納米科技是20世紀(jì)80年代末剛剛誕生的新型學(xué)科,納米最初是在物理學(xué)中提出的概念,它是一米的億分之一。與物理學(xué)上的嚴(yán)格定義不同,生物學(xué)上的納米泛指小于微米級(jí)別的1—1000nm的范疇。由于它的快速發(fā)展和與其他高新技術(shù)的結(jié)合,使得人們對(duì)納米的概念產(chǎn)生了一些誤解。針對(duì)現(xiàn)在社會(huì)上對(duì)納米的一些炒作現(xiàn)象,周文忠教授說(shuō):“納米和米一樣是一個(gè)長(zhǎng)度計(jì)量單位,它并沒(méi)有人們想象的那么多神秘色彩,如果將其稱為微毫米,其表達(dá)的概念也將是一樣的。人們發(fā)現(xiàn)在物質(zhì)小到一定程度的時(shí)候其物理和化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變,如導(dǎo)電性的變化,分子結(jié)構(gòu)的變化等。而在納米藥物中,應(yīng)用的并不是納米級(jí)物質(zhì)的這一特性,而是其分散性。隨著科學(xué)的發(fā)展,藥物顆粒發(fā)展到微米級(jí)別的時(shí)候,人們自然而然地就想到,能不能將它變得更小呢?于是納米技術(shù)應(yīng)用到藥物領(lǐng)域。由于其顆粒小,藥物分散性好,可以更容易地被細(xì)胞吸收,從而藥物的生物利用度就會(huì)得到提高,于是人們開(kāi)始研究納米顆粒和藥物制劑!
納米藥物的制作并不像我們想象的那樣簡(jiǎn)單地將藥物粉碎成1—1000nm大小的顆粒,它是由載體和中心有效成分構(gòu)成的。周文忠教授打了一個(gè)非常形象的比喻,就好比一個(gè)納米級(jí)的餃子,藥物是餡,載體是皮,作為餃子餡的藥品是攻擊疾病細(xì)胞的有效成分,而作為餃子皮的載體則起到裝載運(yùn)輸和保護(hù)的作用。由于載體和有效成分都要精細(xì)到納米級(jí)別,與細(xì)胞中的細(xì)胞器差不多大小,因此可以更好的被吸收利用。在此基礎(chǔ)上,人們可以在載體上做很多文章,讓它符合人們的要求。比如,在載體外加上表面修飾層,利用抗原抗體反應(yīng)、正負(fù)電荷吸引等相互作用原理就可以引導(dǎo)藥物找到目標(biāo)細(xì)胞,對(duì)其進(jìn)行專門治療,而不是像普通藥物那樣不管細(xì)胞是否健康都施藥。這種表面修飾層就好象制導(dǎo)導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置,使得藥物能夠集中進(jìn)入目標(biāo)細(xì)胞,那么,在同樣施藥量的情況下,目標(biāo)細(xì)胞內(nèi)部的藥劑濃度會(huì)更高,尤其在癌細(xì)胞治療過(guò)程中,由于殺死癌細(xì)胞的藥物對(duì)正常細(xì)胞都有很大的傷害,這種針對(duì)性、目的性就顯得尤為重要。另一個(gè)對(duì)載體的改造應(yīng)用是可以使藥物緩慢釋放和控制釋放。很多危害健康的病原體并不是可以瞬間殺死的,而是需要藥物的持續(xù)作用。如果藥物可以緩慢持續(xù)釋放,保持細(xì)胞內(nèi)的濃度穩(wěn)定,就可以在劑量比較低的情況下殺滅病原。同時(shí)不會(huì)由于瞬時(shí)的劑量過(guò)高造成抗藥性。尋找合適的載體,使其像宏觀的膠囊一樣讓包裹在內(nèi)部的有效成分一點(diǎn)一點(diǎn)的釋放出來(lái),細(xì)胞內(nèi)的藥物濃度曲線呈梯形而不是以往的鋸齒形,這樣的納米藥物不僅藥效持久,副作用小,而且藥物利用率高。
納米藥物的應(yīng)用可以使現(xiàn)在醫(yī)療領(lǐng)域很多難題得到解決,然而目前它并沒(méi)有被大規(guī)模的應(yīng)用,那么它的發(fā)展過(guò)程中遇到哪些困難呢?周文忠教授解釋說(shuō):“首先是對(duì)載體材料的選擇尋找比較困難,載體材料必須是水不溶性的,才能擔(dān)負(fù)起保護(hù)和運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù),要是像糖那樣遇水即溶就沒(méi)有什么意義了;同時(shí)載體和有效成分之間還需要一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,一種特定的藥物必須有適合它的載體才能更好的發(fā)揮功效;另外,對(duì)人體而言它的安全性也是不可忽略的一個(gè)方面;載體的承載能力,就像餃子皮包裹餡的多少也要在考慮范疇內(nèi)。其次,使藥物具有靶向性,必須對(duì)目標(biāo)細(xì)胞有詳細(xì)充分的了解才能設(shè)計(jì)出有效的導(dǎo)航系統(tǒng),而人類目前對(duì)癌癥細(xì)胞的發(fā)病機(jī)理、癌癥細(xì)胞的種類、癌癥細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)等方面的了解并不全面,利用怎樣的機(jī)制用于導(dǎo)航還有待進(jìn)一步研究。此外,藥物和細(xì)胞間的相互作用還不是非常的特異和有效,做不到像定位導(dǎo)彈那樣完全的精確!
最后,關(guān)于納米技術(shù)的應(yīng)用和對(duì)癌癥的治療方面,周文忠教授總結(jié)說(shuō),有人預(yù)測(cè),在四五十年以后癌癥很有可能被消滅,就好象在抗生素發(fā)現(xiàn)之前,細(xì)菌感染就是絕癥,一旦找到了有針對(duì)性的藥物或者治療方法,不治之癥也可以得到根治。相信隨著人類對(duì)癌癥發(fā)病機(jī)理的研究,各種高新技術(shù)的不斷應(yīng)用以及多學(xué)科交叉研究的深入,現(xiàn)在的頑癥會(huì)被攻破。