近日,有媒体报道日本研发出了一种新的纳米胶囊,这种纳米胶囊专门针对癌细胞而研发,能够进入人体狙击癌细胞,并以最快速度包围每个癌细胞对其进行有效破坏。据悉,这种纳米胶囊已经在动物体内试验成功,或者5年后就能够真正进入人体工作。
这一研发是由东京大学研究生院教授片冈一则率领研发的,其杀死癌细胞的原理就是让这种纳米尺寸大小的胶囊进入人体,因为这种胶囊主要针对的是癌细胞所以他们会想飞蛾扑火一般扑向所有的癌细胞而后包围癌细胞对癌细胞组织进行吞噬破坏,但是虽然这种胶囊对癌细胞的杀伤力很大却不会破坏正常的生理组织,据悉,纳米胶囊将会在5年内实现抗癌工作。
纳米胶囊(nanocapsules)就是在纳米尺度(十亿分之一米)的胶囊。当物1纳米=10-9米质小到1至100纳米(10-9-10-7米)时,由于其量子效应、物质的局域性和巨大的表面及界面效应,使物质的很多性能发生质变,呈现出许多既不同于宏观物体,也不同于单个孤立原子的奇异现象。
传统纳米胶囊技术达都用在新型材料上,而你说的护肤品用的纳米胶囊化技术是把美容的有效成分封闭在脂质体里,并且通过调节 脂质体颗粒的大小,可以让它扩散到皮肤的任何一个 地方,直接渗透到皮肤内部并发挥作用。
据了解,在护肤品领域的纳米胶囊技术,说的纳米胶囊是一种脂质体,里面含有非常出色的美容成分。 所谓脂质体就是磷脂在水中形成油脂,由2个分子膜构成的小囊包。因为和体内的细胞膜很类似,可以渗 透到皮肤内部,可以把更有效的成分传递进去。纳米胶囊(脂质体)就像运输像洋葱横切面一样结构的美容成分。
医药上目前运用到脂质体的功能的有 DDS(药物送达系统)。它是把药剂 的有效成分封闭在脂质体里,并且通过调节脂质体颗粒的大小,可 以让它扩散体的任何一个地方,直接起到治疗患部的效果的系统。脂质体被运用到护肤品上,可直接进入真皮层,让有效精华直接发挥作用。
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关于纳米材料的应用:
1、作为显影剂用于体内成像。
很多人都知道增强CT或者核磁共振(MRI)吧,医生给病人体内注射一针造影剂,在拍CT或者MRI时,就能比较清楚的看出健康和病变组织的区别来。一些纳米造影剂可以借助其荧光、放射性、顺磁等特点,大幅提高CT、MRI的成像分辨率。
甚至利用纳米颗粒“亲近”肿瘤细胞的特点,直接 “指”出肿瘤所在,早期发现肿瘤。例如有一种5~10nm的四氧化三铁纳米颗粒,给它表面包裹上一层亲水材料,注射到体内后它可以在肝脏肿瘤中积聚,改变水质子的自旋从而达到增强造影的效果,帮助MRI早期诊断肝脏肿瘤。
2、用于体外诊断。
纳米材料用于体外诊断相对比较成熟,例如可以将纳米颗粒接上抗体,抗体再捕获目标分子如癌细胞、病变标志物等,再通过特殊的设备读取纳米颗粒的信号。已经有许多类似的产品上市了,比如胶体金的试纸条,磁珠试剂盒等。
纳米技术还可以用于诊断胎儿是否有遗传缺陷,怀孕8周时母亲血液中开始出现少量胎儿细胞,利用具有纳米级大小孔洞的半透膜或者纳米管,可把胎儿细胞分离出来进行诊断,避免了进行羊水穿刺,这项技术也已经用于临床诊断中。
3、用于体内治疗。
由于纳米颗粒可以主动或被动的靶向肿瘤组织,因此将纳米粒子作为药物的运载工具一直是研究的热点。人们将抗癌药物包裹在纳米颗粒里,随着纳米粒子积聚到肿瘤组织中,从而在局部高浓度的杀灭肿瘤细胞,提高疗效的同时减少药物的毒副作用。
科学家还制作了带有磁性的纳米颗粒,包裹上药物后,在外源性磁场作用下主动靶向目标肿瘤区域,发挥治疗作用。还有人制作一种超顺磁性纳米颗粒,注入体内后在肿瘤组织中累积,然后在交变磁场作用下超顺磁性颗粒可以发热,肿瘤细胞比正常细胞耐热性差,从而达到杀死肿瘤细胞的目的。
采用纳米技术的药物纳米控释系统,将纳米聚合物作为药物传递和控释的载体,可缓释药物,延长药物作用时间,保护药物不被降解,促进其吸收利用。例如普通胰岛素是不能口服的,会很快被胃肠道和肝脏代谢掉。但是包裹上聚氰基丙烯酸异已酯纳米胶囊后,一次口服就能维持数周的降血糖效果,将极大方便糖尿病患者的治疗。
1959年,荣获诺贝尔物理学奖的美国物理学家理查德.费曼(Richard Phillips Feynman)率先提出了“纳米机器人”这一概念,他在一次名为《在物质底层有大量的空间》的演讲中,说人类有可能建造一种分子大小的微型机器,它可以把分子、甚至单个的原子作为建筑构件,于非常微小的空间里构建物质,也就是说,人类可以在最基础的层面制造任何一种东西。当时,理查德.费曼所言的“微型机器”尚有一点儿“科幻”的意味,而如今,纳米机器人既是纳米生物学领域中极具诱惑力的一项研究课题,又是一处炙手可热、极具战略意义和商业价值的“ 科技 高地”,故此,众多国家、 科技 公司和科研机构纷纷制定纳米机器人相关的研发计划,投入巨资抢占纳米机器人这一“ 科技 高地”。前不久,美国一位发明家大胆的预测,2030年前后,纳米机器人即可投入使用。
比较宽泛的说,于纳米尺度(即“微毫米”,1纳米等于1/10亿米)能够运行和操作的机械系统,就可以称为“纳米机器人”。现如今,相关的科研机构正快马加鞭的研发着第一代纳米机器人,它们是生物系统和机械系统的有机结合体,可以注入人体的血管中,应用于 健康 检查和疾病治疗等等方面。纳米生物学家们设想的第二代纳米机器人更是精密和高效,它们直接从原子或分子装配而成,且具有特定的功能,可以执行复杂的纳米级任务。而第三代纳米机器人将含有强人工智能和纳米计算机,其无与伦比的功能和广泛的应用范围远超一般人的想象力。相关领域的专家们认为,目前最重要、最迫切的就是纳米机器人在医疗领域的应用,医用纳米机器人可以注入人体的血管里,它们可以护理血管、 健康 检查、精准施药、疾病治疗和器官修复等等,甚至可以从基因中除去有害的DNA、把正常的DNA安置在基因中。
近几年以来,医用纳米机器人的相关研究领域已经呈现了一些举世瞩目的成果,比如2013年6月,日本东北大学的科学家们一种可以杀灭癌细胞的纳米机器人;再2017年8月,英国杜伦大学、美国莱斯大学和北卡罗来纳州立大学的联合研究团队研发了一种纳米机器人,它们被光线激活之后,可以在数分钟之内钻入和杀灭癌细胞;再比如德国马普学会智能系统研究所、中国哈尔滨工业大学和丹麦奥胡斯大学的联合研究团队,研发了一种表面润滑的螺旋形磁性纳米机器人,且让纳米机器人绕过眼球表面、抵达视网膜。即便医用纳米机器人仍处于研发和试验的阶段,并未进入临床实用的阶段,但基于相关领域的研发成果、以及相关技术的日趋成熟,不久的将来,纳米机器人很可能会给生物医疗领域带来巨大的变革。
前一段时间,美国的发明家雷.科兹威尔博士在接受新闻媒体采访的时候,声称医用纳米机器人将把人脑和“云脑”(云计算系统)连接起来,此时,纳米机器人就可以提高人类的智力和延长人类的寿命。雷.科兹威尔博士还指出,大概2030年前后,纳米机器人将“入驻”和“定居”于人类的身体内,随着血液循环系统而遍布全身,人类便实现了“人机融合”。不过,“ 科技 ”是一柄犀利的双刃剑,人类必须警惕关于纳米机器人的潜在危害,特别是它们应用于军事领域中,其后果是不堪设想的,美国、英国、德国、日本、以色列等等国家已从伦理、法律、 社会 和国防安全的角度,研究纳米机器人的风险和安全性问题,以防纳米机器人造成不可估量的损害。
小考题: 你是否担心纳米机器人应用于军事领域?你认为人类能否坚守这一底线呢?欢迎你留言讨论。
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