據物理學(xué)家組織網(wǎng)6月10日報道，因動(dòng)脈硬化導致的動(dòng)脈狹窄和心血管疾病，是全球死亡的主要原因。直到現在，仍沒(méi)有治療方式能夠僅定位病變區域，從而提升藥效并減少副作用。為了輔助填補這一缺失，瑞士日內瓦大學(xué)和巴塞爾大學(xué)等機構組成的聯(lián)合研究小組研發(fā)出一種納米“定時(shí)炸彈”，能夠識別病變區域并針對其進(jìn)行治療，且不會(huì )對健康區域造成傷害。
在瑞士，每年有超過(guò)2萬(wàn)民眾死于由動(dòng)脈硬化引發(fā)的心血管疾病，占該國總死亡人數的37%。雖然沒(méi)有已被認定的特定動(dòng)脈硬化生物標記，但有一個(gè)物理現象與血管變窄相關(guān)，即剪切應力。這種力與血流平行，其因血流的波動(dòng)而造成，由變窄的動(dòng)脈所誘導。
正是利用這一現象，研究團隊開(kāi)發(fā)了一種納米容器，其可在狹窄動(dòng)脈的剪切應力作用下，專(zhuān)門(mén)針對病變區域釋放血管舒張藥物。通過(guò)重新排列如脂質(zhì)體等經(jīng)典納米容器中磷脂等特定分子的結構，科學(xué)家能夠使其成為透鏡狀，而不是普通的球形。
為實(shí)現這一點(diǎn)，化學(xué)家以酰胺鍵替代了連接磷脂頭尾兩部分的酯鍵，這種有機化合物能夠促進(jìn)磷脂之間的相互作用。一旦被修改，分子將與水化合產(chǎn)熱形成球形液體，隨后在冷卻后凝固成透鏡狀。
研究人員構建了心血管系統模型，并以阻塞程度不同的聚合物管代表健康和狹窄的動(dòng)脈。接著(zhù)，人造心外“泵”將與這些動(dòng)脈相連，以模擬由血管變窄而誘發(fā)的剪切應力�？茖W(xué)家將納米容器注入系統后，分別在健康和狹窄的動(dòng)脈區域進(jìn)行了取樣。結果顯示，大量活性藥物聚集在了病變區域，健康區域則分布很少。
借助透鏡的形式，納米容器將沿健康動(dòng)脈移動(dòng)而不會(huì )對其造成破壞。除了在遭受狹窄動(dòng)脈的剪切應力時(shí)，這種新型納米容器一直十分穩定。而這也正是這項技術(shù)的目的，即血管舒張藥物只會(huì )作用于狹窄的動(dòng)脈，這將大幅提升治療效率，并能有效降低相關(guān)副作用�！昂�(jiǎn)單地說(shuō)，我們開(kāi)發(fā)了現存技術(shù)尚未發(fā)掘的方面，這項研究將為心血管疾病患者提供新的治療視角�！比諆韧叽髮W(xué)有機化學(xué)系的安德里亞斯·祖布霍爾如是說(shuō)。（記者 張巍�。�
在瑞士，每年有超過(guò)2萬(wàn)人（死亡總人數的37%）死于動(dòng)脈粥樣硬化導致的心血管病。當前有一些治療方法提供給罹患這一疾病的患者，但卻沒(méi)有藥物能夠唯獨靶向這一疾病區域，常常會(huì )導致全身性的副作用。靜脈注射血管擴張劑（一種可以擴張血管的物質(zhì)），如硝酸甘油，可以擴張病變血管和其余的動(dòng)脈。然而，由此可能導致血壓下降，轉而限制了例如心臟病發(fā)作時(shí)所需的，病變血管擴張產(chǎn)生的預期血流量增加。
為了提高動(dòng)脈粥樣硬化的治療效果及減小副作用，來(lái)自瑞士日內瓦大學(xué)、巴塞爾大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種納米容器能夠將血管擴張劑特別釋放到病變區域。相關(guān)研究成果在線(xiàn)發(fā)布在《自然納米技術(shù)》（Nature Nanotechnology）雜志上。
納米技術(shù)在醫學(xué)中
盡管還沒(méi)有動(dòng)脈粥樣硬化特異性的生物標記物被確定，然而狹窄（血管狹窄）存在一種固有的物理現象稱(chēng)之為剪應力。這種力是由于動(dòng)脈狹窄引起的血流量波動(dòng)所致，與血流平行。通過(guò)利用這一現象，該研究小組的人員開(kāi)發(fā)了一種名副其實(shí)的“定時(shí)炸彈”——這種納米容器在狹窄動(dòng)脈剪應力的壓力下將釋放出它的擴血管物質(zhì)。
通過(guò)重排經(jīng)典納米容器例如脂質(zhì)體中某些分子（磷脂）的結構，科學(xué)家們讓它們獲得了一種與正常球狀相反的晶狀體形狀。以晶狀體形式，納米容器隨后可通過(guò)健康動(dòng)脈而不會(huì )對其造成損害。這種新的納米容器相當穩定，除遭受狹窄動(dòng)脈剪應力之時(shí)。而這正是該技術(shù)進(jìn)步之處。血管擴張劑只會(huì )分送到狹窄動(dòng)脈處，顯著(zhù)改善治療效果及降低副作用�！昂�(jiǎn)言之，我們利用了現有技術(shù)從前未經(jīng)開(kāi)發(fā)的方面。這一研究為治療心血管疾病患者提供了新的觀(guān)點(diǎn)，”日內瓦大學(xué)有機化學(xué)系Andreas Zumbuehl說(shuō)。
“納米醫學(xué)是一門(mén)源自普通納米科學(xué)定向于醫學(xué)研究的學(xué)科。在高科技環(huán)境下化學(xué)、物理、基礎科學(xué)和臨床醫學(xué)的跨學(xué)科合作有可能導致一個(gè)新的研究時(shí)代，”HUG心臟病學(xué)和普通內科Till Saxer說(shuō)。
當介入化合物科學(xué)家們是如何設法改變納米容器的形狀使它們類(lèi)似于晶狀體的呢？通過(guò)重排分子結構，日內瓦大學(xué)的化學(xué)家們用酰胺鍵置換了連接磷脂兩個(gè)部分（頭和尾）的酯鍵。酰胺鍵是一種有機化合物能夠促進(jìn)磷脂間的互作。一經(jīng)修飾，分子水合然后加熱就形成了一種液狀球體，在冷卻時(shí)以晶狀體形式松弛固化。
研究人員隨后制作出心血管系統模型，利用不同程度阻塞的聚合物管代表健康和狹窄的動(dòng)脈。接下來(lái)，一種人工心臟泵被連接到這些動(dòng)脈上以再現血管狹窄引起的剪應力。將這一納米容器注入到該系統中，并抽取來(lái)自健康和狹窄區域的樣品。研究結果表明相比非病變區域，活性藥物以較高濃度存在于病變區域，如果藥物以單一的方式分配濃度將更加地明顯。
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