奈米技術/靶向疾病
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幫助改善人類是奈米技術的承諾之一。奈米醫學周圍充滿了希望和炒作。研究正在積極尋求奈米技術支援的醫學的益處以及器官特異性藥物遞送和癌症治療的承諾。但是，研究和醫學界沒有達成共識，表明重金屬奈米顆粒在作為“治療方法”使用時對人體有毒。本章將重點介紹奈米醫學領域的一些研究發現。
科學家正在努力尋找針對多種疾病的“奈米結構”，包括帕金森病和心血管疾病、癌症治療、用於新型假肢的奈米材料以及可以恢復聽力和視力的奈米器件。很快，奈米醫學將能夠治癒許多疾病和疾病。參考資料：http://www.medicalnewstoday.com/articles/67702.php
科學家們已經找到了一種方法，可以將分子遞送到作為膠囊一部分的聚合物“井”中。他們還在用奈米級的顆粒製備地面藥物，以提高療效。
來源 - 奈米技術，對下一個大想法的溫和介紹，作者馬克和丹尼爾·蘭特
幾千年來，銀一直被認為是強效的殺菌劑。然而，由於銀無法很好地溶解，它作為抗菌劑的效率一直很低。Nucryst Pharmaceuticals 公司解決了這個問題。為了克服其無法溶解的問題，他們使用奈米晶體形式的銀來對抗細菌。銀離子透過多種方式快速殺死微生物，包括阻斷細胞呼吸途徑、干擾微生物電子傳遞系統的組分、結合 DNA 以及抑制 DNA 複製。
他們的第一個含銀產品是 Anticoat，一種用於嚴重燒傷的敷料。Anticoat 抗菌屏障敷料有助於減少或殺死細菌，具有高吸收率，可持續發揮作用長達 7 天，並且易於去除，不會破壞傷口。當敷料被去除時，它會整塊剝落，可以敷上新的敷料。由於許多傷口會釋放大量體液，因此需要高吸收率，高吸收率將保持健康的傷口環境。它可以使用一週，也可以用於嚴重的單詞。此外，他們現在正在探索銀的抗炎特性，用於特應性皮炎和某些呼吸系統疾病。[1]
南加州大學有一個研究小組正在研究生產人工運動神經元。這些神經元可以執行多種功能；包括讓癱瘓肢體的人再次使用肢體。這些假神經元實際上將接管真實運動神經元的功能。使用這項技術，醫生可以替換運動神經元，因為神經元不會再生。[2]
麻省理工學院的研究人員發現了一種稱為肽的液體，它可以在幾秒鐘內形成奈米級屏障，阻止血液流動。之後，當傷口癒合時，溶液會分解，可以被身體用作新的組織。同樣的科學家還報告說，一種肽部分恢復了倉鼠的視力。[3]
麻省理工學院教授蘇布拉·蘇雷什博士使用奈米技術研究了瘧疾，一種由蚊子傳播的感染，其中微小的寄生蟲感染紅血球。使用“雷射鑷子”和兩個融合到紅血球表面的奈米級玻璃珠，他發現感染的細胞可能比正常細胞硬 15 倍，導致它們堵塞小血管。他現在正在研究寄生蟲中可能產生這種效應的不同基因的影響，因為這可能有助於找到治療這種全球性疾病的方法。"微型工具應對瘧疾"，2005。於 2008 年 6 月 26 日檢索。
奈米醫學最偉大的前景之一是藥物遞送。在最基本的層面上，目前研磨成更小狀態的藥物具有更大的表面積，使其能夠在胃中更快地溶解。這種想法的一個變體是使用小的藥物晶體。這些晶體使每個分子都靠近表面，從而創造一個環境，即使是最難溶解的化合物也會迅速溶解。[4]
藥物遞送是奈米醫學的最佳益處之一。有許多不同的方案可以改善藥物遞送，例如，分子可以被放入聚合物內部的奈米級空腔中。然後可以將聚合物作為片劑或藥丸的一部分吞服，當聚合物在體內開啟時，藥物可以被釋放到體內。還開發了更復雜的方案，例如將藥物透過細胞壁並進入細胞。有效的藥物遞送至關重要，因為許多疾病取決於細胞內的過程，並且只有在將藥物遞送到細胞內時才能受到影響。[5]
IMEDD（智慧微型工程藥物遞送）正在嘗試製造微型藥物遞送泵。IMEDD 的研究人員與俄亥俄州立大學的工程師 Terry Conlisk 合作，開發了一個計算機模型，可以幫助小型藥物儲庫在需要時泵出藥物。他們利用這一原理來驅動泵，“如果一種流體帶正電或負電，並且通道內表面具有相同的電荷，則電荷會相互排斥。結果是流體將沿著通道流動。” 在他們的實驗中，他們能夠以每分鐘近 0.5 納升的速率將生理鹽水透過僅 7 奈米寬的通道。醫學研究人員希望利用這項技術將微量的藥物精確地推送到人體所需的位置。他們透過一項由亞利桑那州立大學的科學家和工程師團隊開發的技術來實現這一點，該技術被稱為光毛細管現象。光毛細管現象被定義為“使用光在封閉的毛細管或微通道中對水的微流體驅動”。[6]
靶向癌症
[edit | edit source]癌症是許多正在開發的奈米醫學療法的重點，這些療法旨在透過在分子尺度上開發將奈米技術、臨床科學和生命科學結合的醫療干預措施來修復受損組織以及治療和檢測癌症。人們正在開發創新的藥物和基因遞送策略，調節分子事件可以控制細胞過程，例如啟動、增強和維持宏觀和微觀血管，以確保組織活力，組織工程構建體內的血管網路以及自體組織瓣和移植。開發新型合成、天然或混合材料來控制細胞-材料相互作用、生物力學、血管生成和治療劑的體內釋放。
癌症示例 #1：奈米粒子產生超音速衝擊波以靶向癌症
[edit | edit source]密蘇里大學哥倫比亞分校和美國陸軍的科學家們製造了一種奈米級的“炸彈”。這種炸彈可以將藥物遞送靶向腫瘤，而不會損害任何其他細胞。奈米熱鋁熱劑在 3 馬赫範圍內產生衝擊波。抗癌藥物將透過針頭給藥，然後裝置會向腫瘤傳送脈衝。脈衝將在腫瘤中形成小孔，以便藥物可以進入。[7]
癌症示例 #2：監測治療後復發
[edit | edit source]MNC 正在與斯旺西醫學院合作開發一種奈米感測器，該感測器將被植入人體，並能夠檢測患者體內癌細胞的生長。它將監測治療後復發。這種在早期階段發現癌細胞的方法將大幅降低死亡率。[8]
癌症示例 #3：光動力療法
[edit | edit source]光動力療法（一種與化療完全不同的癌症治療方法）旨在準確地擊中癌症所在的位置，這是一個治療理念。光動力療法期間會發生什麼？他們會將金屬奈米點或分子點（粒子）植入你的體內，然後他們會照射一種型別的外部光來照亮它。然後光會被你體內植入的任何粒子吸收。因此，如果你有一個金屬奈米點，並且它吸收了光，能量就會使金屬奈米點升溫，使它附近的任何組織都升溫。但對於分子點，吸收的光會產生能量非常高的氧分子。由於氧分子具有高度反應性，它會與它旁邊的有機分子發生化學反應或破壞它（例如：腫瘤）。[9]
癌症示例 #4：NIH 路線圖的奈米醫學計劃
[edit | edit source]NIH 路線圖的奈米醫學計劃正在致力於推進奈米技術的研究。他們希望能夠在腫瘤發展之前檢測到癌細胞並準確地摧毀它們，並且在你的體內放置奈米大小的泵，將藥物遞送到你需要的部位。他們相信他們將在十年內能夠做到這一點。[10]
MRI - 磁共振成像
[edit | edit source]MRI 示例 #1：MRI 奈米粒子
[edit | edit source]Biophan 是一家專門從事奈米醫學應用的公司。他們的一個專案是為植入微電子裝置（包括金屬）的患者使 MRI 更安全。透過使用奈米磁性粒子塗層，這些裝置（包括起搏器）可以遮蔽來自 MRI 機的無線電波，並且由電磁輻射引起的電流（可能對患者造成傷害）會減少。還發現這些粒子可以用作造影劑，透過在 MRI 掃描期間在不同組織型別之間產生更清晰的對比度來生成更清晰的影像。Biophan 還致力於為起搏器和其他醫療裝置（透過使用人體熱量）開發更持久的電池、智慧藥物遞送和其他奈米醫學專案。[11]
MRI 示例 #2：磁性奈米粒子
[edit | edit source]磁性奈米粒子已顯示出作為對比度增強劑的潛力，可以改善使用磁共振成像的癌症檢測，作為能夠殺死惡性細胞的微型加熱器，以及作為靶向藥物遞送載體。現在，內布拉斯加大學的研究人員開發了一種用於磁性奈米粒子的新型塗層，該塗層使粒子能夠攜帶大量的藥物並在水中有效地分散。這一發展可能實現水不溶性抗癌劑或成像劑的靶向遞送。[12]
“奈米細菌”的故事
[edit | edit source]1988 年，Olavi Kajander 發現了被其描述為“奈米細菌”的東西。某些東西正在殺死他的哺乳動物細胞，在使用電子顯微鏡仔細觀察後，他在細胞內發現了一些東西。然而，這並不是任何正常的細菌 - 這些生物的直徑在 20 到 200 奈米之間。它們的尺寸太小，無法像已知的微生物學家所知的細菌那樣支援複雜的代謝。儘管他的奈米細菌被科學界的大多數人否定了，但 Kajander 卻對它們產生了興趣。在多次嘗試證明其科學可讀性失敗後，他將它們堅硬的外殼（由磷酸鈣組成）與腎結石聯絡起來，腎結石是由鈣化合物引起的。事實證明，這些所謂的“奈米細菌”不僅與腎結石有關，還與卵巢癌、阿爾茨海默病和前列腺炎有關。儘管它們不被認為是真正的細菌，也沒有 DNA 或 RNA，但奈米細菌可以繁殖，儘管速度很慢。奇怪的是，奈米細菌已經在地下岩石和其他地質構造中被發現。此外，有人聲稱在隕石中發現了納米細菌，並且在被轉移到零重力環境後，奈米細菌的繁殖速度比在地球上快得多。有些人想知道奈米細菌是否並非來自地球，而是來自外太空。[13]
生物醫藥
[edit | edit source]草藥示例 #1：走馬風
[edit | edit source]在泰國，傳統醫師使用沙巴蛇草 (Clinacanthus nutans) 的葉子治療皰疹感染，並且該草藥已被證明具有可驗證的抗病毒活性。研究發現，C. nutans 能夠顯著增加淋巴細胞增殖，並顯著降低自然殺傷細胞 (NK 細胞) 的活性。 [14] 該草藥已被證明能增強免疫反應活性，足以治癒多種疾病。人們相信它也可以治癒癌症。它具有很強的抗炎活性，因為它能夠抑制中性粒細胞的反應性，如髓過氧化物酶 (MPO) 活性的顯著抑制所證明的那樣。C. nutans 是一種植物，被泰國南部和馬來西亞西北部的傳統醫師廣泛用作蛇毒或蠍子、蜜蜂等有毒昆蟲的解毒劑。Cherdchu 等人沒有發現任何抗蛇毒活性，因此其抗蛇毒的機制尚不清楚。Pannangpetch 等人發現，C. nutans 葉子的乙醇提取物具有抗氧化和保護作用，可抵抗自由基誘導的溶血作用。 [15]
有證據表明，番荔枝果實的提取物可透過下調體外和在小鼠模型中表皮生長因子受體 (EGFR) 的表達，選擇性地抑制人乳腺癌細胞的生長，但尚未在人體中進行研究。 [16]
另請參閱有關編輯此書籍的說明，瞭解如何新增參考文獻奈米技術/關於#如何貢獻。
- ↑ Edwards, Steven A. Where are They Taking Us? Weinham Wiley-Vich, 2006. Chapter 8, page 129: Section-Delivering Drugs
- ↑ Edwards, Steven A. The Nanotech Pioneers, Where Are They Taking Us. Weinheim: wiley-vch, 2006. Taken from chap 8, pages 159-161: section- Artificial Cells.
- ↑ http://web.mit.edu/newsoffice/2006/hemostasis.html
- ↑ The Nanotech Pioneers. Edwards Steven A. 2006
- ↑ Ratner, Mark, and Daniel Ratner. Nanotechnology A Gentle Introduction To The Next Big Idea. New Jersey: Prentice Hall PTR, 2003. Chapter 8, page 110-111: Section-Drug Delivery.
- ↑ Edwards, Steven A. Where are They Taking Us? Weinham Wiley-Vich, 2006. Chapter 8, page 140-141: Section- Pumps.
- ↑ Apperson, S.. [http://www.physorg.com/news119702507.html "奈米粒子產生超音速衝擊波來靶向癌症" Physorg.com, 2008. Retrieved on 2008-6-23.
- ↑ Ruth Bunting, 斯旺西大學。[http://www.science-engineering.net/engineering_improving_lives.htm "工程改善生活" science-engineering.net, 2008. Taken on 2008-6-24.
- ↑ Ratner, Mark and Daniel Ratner. Nanotechnology A Gentle Introduction To The Next Big Idea. New Jersey: Prentice Hall PTR, November 2002. Chapter 8 page.113: section-Photodynamic Therapy.
- ↑ 參考文獻來自：http://nihroadmap.nih.gov/nanomedicine/
- ↑ Edwards, Steven A. (2006). The Nanotech Pioneers: Where Are They Taking Us?, Chapter 8, pages 134-138. Wiley-VCH, Weinheim. ISBN 3527312900.
- ↑ http://nano.cancer.gov/news_center/nanotech_news_2005-06-06b.asp
- ↑ Edwards, Steven (2006). The Nanotech Pioneers, p.141-143. WILEY-VCH, Weinheim. ISBN 3527312900
- ↑ [http://interesjournals.org/IRJPP/Pdf/2012/October/Na-Bangchang%20et%20al.pdf "一種著名的泰國民間療法的抗癌活性及其對 NK 細胞活性的免疫刺激作用" interesjournals.org, 2012. Taken on 2013-1-12.
- ↑ [http://www.globinmed.com/index.php?option=com_content&view=article&id=79320 "Clinacanthus nutans (Burm.f.) Lindau 的臨床前資料". Taken on 2013-1-12.
- ↑ [http://www.globinmed.com/index.php?option=com_content&view=article&id=85402:annona-muricata&catid=199:safety-of-herbal&Itemid=139 "番荔枝的臨床前資料". Taken on 2013-1-12.