهدفة بالأنابيب النانوية الكربونية قد يفتح الأبواب لتطبيق أنظمة توصيل دواءٍ خاصةٍ جداً. حيث تم توضيح أن الأنابيب النانوية الكربونية استُخْدِمَت لتوصيل الأدوية لبعض خلايا (epithelium) السرطانية المحددة، وقد تم إنجاز تلك المهمة بنجاح . حيث أظهر قتل تلك الخلية السرطانية مجالاً واعداً للعديد من التحسينات الأخرى في علاج السرطان بالإضافة إلى علاج العديد من الأمراض المعدية الأخرى. ومع الأنابيب النانوية المستهدَفة المستخدمة لتوصيل الدواء، يمكن استهداف خلايا خاصة للاستيلاء على الأنابيب النانوية الكربونية، كما ظهر مع خلايا الورم الدماغي . هذا ومع تلك الدراسات، وُجِدَت معدلات تسممٍ منخفضةٍ عندما تم حقن الفئران بالأنابيب النانوية الكربونية متعددة الجدران. وهنا نلاحظ أن الأنابيب النانوية الكربونية قد تكون اختياراً قيماً عند مراعاة مثل تلك التطبيقات ك توصيل الدواء أو التصوير الحيوي بسبب كونها وظيفية بالفعل، تُظهر خصائصاً للمادة ممتازة، يمكن استخدامها كعوامل تصويرٍ أو مستشعراتٍ وكذلك تحافظ على فتح باب البحث والتجريب للعديد من صور التقدم والإنجازات المستقبلية الأخرى. _ الأنابيب النانوية الكربونية في الطب إنج Carbon nanotubes in Medicine . أصبحت الأنابيب النانوية الكربونية إنج Carbon nanotubes من الأمور الشائعة في يومنا الحالي في مجال الأبحاث الطبية العالمية، حيث تركزت عليها الأبحاث العلمية في تخصصات توصيل الدواء ، طرق اللاستشعار الحيوي لعلاج الأمراض وضبط الصحة. فقتانة أنابيب نانوية كربونية الأنابيب النانوية الكربونية أظهرت أنها تتمتع بالقدرة على تغيير وتحويل عملية توصيل الدواء وسبل الاتسعشار الحيوي لما هو أحسن وأفضل من الوضع القائم في أيامنا الحالية، ومن ثم، فقد حازت الأنابيب النانوية الكربونية تركيز الاهتمام في مجالات الطب المختلفة. فلاستخدام الأنابيب النانوية الكربونية في مجال توصيل الدواء والاستشعار الحيوي القدرة على إحياء وانعاش لاثورة الطبية مرةً أخرى. فقد أثبتت وظيفية أنابيب نانوية كربونية أحدية الجدار الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار لأنها قادرةٌ على زيادة المحلولية والسماح بالقدرة على استهداف الأورام أو توصيل الدواء بصورةٍ كافيةٍ. كما أن الوظيفية تمنع الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار من أن تصبح مسممةً للخلايا أو تغير من وظيفة الخلايا المناعية. ونلاحظ أن السرطان، وهو مجموعةٍ من الأمراض والتي تنمو فيها الخلايا بصورةٍ غير منتظمةٍ، كان واحداً من الأمراض التي تم تفحصها بمراعاة كيفية استجابتها لعملية توصيل الدواء من خلال استخدام الأنابيب النانوية الكربونية. في حين نلاحظ أنه في يومنا هذا، فإن علاجات السرطات تشتمل أساساً على الجراحة، العلاج الإشعاعي، والعلاج الكيماوي. إلا أنه يجب الوضع في الاعتبار أن تلك الطرق العلاجية تحمل في طياتها آلاماً كثيرةً، فهي جد مؤلمةٍ، وتقتل العديد من الخلايا بالإضافة إلى إنتاج تأثيراتٍ جانبيةٍ متعددةٍ. في حين أظهرت آليات توصيل الدواء باستخدام الأنابيب النانوية الكربونية القدرة على استهداف الخلايا السرطانية الخاصة بجرعاتٍ أقلٍ من الأدوية التقليدية المستخدمةC. Srinivasan, “Carbon nanotubes in cancer therapy” Current Science 94, 300 ( ).، وهذا تماماً ما هو مفيد وفعال في قتل الخلايا، في حين لا يقوم بتدمير أو إيذاء الخلايا السليمة ويقلل بصورةٍ واضحةٍ من التأثيرات الجانبيةT. A. Hilder, J. M. Hill, “Carbon nanotubes as drug delivery nanocapsules” Current Applied Physics 8, 258 ( ).. ومن ناحيةٍ أخرى، فقد أصبحت سبل ضبط جلوكوز الدم عند مرضى السكر اجتياحية ومؤلمةً في أيامنا هذه. فعلى سبيل المثال، تتضمن إحدى تلك الطرق مستشعرٍ للجلوكوز المستمر مدمجةً في إبرةٍ يجب حقنها تحت الجلد لضبط مستويات تدفق الجلوكوز كل بضعة أيامٍ تقريباً M. Metzger, G. Leibowitz, J. Wainstein, B. Glaser, I. Raz, “Reproducibility of glucose measur ents using the glucose sensor” Diabetes Care 25, 1185 (2002).. في حين تتضمن طريقةً أخرى شرائط شبط الجلوكوز والتي يجب عندها تناسب الدم. وهنا نلاحظ أن تلك الطرق ليست فقط غازية واجتياحية، إلا أنها قد تسفر في بعض الأحيان عن نتائجٍ غير دقيقةٍ. حيث وُجِدَ أن 70 من قراءات الجلوكوز والتي نحصل عليها من مستشعرات الجلوكوز الدائم اختلفت بنسبة 10 أو أكثر وأن نسبة 7 اختلفت بنسبة أعلى من 50 . إلا أنه في الوقت ذاته، فقد أظهرت مساحة السطح التي يمكن الوصول إليها كهروكيمائياً، بالإضافة إلى الموصلية العالية والخصائص البنائية التركيبية المفيدة، القدرة على الاستخدام المتوقع للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار ومتعددة الجدار في تصنيع كاشفات الجلوكوز غير الاجتياحية الحساسةJ. Clendenin, J. Kim, S. Tung, “An Aligned Carbon Nanotube Biosensor for DNA Detection” Proc of 2nd IEEE conference on Nanotechnology, 1028 ( ).