這個(gè)研究是根據(jù)氫氣具有疾病治療疾病的知識(shí),利用金屬鎂和水反應(yīng),產(chǎn)生的氫氣產(chǎn)生兩個(gè)作用,一是作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)納米材料在體內(nèi)進(jìn)行運(yùn)輸,另一個(gè)是將氫氣作為疾病治療的分子。這一理念很有創(chuàng)新性,或許將來能成為一種有價(jià)值的疾病治療新策略。 本研究利用氫氣在身體內(nèi)作為動(dòng)力,驅(qū)動(dòng)分子馬達(dá),結(jié)合氫氣治療疾病的功能,再結(jié)合癌癥治療藥物,建立能自發(fā)運(yùn)動(dòng)的納米藥物材料。這樣具有多種功能元素的納米材料提供了廣闊的想象空間,因?yàn)楦淖兤渲腥魏我蛩,都可以建立不同的?chuàng)新方案。不過這些方案最終能不能走向成功,需經(jīng)過臨床效果驗(yàn)證和安全性的考驗(yàn)。越是復(fù)雜系統(tǒng),在安全性角度越具有不確定性,所以最終成功則需要很長(zhǎng)的路和更多努力。不過,從科學(xué)研究角度,這是非常有意思,也是富有趣味的工作。 科學(xué)家能將化學(xué)或物理。反應(yīng)轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動(dòng)微/納米馬達(dá),因?yàn)檫@種裝置具有生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用而引起了廣泛關(guān)注。曾經(jīng)有將這種裝置用于疾病診斷,介入手術(shù)和藥物傳遞等研究。在主動(dòng)給藥方面,微/納米馬達(dá)的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)使其相比被動(dòng)給藥具有巨大的優(yōu)勢(shì),在癌癥治療方面有更大應(yīng)用價(jià)值。不同類型的微型馬達(dá)中,以鎂為基礎(chǔ)納米馬達(dá)在生物體有巨大應(yīng)用潛力。這種裝置能在體液條件下自主推進(jìn)、貨物轉(zhuǎn)運(yùn)和釋放以及瞬態(tài)生物降解性。 最新研究不僅使用了生物安全的鎂釋放氫氣作為動(dòng)力來源,還在有機(jī)和無機(jī)材料相互結(jié)合進(jìn)行馬達(dá)設(shè)計(jì)。釋放的氫氣不僅作為動(dòng)力,也能作為中和自由基的藥物,和藥物一起共同參與疾病治療目的,研究驗(yàn)證了這一方案的可行性和有效性。 該研究制備的氫氣驅(qū)動(dòng)微電機(jī)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)速度高達(dá)57±19mm•s−1.一秒鐘可運(yùn)動(dòng)57毫米。好像不太快,類似螞蟻,但在微觀層面,已經(jīng)是相當(dāng)不錯(cuò)的。關(guān)鍵是給分子提供了動(dòng)力,可以增強(qiáng)氫氣的擴(kuò)散效率,提高細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)的還原能力。不過,氫氣的擴(kuò)散能力本來非常強(qiáng),能隨著血流自由流動(dòng),這對(duì)于氫氣來說的意義并不太大。氫氣醫(yī)學(xué)最主要解決的是氫氣攝取難度比較大的問題,擴(kuò)散不是其重要問題。和無運(yùn)動(dòng)控制材料相比,搭載抗癌藥物阿霉素的微馬達(dá)材料對(duì)4T1腫瘤細(xì)胞的化療療效顯著提高2.4倍,其濃度僅為100°g•mL−1.意思是說用比較低的濃度實(shí)現(xiàn)了更強(qiáng)的治療效果,這是比較好的結(jié)果。因?yàn)榛熕幬锿拘员容^大,減少藥物用量,提高目標(biāo)組織中藥物濃度,是在降低毒性提高效果方面的重要目的。不過許多納米材料都能實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),這個(gè)研究能實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)不知道是否更強(qiáng)大。 這些結(jié)果表明,鎂基微電機(jī)可作為增強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)氫氣和癌癥化療的自推進(jìn)載體。利用局部氫氣生成和主動(dòng)驅(qū)動(dòng)能力,輕易設(shè)計(jì)的鎂微電機(jī)為癌癥聯(lián)合氫療提供了很大希望。 編論文主要結(jié)果圖輯
論文摘要圖
可看出這個(gè)馬達(dá)的制作過程,先把金屬鎂小球粘在一個(gè)平板上,然后用有機(jī)材料覆蓋,把球從平板上剝離,這樣小球底部留下一個(gè)沒有材料覆蓋的小孔。水可從這個(gè)小空進(jìn)入與鎂反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,氫氣噴射驅(qū)動(dòng)小球在液體中游動(dòng)。 該論文來自南方醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院和中山大學(xué)材料工程學(xué)院聯(lián)合研究工作,論文發(fā)表在Applied Materials Today。論文題目Magnesium-basedmicromotors for enhanced active and synergistic hydrogen chemotherapy
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