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【ACS NANO】纳米与光学的“温柔”组合：实现精准、可量化药物递送

首页 » 《转》译 2022-09-01 转化医学网赞(2)

导读	皮肤是人类最大、最可及的器官之一；然而，试图通过穿透皮肤深层来进行药物递送，却依然是一件比较困难的事情。虽然已存在一些通过皮肤来给予药物的疗法（例如用于戒烟的尼古丁贴片），但从总体上看，通过皮肤给药依然是一种较为罕见的治疗方法——因为只有小于100纳米的颗粒才能穿透皮肤。如何创造一种有效的工具来掌控这些微小的颗粒，是一个巨大挑战。此外，由于这些颗粒十分微小、难以被看见，跟踪、确定这些微粒在人体内的具体位置，也同样是一个难题。至今，想要确定这些微小颗粒是否已顺利抵达预期目标组织，还是得依靠活检；而活检是侵入性的，且通常会引起疼痛。

以色列巴伊兰大学（BAR-ILAN University）的研究人员开发了一种新颖的方法，克服了上述两个挑战——通过对纳米技术和光学技术的结合，研究者们制造出了一种纳米钻石颗粒；这种纳米钻石颗粒十分微小，它们可以穿透皮肤来递送药物。此外，他们创造了一种安全的、基于激光的光学方法；该方法可以对穿透到皮肤各个层级的纳米钻石颗粒进行量化，并以非侵入性的方式确定它们在身体组织中的位置和浓度；从而消除了对活检的需要。

该项创新成果由巴伊兰大学纳米技术和先进材料研究所与科夫金工程学院和化学系合作完成，于8月29日发表于在科学杂志ACS Nano。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c03613

纳米金刚石——它们的尺寸大小为百万分之一毫米——是通过在封闭的室内引爆爆炸物而产生的：在该环境条件下，高温和高压会导致爆炸物中发现的碳原子融合在一起。在此过程中产生的纳米金刚石足够小，以至于它们能够穿透组织甚至细胞，而不会造成伤害。

非聚集性纳米金刚石应用于离体皮肤样品并渗透到所有皮肤层：表皮，真皮和脂肪。通过使用非侵入性的、基于激光的光学技术，纳米金刚石的渗透性得以被分析、量化。

图片来源：Dror Fixler教授，巴伊兰大学（BAR-ILAN University）

纳米金刚石和药物输送

就像运送货物的卡车一样，人造钻石可以将各种药物运送到预定目标，并且由于纳米金刚石的微小尺寸，它们的距离和位置可以得到控制。使用纳米颗粒的药物递送方法已经在以前的研究中被证明是成功的。

巴伊兰大学新开发的纳米金刚石也被证明是有效的抗氧化剂。这种特性确保了穿透身体的颗粒既安全、又具有治疗作用——因为它们的化学性质允许它们在进入人体之前被涂上药物。

纳米金刚石敷于皮肤样本，并渗透至所有皮肤层：

纳米金刚石浓度随着层的加深而降低。

图片来源：巴伊兰大学（BAR-ILAN University）

通过光学技术跟踪纳米金刚石

研究小组开发的光学方法使他们能够通过基于蓝色波长激光的安全和非侵入性传感来识别皮肤不同层（表皮、真皮和脂肪）中颗粒的相对纳米金刚石浓度——鉴于红色波长激光通常用于人体医学检查和治疗，这本身就是一个独特的发现。为了确定这些纳米金刚石在皮肤中的位置以及浓度，患者被短暂暴露于蓝色激光束。光学系统创建类似照片的3D图像，通过该图像，研究者可以提取已处理组织中的光学变化，并使用专门创建的算法将其与相邻的、未处理组织进行比较。

巴伊兰大学纳米技术和先进材料研究所所长，研究团队成员Dror Fixler教授表示：“这是皮肤病学和光学工程学的重大发展，它使得通过先进的纳米技术进行皮肤给药成为可能。” Fixler教授及其团队的此项研究成果，也证明了光学创新在临床应用中的重要性。

（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://phys.org/news/2022-08-nanodiamonds-capable-medicinal-cosmetic-remedies.html

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。