
16日下午16點55分,年僅33歲的姚貝娜還是離開了。來勢洶洶的癌癥無情地奪走了她年輕而頑強的生命。在此,我們沉痛悼念姚貝娜攜歌往生,一路走好!
姚貝娜從2011年患乳癌接受乳房切除手術(shù)到2014年12月26日病情惡化,僅有三年,而此次她病情惡化到離開我們竟只有三周。近年來,癌癥的發(fā)病率逐漸升高,發(fā)病年齡也在降低。眾多病例一次次的刺痛人們敏感脆弱的神經(jīng),那么科學(xué)發(fā)展到今天,人們面對癌癥真的束手無策了嗎?材料科學(xué)家們在癌癥診療領(lǐng)域又有何作為呢?
事實上,抗擊癌癥,材料科學(xué)家們努力的腳步從未停歇,下面就為大家列舉近年來新材料在癌癥診療領(lǐng)域的十項最新突破。
1、金銅合金納米材料——燒死癌細(xì)胞
2014年,中國科技大學(xué)教授曾杰課題小組把金和銅結(jié)合,發(fā)明了一種光熱轉(zhuǎn)換效率高、催化性能好的五角星形新型納米材料——金銅合金納米材料。這種被稱為"納米之星"的新型材料可有效治療小鼠乳腺癌,從而有望開辟癌癥治療的新途徑,相關(guān)成果發(fā)表在《自然•通訊》上。
據(jù)介紹,這種金銅合金納米晶體在近紅外區(qū)有很強的光吸收和光熱轉(zhuǎn)化能力。利用這一特性,他們往患有乳腺癌的小鼠體內(nèi)注射30微克金銅合金納米材料,并在腫瘤處用近紅外激光照射10分鐘,納米晶體可吸收近紅外光并轉(zhuǎn)化成熱,產(chǎn)生局部高溫,從而殺死癌細(xì)胞。實驗結(jié)果表明,每天照射10分鐘、連續(xù)照射4天之后,小鼠體內(nèi)的腫瘤消失了。
2."納米閃爍"(nanoflare)——早期分類檢測癌細(xì)胞
2014年,一篇發(fā)表于Proceedingsof the National Academy of Sciences 雜志的論文中表明:納米顆粒 -配成nanoflare- 能夠依附于血液樣品中的個體癌細(xì)胞,然后產(chǎn)生輝光,這樣醫(yī)生就可以通過激光檢測和分類癌細(xì)胞。每個nanoflare由一大塊涂有金元素的熒光分子和DNA片斷構(gòu)成。所選DNA是與特定的癌癥細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的RNA相對應(yīng)的。一旦引入到血液樣品中,納米顆粒將進入癌細(xì)胞,DNA將定向與靶RNA相結(jié)合,引發(fā)熒光分子的釋放同時使癌細(xì)胞發(fā)光。不同類型的癌癥細(xì)胞可以通過不同的DNA鏈和不同顏色的熒光分子來檢測。
該納米顆?梢詸z測小鼠體內(nèi)的不同類型的乳腺癌細(xì)胞。他們還能夠識別在實驗室條件下加入到人血中的乳腺癌細(xì)胞。以nanoflare為基礎(chǔ)的檢測方法要想用于治療乳腺癌或其它疾病可能需要數(shù)年才能被批準(zhǔn)。即使如此,在此之前nanoflare可以用來更好地了解癌癥,并幫助發(fā)現(xiàn)新的藥物。因為該技術(shù)允許培養(yǎng)特定類型的癌癥細(xì)胞,并在實驗室中進行測試。
3.石墨烯與氧化石墨烯——靶向給藥
作為新型二維納米材料石墨烯的重要衍生物,氧化石墨烯(GO)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究引起了人們的廣泛興趣,已經(jīng)成為納米生物醫(yī)學(xué),尤其是納米載藥的研究熱點之一。GO作為納米載藥系統(tǒng)的主要優(yōu)點包括:(1)具有超大的比表面,從而可以實現(xiàn)超高載藥率;(2)具有很強的靶向性,容易在腫瘤部位富集;(3)功能化GO在生理條件下具有良好的生物相容性和穩(wěn)定性。
基于石墨烯的藥物載體也有這三大優(yōu)勢:超高的載藥量、靶向輸送和藥物的可控釋放。同樣有望在臨床上實現(xiàn)實際應(yīng)用。
4、富勒烯——中子俘獲癌細(xì)胞
2014年6月,日本名古屋大學(xué)研究生院理學(xué)研究科研究科長兼理學(xué)部長筱原久典在"JPCA Show 2014"上發(fā)表主題演講,介紹了將碳納米材料應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的可能性,如把富勒烯應(yīng)用于(1)MRI(核磁共振)造影劑以及(2)癌癥治療的中子俘獲療法等。
中國科學(xué)院化學(xué)所研究員王春儒早在2002年就致力于金屬富勒烯產(chǎn)業(yè)化。2011年,王春儒團隊和廈門福納新材料科技有限公司合作,探索采用磁控電弧法新技術(shù)制備金屬富勒烯,實現(xiàn)了單臺設(shè)備每天可生產(chǎn)0.5克金屬富勒烯。金屬富勒烯目前的市場價格為每克至少1萬美元,由于制備成本高昂,這種稀罕物現(xiàn)在更適合一些不可替代的應(yīng)用。比如治療癌癥的特效藥物。
5、萘酞菁(naphthalocyanine)——光療殺死漏網(wǎng)癌細(xì)胞
2014年,美國俄勒岡州立大學(xué)(OSU)的研究人員,開發(fā)出一種新方法,可將化合物萘酞菁(naphthalocyanine)選擇性地插入到癌細(xì)胞中,這一系統(tǒng)將幫助醫(yī)生鑒定腫瘤組織,然后,在切除腫瘤后結(jié)合光療殺死任何剩余的癌細(xì)胞。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在納米材料領(lǐng)域知名期刊《Nanoscale》。
6、新型鐵蛋白納米粒藥物載體——抗癌藥物靶向送給癌細(xì)胞
2014年,中科院生物物理所閻錫蘊課題組依據(jù)人體天然鐵蛋白獨特的殼核結(jié)構(gòu),成功仿生合成了24 聚體鐵蛋白納米粒子,并將該納米材料的新特性應(yīng)用到腫瘤靶向治療。相關(guān)成果日前在線發(fā)表于美國《國家科學(xué)院院刊》。
7、高分子包裹的硫化銅和氧化鎢基光熱轉(zhuǎn)換材料
2013年,東華大學(xué)胡俊青教授和陳志鋼副研究員團隊突破傳統(tǒng)光熱診療材料的局限,研究合成了一系列高分子包裹的硫化銅和氧化鎢基光熱轉(zhuǎn)換材料,發(fā)現(xiàn)它們具有優(yōu)異的生物兼容性和近紅外光熱轉(zhuǎn)換性能。目前,該系列材料已成功應(yīng)用于針對老鼠的癌細(xì)胞消融診療實驗中,在光熱診療領(lǐng)域展現(xiàn)了很好的應(yīng)用價值,將來有望給癌癥患者帶來福音。
8、D2PA人造納米材料
2012年,美國普林斯頓大學(xué)工程學(xué)院的教授史蒂芬•周研發(fā)出一種名為D2PA的人造納米材料,將這種材料同用來探測疾病的免疫分析方法相結(jié)合,能將這種標(biāo)準(zhǔn)的生物學(xué)工具的靈敏度提高300萬倍。最新突破將大大改進癌癥、阿爾茨海默癥等疾病的早期探測情況,因為醫(yī)生能探測到濃度更低的疾病生物標(biāo)簽。研究發(fā)表在最新一期《納米技術(shù)》雜志上。
9、介孔二氧化硅材料——納米金殼新材料
中科院理化技術(shù)研究所唐芳瓊研究員及其研究團隊一直致力于設(shè)計發(fā)展新型納米載體及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。2011年,唐芳瓊研究員進一步發(fā)展了納米金殼偶聯(lián)主動靶向配體分子轉(zhuǎn)鐵蛋白新技術(shù),有望實現(xiàn)惡性腫瘤的安全有效治療。該材料內(nèi)層以結(jié)構(gòu)獨特的中空介孔夾心二氧化硅為核,其表面包覆金殼,納米金殼以其物理化學(xué)性質(zhì)——等離子體共振性質(zhì)為基礎(chǔ),經(jīng)近紅外激光照射,可將近紅外激光光能轉(zhuǎn)化為熱能,并配以夾心二氧化硅對多種化療藥物的裝載控制緩釋技術(shù),高效低毒殺死腫瘤細(xì)胞。
10、新型鈀納米材料
2010年,《自然—納米技術(shù)》刊登了廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院鄭南峰教授課題組的研究成果,題為"具等離子體光學(xué)和催化性能的鈀納米薄片"。據(jù)了解,"鈀藍(lán)"由尺寸均一的六邊形超薄鈀納米片組成,薄片的厚度僅為1.8納米,邊長可在20—200納米間調(diào)控。"鈀藍(lán)"的超薄厚度使其無法散射近紅外光,所吸收的光被完全轉(zhuǎn)化為熱,導(dǎo)致周圍環(huán)境快速升溫,可直接應(yīng)用于腫瘤的近紅外光熱療。
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