醫(yī)用微型機(jī)器人中的納米靈感可清除細(xì)菌性肺炎病例

隨著納米回聲技術(shù)深入到越來越多的醫(yī)療技術(shù)中，納米技術(shù)的新發(fā)展指出了當(dāng)今納米技術(shù)治療的方法。在一個(gè)案例中，微型機(jī)器人上的潛在末端效應(yīng)器旨在清除細(xì)菌性肺炎病例。另一方面，智能靶向系統(tǒng)可以降低血栓形成危險(xiǎn)病例中的凝血風(fēng)險(xiǎn)。

加州大學(xué)圣地亞哥分校的科學(xué)家展示了填充抗生素的納米顆粒，它們可以搭乘由藻類制成的微型機(jī)器人，提供靶向治療。他們的論文最近發(fā)表在《自然材料》上。作為概念的證明，研究人員給感染了一種可能致命的肺炎（一種在重癥監(jiān)護(hù)室接受機(jī)械通氣的人類患者中常見的毒株）的小鼠注射了富含抗生素的微生物罐。治療小鼠的所有感染在一周內(nèi)消失，而未治療小鼠在三天內(nèi)死亡。

海藻-納米顆粒混合微生物通過肺液有效地分布到感染組織中，并顯示出可忽略的毒性。生物工程教授Liangfang Zhang在一份新聞聲明中表示：“我們的目標(biāo)是將靶向藥物輸送到身體更具挑戰(zhàn)性的部位，比如肺部。我們希望以一種安全、簡(jiǎn)單、生物相容且持久的方式來做。”

由于其靶向遞送，納米顆粒治療也被證明比靜脈注射更有效。共同研究者Victor Nizet在新聞稿中表示：“靜脈注射時(shí)，有時(shí)只有很小一部分抗生素會(huì)進(jìn)入肺部。這導(dǎo)致目前使用抗生素治療肺炎的患者死亡率高。根據(jù)這些小鼠數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)微型機(jī)器人有可能提高抗生素的滲透性，從而殺死細(xì)菌病原體，挽救更多患者的生命?！?/p>

血栓形成，或由于血栓形成而導(dǎo)致體內(nèi)血流受阻，是全球人類的主要?dú)⑹种弧１M管如此，人們對(duì)血栓形成的分子驅(qū)動(dòng)因素仍知之甚少。最近發(fā)表在《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》上的一篇論文指出，中性粒細(xì)胞在血栓形成中起著關(guān)鍵作用。研究人員報(bào)告稱，使用納米顆粒療法靶向中性粒細(xì)胞可以降低凝血風(fēng)險(xiǎn)，但不會(huì)增加出血風(fēng)險(xiǎn)。

該研究的第一作者、克利夫蘭凱斯西儲(chǔ)醫(yī)學(xué)院副教授Lalitha Nayak表示，這是首次發(fā)現(xiàn)過度活躍的中性粒細(xì)胞是靜脈和動(dòng)脈血栓形成的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。

與動(dòng)脈血栓相關(guān)的疾病與靜脈血栓不同。動(dòng)脈較厚，血管壁也較厚，而靜脈壁較薄，可折疊；這些血管的內(nèi)皮襯里是不同的，流過它們的血液壓力也是不同的。例如，心肌梗死或心臟病發(fā)作是一種動(dòng)脈血栓事件，而深靜脈血栓則是由靜脈血栓引起的。因此，這兩種血栓的治療方法也有所不同。

然而，Nayak說，有些疾病會(huì)同時(shí)出現(xiàn)動(dòng)脈和靜脈血栓，其中之一就是抗磷脂抗體綜合征（APS）。這是研究人員在他們的研究中作為模型使用的。他們確定了作為APS血栓形成治療潛在靶點(diǎn)的關(guān)鍵分子事件。

中性粒細(xì)胞是一種白細(xì)胞，是人體免疫系統(tǒng)的第一反應(yīng)者。通常情況下，它們會(huì)沖向受傷或感染的地方，并捕獲和破壞（通過攝入）引起感染的微生物。

在本論文中，Nayak及其同事使用小鼠模型展示了過度活躍的中性粒細(xì)胞是如何參與血栓形成的，因?yàn)樗鼈儍A向于遷移和粘附到損傷部位，從而增加了用作血栓構(gòu)建塊的關(guān)鍵因子的產(chǎn)生。

從理論上講，阻斷中性粒細(xì)胞會(huì)使血栓消失，但由于這些細(xì)胞起著重要的免疫作用，這是不現(xiàn)實(shí)的。Nayak說：“這就是為什么我們開發(fā)了納米顆粒，能夠特異性地識(shí)別并靶向活化的中性粒細(xì)胞上的一個(gè)受體?！?/p>

她補(bǔ)充道，這些納米顆粒是人工合成的工程顆粒，并涂有不同的感興趣的蛋白質(zhì)。在這項(xiàng)研究中，他們被一種抗體包裹，該抗體將靶向中性粒細(xì)胞上的特定受體。她說：“我們做了大量體外研究，表明這是非常特異的，只針對(duì)活化的中性粒細(xì)胞。我們發(fā)現(xiàn)，如果給動(dòng)物注射這種納米顆粒，血栓就會(huì)明顯緩解。”

在這一點(diǎn)上，正如Nayak所指出的，他們的研究是一個(gè)原則的證明，表明如果他們能夠?yàn)槿祟惢颊唛_發(fā)出類似的東西，那么他們也可以減輕血栓形成，無(wú)論它是由癌癥、APS還是其他任何疾病引起的。

她說：“對(duì)我們來說，（下一個(gè)）挑戰(zhàn)將是嘗試和開發(fā)一些可以轉(zhuǎn)化的東西。我的下一項(xiàng)研究將包括患者樣本，抗磷脂抗體患者。我們想證明我們?cè)谛∈笊砩纤龅氖虑榭梢栽谌祟惿砩贤瓿伞！?/p>

Nayak的研究不僅在治療血栓方面具有重要意義，而且在其他常見并發(fā)癥如癌癥等疾病的治療方案中也起著至關(guān)重要的作用。Nayak的未來計(jì)劃還包括測(cè)試他們對(duì)小鼠癌癥相關(guān)血栓形成的納米顆粒療法。

編輯：黃飛

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