近日,有媒體報道日本研發(fā)出了一種新的納米膠囊,這種納米膠囊專門針對癌細胞而研發(fā),能夠進入人體狙擊癌細胞,并以最快速度包圍每個癌細胞對其進行有效破壞。據(jù)悉,這種納米膠囊已經(jīng)在動物體內(nèi)試驗成功,或者5年后就能夠真正進入人體工作。
這一研發(fā)是由東京大學研究生院教授片岡一則率領研發(fā)的,其殺死癌細胞的原理就是讓這種納米尺寸大小的膠囊進入人體,因為這種膠囊主要針對的是癌細胞所以他們會想飛蛾撲火一般撲向所有的癌細胞而后包圍癌細胞對癌細胞組織進行吞噬破壞,但是雖然這種膠囊對癌細胞的殺傷力很大卻不會破壞正常的生理組織,據(jù)悉,納米膠囊將會在5年內(nèi)實現(xiàn)抗癌工作。
納米膠囊(nanocapsules)就是在納米尺度(十億分之一米)的膠囊。當物1納米=10-9米質(zhì)小到1至100納米(10-9-10-7米)時,由于其量子效應、物質(zhì)的局域性和巨大的表面及界面效應,使物質(zhì)的很多性能發(fā)生質(zhì)變,呈現(xiàn)出許多既不同于宏觀物體,也不同于單個孤立原子的奇異現(xiàn)象。
傳統(tǒng)納米膠囊技術達都用在新型材料上,而你說的護膚品用的納米膠囊化技術是把美容的有效成分封閉在脂質(zhì)體里,并且通過調(diào)節(jié) 脂質(zhì)體顆粒的大小,可以讓它擴散到皮膚的任何一個 地方,直接滲透到皮膚內(nèi)部并發(fā)揮作用。
據(jù)了解,在護膚品領域的納米膠囊技術,說的納米膠囊是一種脂質(zhì)體,里面含有非常出色的美容成分。 所謂脂質(zhì)體就是磷脂在水中形成油脂,由2個分子膜構成的小囊包。因為和體內(nèi)的細胞膜很類似,可以滲 透到皮膚內(nèi)部,可以把更有效的成分傳遞進去。納米膠囊(脂質(zhì)體)就像運輸像洋蔥橫切面一樣結構的美容成分。
醫(yī)藥上目前運用到脂質(zhì)體的功能的有 DDS(藥物送達系統(tǒng))。它是把藥劑 的有效成分封閉在脂質(zhì)體里,并且通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)體顆粒的大小,可 以讓它擴散體的任何一個地方,直接起到治療患部的效果的系統(tǒng)。脂質(zhì)體被運用到護膚品上,可直接進入真皮層,讓有效精華直接發(fā)揮作用。
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關于納米材料的應用:
1、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。
2、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,抗體再捕獲目標分子如癌細胞、病變標志物等,再通過特殊的設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,可把胎兒細胞分離出來進行診斷,避免了進行羊水穿刺,這項技術也已經(jīng)用于臨床診斷中。
3、用于體內(nèi)治療。
由于納米顆粒可以主動或被動的靶向腫瘤組織,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胞,提高療效的同時減少藥物的毒副作用。
科學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??梢园l(fā)熱,腫瘤細胞比正常細胞耐熱性差,從而達到殺死腫瘤細胞的目的。
采用納米技術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,一次口服就能維持數(shù)周的降血糖效果,將極大方便糖尿病患者的治療。
1959年,榮獲諾貝爾物理學獎的美國物理學家理查德.費曼(Richard Phillips Feynman)率先提出了“納米機器人”這一概念,他在一次名為《在物質(zhì)底層有大量的空間》的演講中,說人類有可能建造一種分子大小的微型機器,它可以把分子、甚至單個的原子作為建筑構件,于非常微小的空間里構建物質(zhì),也就是說,人類可以在最基礎的層面制造任何一種東西。當時,理查德.費曼所言的“微型機器”尚有一點兒“科幻”的意味,而如今,納米機器人既是納米生物學領域中極具誘惑力的一項研究課題,又是一處炙手可熱、極具戰(zhàn)略意義和商業(yè)價值的“ 科技 高地”,故此,眾多國家、 科技 公司和科研機構紛紛制定納米機器人相關的研發(fā)計劃,投入巨資搶占納米機器人這一“ 科技 高地”。前不久,美國一位發(fā)明家大膽的預測,2030年前后,納米機器人即可投入使用。
比較寬泛的說,于納米尺度(即“微毫米”,1納米等于1/10億米)能夠運行和操作的機械系統(tǒng),就可以稱為“納米機器人”?,F(xiàn)如今,相關的科研機構正快馬加鞭的研發(fā)著第一代納米機器人,它們是生物系統(tǒng)和機械系統(tǒng)的有機結合體,可以注入人體的血管中,應用于 健康 檢查和疾病治療等等方面。納米生物學家們設想的第二代納米機器人更是精密和高效,它們直接從原子或分子裝配而成,且具有特定的功能,可以執(zhí)行復雜的納米級任務。而第三代納米機器人將含有強人工智能和納米計算機,其無與倫比的功能和廣泛的應用范圍遠超一般人的想象力。相關領域的專家們認為,目前最重要、最迫切的就是納米機器人在醫(yī)療領域的應用,醫(yī)用納米機器人可以注入人體的血管里,它們可以護理血管、 健康 檢查、精準施藥、疾病治療和器官修復等等,甚至可以從基因中除去有害的DNA、把正常的DNA安置在基因中。
近幾年以來,醫(yī)用納米機器人的相關研究領域已經(jīng)呈現(xiàn)了一些舉世矚目的成果,比如2013年6月,日本東北大學的科學家們一種可以殺滅癌細胞的納米機器人;再2017年8月,英國杜倫大學、美國萊斯大學和北卡羅來納州立大學的聯(lián)合研究團隊研發(fā)了一種納米機器人,它們被光線激活之后,可以在數(shù)分鐘之內(nèi)鉆入和殺滅癌細胞;再比如德國馬普學會智能系統(tǒng)研究所、中國哈爾濱工業(yè)大學和丹麥奧胡斯大學的聯(lián)合研究團隊,研發(fā)了一種表面潤滑的螺旋形磁性納米機器人,且讓納米機器人繞過眼球表面、抵達視網(wǎng)膜。即便醫(yī)用納米機器人仍處于研發(fā)和試驗的階段,并未進入臨床實用的階段,但基于相關領域的研發(fā)成果、以及相關技術的日趨成熟,不久的將來,納米機器人很可能會給生物醫(yī)療領域帶來巨大的變革。
前一段時間,美國的發(fā)明家雷.科茲威爾博士在接受新聞媒體采訪的時候,聲稱醫(yī)用納米機器人將把人腦和“云腦”(云計算系統(tǒng))連接起來,此時,納米機器人就可以提高人類的智力和延長人類的壽命。雷.科茲威爾博士還指出,大概2030年前后,納米機器人將“入駐”和“定居”于人類的身體內(nèi),隨著血液循環(huán)系統(tǒng)而遍布全身,人類便實現(xiàn)了“人機融合”。不過,“ 科技 ”是一柄犀利的雙刃劍,人類必須警惕關于納米機器人的潛在危害,特別是它們應用于軍事領域中,其后果是不堪設想的,美國、英國、德國、日本、以色列等等國家已從倫理、法律、 社會 和國防安全的角度,研究納米機器人的風險和安全性問題,以防納米機器人造成不可估量的損害。
小考題: 你是否擔心納米機器人應用于軍事領域?你認為人類能否堅守這一底線呢?歡迎你留言討論。
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