研发新型纳米磁微粒清洁血液

瑞士苏黎世的研究人员正在研发一种纳米磁微粒,以期有朝一日能够将血液中可能有害的成分剥离出来。这一技术可能用于用于治疗人类的药物中毒、血液感染和某些癌症。



这一工程包括将涂上碳衣的纳米颗粒磁化,在其上布满针对特殊分子的抗体,研究人员想将这些分子----比如易导致炎症的蛋白质:如白细胞介素(interleukins)和一些有害金属,比如铅----清除出血液。在血液中加入纳米磁粒后,再将血液在透析机或类似的机器中流过一遍,研究人员就能将不想要的成分过滤出来了。



“纳米磁粒能够捕获目标成分,在这些磁粒进入再循环之前,用磁力分离器将这些载有有毒物质的磁粒累积排入一个贮藏库,将它们与血液循环系统相分离。”因格·赫尔曼(Inge  Herrmann)解释道。她是苏黎世大学(University  of  Zurich)的化学工程师,现在领导该项研究。



根据一项于2011年2月号的《肾脏透析与移植》(Nephrology  Dialysis  and  Transplantation)杂志上发表的研究结果,研究人员可以经血液过滤装置一次清除75%的地高辛(digoxin),这是一种心脏治疗药物,摄入剂量过大会有生命危险。经一个半小时的清除过程后,磁粒可清除达90%的地高辛。



尤其值得注意的是,研究人员必须证实磁粒本身对人体无毒,并且不会影响血液的凝结能力。但早期的研究结果还是大有前途的。在发表于2011年《纳米医药》(Nanomedicine)上的一篇论文中,赫尔曼的团队表明,磁粒不损伤细胞,也不会增加凝血力。这是安全方面的两大关键性的里程碑。



在10月的美国麻醉师协会(American  Society  of  Anesthesiologists)年会上,赫尔曼展示的数据显示,一部分磁粒被两种免疫细胞---单核细胞和巨噬细胞所吸收。这证明了一个重要原理,任何未来的应用成果都可用于治疗严重感染。



现在,赫尔曼和她的同事们正在患脓毒血症的老鼠中进行一项技术研究。脓毒血症是一种严重的血液感染,以大量受损的免疫细胞组合为标志。在美国,每年约有100万人罹患此病。



乔恩·多布森(Jon  Dobson)是佛罗里达大学(University  of  Florida)的一位生物医学工程师,他说解毒是纳米科技中的一项“非常有意思的应用”。他自己的团队正在使用磁性纳米微粒作为遥控,来操纵细胞活动,如干细胞的分化。“用化学方法,一旦过程开始就很难停下来。有了磁性技术,就可以随心控制停止开关了。”



这个瑞士团队研究出的方法,其潜在用途可能扩大至脓毒血症外地其他疾病,包括白血病,多布森说道。比如,可以设计使纳米磁粒和白血病细胞配对,再将它们引导排出体外,从而降低病灶转移的风险。



欧·汤普森·梅福德(O.  Thompson  Mefford)是克莱姆森大学(Clemson  University)的一位纳米科技专家。他表示,这一成果很吸引人。他指出,人体是高度氧化的环境,而铁的氧化会削弱材料的磁性。瑞士团队给磁粒加上一层碳衣,可以防止锈蚀。



但他仍然指出,这项技术能否生存仍有待观察。“循环时间长,没有免疫响应和磁粒之间的彼此不成群,这些仍是真正的挑战。”