據物理學家組織網6月10日報道，因動脈硬化導致的動脈狹窄和心血管疾病，是全球死亡的主要原因。直到現在，仍沒有治療方式能夠僅定位病變區域，從而提升藥效並減少副作用。為了輔助填補這一缺失，瑞士日內瓦大學和巴塞爾大學等機構組成的聯合研究小組研發出一種納米“定時炸彈”，能夠識別病變區域並針對其進行治療，且不會對健康區域造成傷害。
在瑞士，每年有超過2萬民眾死於由動脈硬化引發的心血管疾病，占該國總死亡人數的37%。雖然沒有已被認定的特定動脈硬化生物標記，但有一個物理現象與血管變窄相關，即剪切應力。這種力與血流平行，其因血流的波動而造成，由變窄的動脈所誘導。
正是利用這一現象，研究團隊開發了一種納米容器，其可在狹窄動脈的剪切應力作用下，專門針對病變區域釋放血管舒張藥物。通過重新排列如脂質體等經典納米容器中磷脂等特定分子的結構，科學家能夠使其成為透鏡狀，而不是普通的球形。
為實現這一點，化學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磷脂之間的相互作用。一旦被修改，分子將與水化合產熱形成球形液體，隨後在冷卻後凝固成透鏡狀。
研究人員構建了心血管係統模型，並以阻塞程度不同的聚合物管代表健康和狹窄的動脈。接著，人造心外“泵”將與這些動脈相連，以模擬由血管變窄而誘發的剪切應力。科學家將納米容器注入係統後，分別在健康和狹窄的動脈區域進行了取樣。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脈移動而不會對其造成破壞。除了在遭受狹窄動脈的剪切應力時，這種新型納米容器一直十分穩定。而這也正是這項技術的目的，即血管舒張藥物隻會作用於狹窄的動脈，這將大幅提升治療效率，並能有效降低相關副作用。“簡單地說，我們開發了現存技術尚未發掘的方麵，這項研究將為心血管疾病患者提供新的治療視角。”日內瓦大學有機化學係的安德裏亞斯·祖布霍爾如是說。（記者 張巍巍）
在瑞士，每年有超過2萬人（死亡總人數的37%）死於動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，但卻沒有藥物能夠唯獨靶向這一疾病區域，常常會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），如硝酸甘油，可以擴張病變血管和其餘的動脈。然而，由此可能導致血壓下降，轉而限製了例如心髒病發作時所需的，病變血管擴張產生的預期血流量增加。
為了提高動脈粥樣硬化的治療效果及減小副作用，來自瑞士日內瓦大學、巴塞爾大學的研究人員開發了一種納米容器能夠將血管擴張劑特別釋放到病變區域。相關研究成果在線發布在《自然納米技術》（Nature Nanotechnology）雜誌上。
納米技術在醫學中
盡管還沒有動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之為剪應力。這種力是由於動脈狹窄引起的血流量波動所致，與血流平行。通過利用這一現象，該研究小組的人員開發了一種名副其實的“定時炸彈”——這種納米容器在狹窄動脈剪應力的壓力下將釋放出它的擴血管物質。
通過重排經典納米容器例如脂質體中某些分子（磷脂）的結構，科學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，納米容器隨後可通過健康動脈而不會對其造成損害。這種新的納米容器相當穩定，除遭受狹窄動脈剪應力之時。而這正是該技術進步之處。血管擴張劑隻會分送到狹窄動脈處，顯著改善治療效果及降低副作用。“簡言之，我們利用了現有技術從前未經開發的方麵。這一研究為治療心血管疾病患者提供了新的觀點，”日內瓦大學有機化學係Andreas Zumbuehl說。
“納米醫學是一門源自普通納米科學定向於醫學研究的學科。在高科技環境下化學、物理、基礎科學和臨床醫學的跨學科合作有可能導致一個新的研究時代，”HUG心髒病學和普通內科Till Saxer說。
當介入化合物科學家們是如何設法改變納米容器的形狀使它們類似於晶狀體的呢？通過重排分子結構，日內瓦大學的化學家們用酰胺鍵置換了連接磷脂兩個部分（頭和尾）的酯鍵。酰胺鍵是一種有機化合物能夠促進磷脂間的互作。一經修飾，分子水合然後加熱就形成了一種液狀球體，在冷卻時以晶狀體形式鬆弛固化。
研究人員隨後製作出心血管係統模型，利用不同程度阻塞的聚合物管代表健康和狹窄的動脈。接下來，一種人工心髒泵被連接到這些動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係統中，並抽取來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於病變區域，如果藥物以單一的方式分配濃度將更加地明顯。
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