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来源:日报社地区:伦理剧发布:2020-01-05

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在小鼠皮下植入黄金纳米监测器示意图。(Nanobiotechnology Group, JGU Department of Chemistry)
【大纪元2021年04月12日讯】(大纪元记者高文森编译报导)利用植入式设备持续监测人体内某项体征或药物浓度,是科学家钻研了很久的一个医疗应用。这对疾病控制和用药反馈都有重要作用。可是目前为止各种植入式设备都不适合长期地待在人体内,大约每隔几天或几周就要替换一个新的。
不仅如此,有的植入式设备会引起人体排异反应;还有一些设备用于指示信号的颜色过一段时间之后会褪色,导致测量的数据不准确。
3月30日发表于《纳米快报》(Nano Letters)的一份研究介绍,他们发明的一种黄金纳米粒子感应器,植入皮肤后可以在人体内稳定使用几个月的时间。而且,这种纳米粒子可以改装加上各种特定的分子受体,能够反映身体的各种情况和指标。再者,研究人员将这些粒子装载在人工聚合组织之内植入皮肤之下,不会产生排异反应。
主要研究者德国约翰内斯·谷登堡-美因茨大学(Johannes Gutenberg-Universit"at Mainz)的索尼奇森(Carsten Soennichsen)在这个领域研究了多年。他介绍说, 黄金纳米颗粒 吸光和散射光的能力很强,根据周围环境的变化改变着颜色。这个特性使得黄金纳米粒子很适合用于植入式医疗感应器。
为了防止纳米粒子被人体免疫细胞冲散或分解,研究人员设计了一种与人体组织类似的多孔聚合物凝胶,作为纳米粒子的载体。植入皮肤后,人体的毛细血管和细胞会充入这些孔洞,使得感应器与人体组织完好融合,不会遭排斥。
“我们的感应器就像一个看不见的纹身,和一便士硬币差不多大,还不到一毫米厚。”索尼奇森说。他们使用黄金纳米粒子反射红外线光,再用一个特殊的测量仪器,在体外通过测量从皮肤透出的红外线即可了解植入式探测器的读数。
这份研究中,研究人员向一些无毛的小鼠植入了这些感应器后,用它监控小鼠体内抗生素药物的浓度。抗生素进入小鼠体内后,在血管内流动接触到感应器。感应器内的黄金纳米粒子的表面绑定了特殊的受体,根据抗生素药物的浓度发生着颜色的变化。
实验结果显示,感应器能稳定地反映抗生素药物浓度的情况,在小鼠体内运作长达几个月的时间。
这份研究报告的主要撰写者凯芙(Katharina Kaefer)说:“褪色是以前常见的问题。然而黄金纳米粒子不会褪色,颜色恒定。而且给它们加上各种感应受体涂层都很容易,所以它们是理想的植入式感应器载体。”
研究称,这项新技术具有通用性,将延长整体植入式感应器的使用寿命。未来,基于纳米粒子的植入式感应器可用于同时监控体内的生物标记和药物的情况,在药物开发、医疗研究、定制药物,比如为慢性病患者定制控制病情的用药方案等方面,具有广泛的潜在用途。◇

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