大名鼎鼎的納米,想必很多人都聽說過,甚至還有商家推出號稱納米冰箱,納米洗衣機。納米在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用的研究也是火熱異常,那到底啥是納米材料,它們在醫(yī)學(xué)中有什么作用呢?
納米顆粒指大小在1~100nm間的粒子,1nm大約相當(dāng)于10個原子排列在一起的長度。當(dāng)大的顆粒分成超微顆粒后,在光、熱、電、磁、聲和化學(xué)方面往往顯示出許多奇異的特性。納米材料有個特別的“嗜好”,就是喜歡跟腫瘤細(xì)胞呆在一起,有個專門的術(shù)語來描述這種現(xiàn)象,叫做腫瘤的高通透性和滯留效應(yīng)(EPR)。由于腫瘤生長很快,所以它的新生血管的表皮細(xì)胞間隙要比正常血管大,達到100nm,而且腫瘤內(nèi)部缺乏淋巴系統(tǒng),所以納米顆粒容易進入腫瘤并且聚集在里面。另外,腫瘤周圍的微環(huán)境變化也容易吸引納米顆粒,如pH值、溫度、氧化還原反應(yīng)等。納米材料在醫(yī)學(xué)中的很多應(yīng)用都跟它的這個特點有關(guān),歸納起來主要集中在以下幾方面:
一是作為顯影劑用于體內(nèi)成像。很多人都知道增強CT或者核磁共振(MRI)吧,醫(yī)生給病人體內(nèi)注射一針造影劑,在拍CT或者MRI時,就能比較清楚的看出健康和病變組織的區(qū)別來。一些納米造影劑可以借助其熒光、放射性、順磁等特點,大幅提高CT、MRI的成像分辨率。甚至利用納米顆?!坝H近”腫瘤細(xì)胞的特點,直接 “指”出腫瘤所在,早期發(fā)現(xiàn)腫瘤。例如有一種5~10nm的四氧化三鐵納米顆粒,給它表面包裹上一層親水材料,注射到體內(nèi)后它可以在肝臟腫瘤中積聚,改變水質(zhì)子的自旋從而達到增強造影的效果,幫助MRI早期診斷肝臟腫瘤。
二是用于體外診斷。納米材料用于體外診斷相對比較成熟,例如可以將納米顆粒接上抗體,抗體再捕獲目標(biāo)分子如癌細(xì)胞、病變標(biāo)志物等,再通過特殊的設(shè)備讀取納米顆粒的信號。已經(jīng)有許多類似的產(chǎn)品上市了,比如膠體金的試紙條,磁珠試劑盒等。納米技術(shù)還可以用于診斷胎兒是否有遺傳缺陷,懷孕8周時母親血液中開始出現(xiàn)少量胎兒細(xì)胞,利用具有納米級大小孔洞的半透膜或者納米管,可把胎兒細(xì)胞分離出來進行診斷,避免了進行羊水穿刺,這項技術(shù)也已經(jīng)用于臨床診斷中。
三個是用于體內(nèi)治療。由于納米顆??梢灾鲃踊虮粍拥陌邢蚰[瘤組織,因此將納米粒子作為藥物的運載工具一直是研究的熱點。人們將抗癌藥物包裹在納米顆粒里,隨著納米粒子積聚到腫瘤組織中,從而在局部高濃度的殺滅腫瘤細(xì)胞,提高療效的同時減少藥物的毒副作用??茖W(xué)家還制作了帶有磁性的納米顆粒,包裹上藥物后,在外源性磁場作用下主動靶向目標(biāo)腫瘤區(qū)域,發(fā)揮治療作用。還有人制作一種超順磁性納米顆粒,注入體內(nèi)后在腫瘤組織中累積,然后在交變磁場作用下超順磁性顆粒可以發(fā)熱,腫瘤細(xì)胞比正常細(xì)胞耐熱性差,從而達到殺死腫瘤細(xì)胞的目的。
采用納米技術(shù)的藥物納米控釋系統(tǒng),將納米聚合物作為藥物傳遞和控釋的載體,可緩釋藥物,延長藥物作用時間,保護藥物不被降解,促進其吸收利用。例如普通胰島素是不能口服的,會很快被胃腸道和肝臟代謝掉。但是包裹上聚氰基丙烯酸異已酯納米膠囊后,一次口服就能維持?jǐn)?shù)周的降血糖效果,將極大方便糖尿病患者的治療。
納米技術(shù)制作的人工紅血球,攜氧量數(shù)十倍于人體的紅血球。如果能夠用于人體,那將來人在水中憋氣幾個小時也不是奢望了。還有科學(xué)家用納米材料制作了能夠捕獲病毒的納米陷阱,在體內(nèi)病毒進入細(xì)胞前即與之結(jié)合,使病毒喪失致病的能力。
納米材料在醫(yī)學(xué)上有多種奇妙的用途,但是仍然還有很多未解決的問題,例如納米材料本身可能具有的毒性,納米顆粒的代謝問題等,還需要科學(xué)家進一步深入研究。納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的研究方興未艾,雖然目前所取得的成績大部分集中在癌癥的診斷和治療上,但也逐漸在向抗生素耐藥性和人造器官等其它醫(yī)學(xué)領(lǐng)域擴展。納米科技造福于患者的那一天越來越近。
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