纳米技术走向医学: 肿瘤靶点无处藏身
全球生物医药研究人员正探索可能的方法以促使纳米技术提高人体健康，例如澳大利亚墨尔本大学的Frank Caruso 教授正利用自组装技术装配医疗用途的纳米颗粒，他说：“我们研发的鉴定体系能鉴别纳米颗粒的物理、化学特性，从而提高有效的递送载荷以及实现投递位点的特异性。对于药物递送而言，纳米颗粒的径长根据实际用处大约处于在20纳米至1微米之间，不过值得注意的一点是，小体积的颗粒是实现位点精确投递的必需条件，而对体积的实际限制因素包括颗粒形状、机械性能(如弹性)，以及颗粒的表面化学特性。”
理想的药物投递系统应具有多个特征：首先，纳米颗粒能携带药物到达预定的目标位点;其次，该颗粒必须是生物相容的以及生理上可降解的，以致细胞器能降解纳米颗粒并释放药物分子;最基本的要求是，纳米颗粒具有无毒性。据Caruso所说，大量的聚合物是可满足这些条件的，他和研究小组研制的基于聚合物的运载体约10纳米厚能运输药物，这让他们能理解纳米颗粒的体积、形状和弹性如何影响生物学作用，以及能在纳米水平上控制药物释放和颗粒循环周期。
纳米水平观监视血管疾病
一些医疗应用可获益于发射场扫描电子显微镜(FESEM)等在纳米水平上提供的观察，McCrone Associates的高级研究科学家Craig Schwandt称，相比于扫描电子显微镜，新型显微镜最大的区别是光束缩小至1/1000和1/100之间，其仅为1纳米的分辨率明显优越于扫描电子显微镜的500纳米，这使其能识别出更为清晰、细致的结构。
印第安纳纳米技术公司(Indiana Nanotech)的创始人Robert Karlinsey联合McCrone Associates将FESEM应用在纳米水平的牙齿医疗，该公司研发出称为Clinpro 5000的牙膏，能降低牙齿对压力和温度的灵敏反应。为了了解根本原因，Karlinsey利用FESEM观察该牙膏是否阻断神经管向神经元传递信号，值得肯定的是，识别径长范围为100–500纳米的该仪器能够观察1微米径长的牙齿神经管，这一事例见证了FESEM在纳米成像和医学领域的应用前景。
此外，纳米水平的颗粒可用于监视生理过程。德国飞利浦公司的研究人员利用纳米技术和磁性颗粒成像MPI技术进行实验，将径长约20纳米的氧化铁颗粒注射到血液中，利用特意设定的磁场引导颗粒向指南针一样按磁场方向排列起来，紧接着，施加交流电磁场引导纳米颗粒在无磁区进行振荡，最后用天线装置测试与颗粒浓度相关的振荡参数。飞利浦资深科学家和项目经理Jorn Borgert称：“研究人员利用MPI技术可测量心脏喷射出的血液量以及任何部位的血液量。在将来，该技术可用于心血管疾病的诊断。在识别纳米颗粒上，其灵敏度要比MRI高出数百倍，让医生了解纳米颗粒分布进而对心脏系统有了全面认识。”
到目前为止，该技术仍处于研究阶段，还未应用于患者的诊断。Borgert称：“我们在技术方面证实其具有可行性，目前我们构建的系统是如此得大，以致于查明该技术是否能应用于全身。”
纳米技术用于监视体内致病体
在美国，每年近两百万人受到败血症(由细菌、真菌或病毒感染引起)危害，而Nanosphere公司提供的、基于纳米技术的仪器能让医疗专业人员检测出血液中的感染物，并决定使用最有效的药物。
Nanosphere 公司首席执行官兼总裁William Moffitt称：“Verigene系统中有径长13纳米、表面覆盖寡核苷酸的金颗粒，对于血液感染样本，Verigene颗粒因表面吸附寡核苷酸而对病原体表现出高选择性，这使得针对特定目标的检测非常准确。”
目前败血症的诊断方法需要72小时或更长时间，而 Verigene平台能在2小时内提供诊断结果，其首先做的是，将收集的血液样本放在Verigene阅读器中(具有一个败血症检测盒)，据 Nanosphere首席财政官Roger Moody称，该阅读器是一个能自动操作试剂以实现检测功能的电动装置，近来已获得FDA的认证。
Nanosphere公司已有一些正在研制的其它测试法，例如，针对梭状芽孢杆菌的临床检测法以及已进入临床应用的流感检测盒。此外还有针对细菌感染、肠道感染和遗传性疾病等的检测方法。
纳米颗粒治疗法
作为IBM公司高分子化学专家的Jim Hedrick称，他知道让电脑超高速运转的芯片离不开纳米技术，而和新加坡生物工程和纳米技术研究所Yi Yan Yang专家讨论后，他才认识到纳米技术也能影响医学。
Hedrick 和Yang致力于研发基于纳米技术的、能发挥最大性能的抗菌剂，据Yang称：“由于Jim具有化学方面的专业知识，我们研制的聚合物其分子量是可预见的(可在狭窄范围波动)以及其端部基团是可控的，这正好是药用聚合物的重要特点——因分子量不同而导致的药理活性不同。此外，纳米水平的抗菌剂具有微小的正电荷，因而被吸引到细菌上(携带负电荷)。”
他们希望利用“纳米飞镖”对抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和耐药性结核病菌。正如Yang所说，对于血液感染(如葡萄球菌)，需要注射疗法;对于结核病，我们正研究替换的递送方法。这是因为不同的药物递送方法对抗菌聚合物的量和特性都有限制，因此研究人员需要试验以查出哪些参数能提供不同应用之中的最佳疗法。例如，Hedrick近来研发的、纳米水平的抗菌聚合物能治疗革兰氏阳性和阴性细菌(如葡萄球菌和大肠杆菌)以及酵母和真菌。
纳米颗粒结合后治疗癌症
纳米颗粒组合是其应用于药物递送系统的挑战之一，不过对于休斯敦Rice大学的化学系主任W.F. Chao而言这算不上难事，他研制出仅2纳米宽、40-60纳米长的碳簇团，并将聚乙二醇覆盖其表面以使得该簇团具有可溶性，最后将西妥昔单抗和紫杉醇整合到水溶性的碳簇团上。这三种成分仅需震动一些便可结合在一起(而非形成难打破的共价键)，这使得该药物不需酶切割便可分解。
这一疗法最初用于治疗头颈癌，证实有效的是，将碳簇团、抗体和药物三成分联合放射性疗法共同使用。事实上，这两种疗法的联合疗效要超过生两者独立疗效之和，因为放射性疗法能诱导肿瘤细胞在其表面表达更多的受体，允许抗体结合在这些位点上。能够说明问题的是，更多的靶点导致更多的药物递送到肿瘤细胞上。
其他研究者也在研究基于纳米颗粒的药物递送系统。例如，研究人员利用纳米技术可靶向肿瘤细胞表面上有限数量的受体，而这些受体中仅一些可成为药物靶点，不过它们却不是完全覆盖所有肿瘤细胞的表面。此外，受体不断地更新(旧的受体分解而新的受体形成)，这极大地限制了针对特定受体的药物疗效。加利福尼亚州 Sanford-Burnham医学研究院的特聘教授Erkki Ruoslahti，感兴趣于将肿瘤靶向的多肽整合到药用纳米颗粒上，他说：“这似乎是一个完美的结合，多肽对于靶向物具有相对低的亲和力，不过整合到颗粒表面后可增强多肽的亲和力，此外，还可提高有效载荷。”
-
标准
-
会议会展
-
企业风采
-
项目成果
-
科技前沿
-
项目成果
