,比如机械信号,电信号和振动,或者根据环境的温度或化学条件做出改变,还能利用DNA对这些线索做出响应。
“这既可以是基因方式的,也可以是非基因方式的响应。”
“比如,细胞表面强烈的拉拽作用力可以一直传递到细胞核中,并使其变形,一般来说这会引起细胞核内DNA的机械重组,也许最终结果是增加特定蛋白质的表达或抑制。”
“细胞核的形态,力学特性,它与细胞其他组件之间的联系,以及细胞核内DNA的重组,都是细胞中活性计算能力的一部分。”
他拿起一只注射器,指着针筒中澹澹的绿色溶液,道:“这里面的绿色,事实上是一种绿藻,也是纳米机器人的组成部分之一。”
“你的眼睛,只能看到这些溶液,但在你眼睛所看不到的地方,有上千个微小的绿藻,它们正在拼命划水。”
“这种单细胞生物,有两条像头发一样的肌动蛋白丝臂,也被称之为鞭毛。如同头发丝一样的肌动蛋白在人体中也存在,事实上它们无所不在。”
“在人体37摄氏度的环境下,水分子可以运动得非常快,大约是600米每秒,而肌动蛋白在水中会持续被水分子撞击,这被称之为布朗运动或热运动,从而产生了持续的摆动,不断地迈步向前,就像海水中的暖流一样。卵子能从输卵管下降,就是因为这种肌动蛋白制造的液体流。”
“绿藻鞭毛的这种同步协调运动,使得它能在水中前进,就像蛙泳一样划水。”
“我们利用这种特性,制造了能在血液和体液中划动前行的纳米机器人。”
“首先用叠氮N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯修饰藻类表面,然后通过点击化学与二苯并环辛炔(DBCO)修饰的中性粒细胞膜涂层聚合物纳米颗粒偶联,这样就形成了拥有运动和载药能力的纳米机器人。”
“最后,在纳米颗粒上加载抗生素药物分子,当纳米机器人游动到感染部位,就会释放抗生素分子,杀死细菌,从而达到有效的治疗效果。”
“作为医生,你应该知道,临床上其实有很多有效的药物,却不能很好地治疗疾病,其中一个重要原因就是药物不能准确地到达病灶,并针对性地释放药物。”
“药物通过口服或者静脉滴注进入体内,在达到病灶的过程中,会通过重重关卡,也会被代谢掉大部分,这就相当于全身用药,因此造成了毒副作用大,治疗效果差等问题。”
“而我们的纳米药丸可以在人体内自主流动,找到病变部位后,再释放药物,达到精准医疗的效果。如此一来,不但药物起效的时间能提高到很快,而且还能将所需药物的剂量降低数千倍。”
这番话听得崔主任震惊不已,他盯着薛坤手中那管浅绿色,眼神中闪过一丝期待。
“如果真能达到你所说的效果,那么只需要很小一部分抗生素,就能起到治疗的效果,抗生素滥用将不再是问题了。”崔主任情不自禁地喃喃自语道。
薛坤将注射器放回箱子里,补充道:“这个针剂需要冷藏使用,因为常温下藻类受水分子影响会不停运动,只有0-4摄氏度的低温下,才会维持较低的活性。”
“同时它也需要胸腔注射使用,只需要将抗生素直接注射入肺液之中,就能迅速起到效果。”
“我们在14天的动物实验中,使用这种纳米药丸,对急性肺部感染进行了治疗。”
“实验证明,纳米机器人在小鼠的肺液中显示了极强的运动和载药能力,1小时的运动后,95%的藻类依然存活,并且均匀分布,并未被免疫细胞所吞噬,这反映了相当优良的适应性,以及持续释放药物治疗的能力。”
“我们还比较了纳米机器人与静脉常规治疗的效果。在相同的药物剂量下,显着优于静脉注射。实际上,静脉注射剂量必须比加载到纳米药丸上的剂量高出3000倍,才能在小鼠中达到同样的效果。”
“此外,纳米药丸的毒性可以忽略不计,因为纳米颗粒和藻类都会在体内自然降解,在一到两天后排出体外。”
崔主任连连点头,忍不住拿起另一只注射器来,看得两眼放光,爱不释手。
不过他也不敢多看,生怕时间久了,温度升高,影响到纳米藻类的活性。
只看了十几秒,又重新放了回去,还小心地把箱子给关上。
“对了,听你之前说了那么多,那你的专业是什么?应该不是化学和生物吧?”他随口问道。
薛坤点点头:“其实我是物理学博士,研究纳米技术的基本都是物理学家。至于医学和化学方面,肯定也要有相当的了解,不过这方面我主要是自学。”
“哇!”崔主任再次震惊了:“你只靠自学,就能这么强”。
薛坤呵呵一笑,谦虚地说道:“主要是三清有充足的实验和学术环境,可以让我们自学成才。”
一说起专业方面的内容,薛坤似乎就停不下来了,滔滔不绝地继续说着纳米技术的相关内容。