纳米技术是Richard Feynman 在1959 年12 月发表的一篇文献中设想的一个领域,这篇文献名为“终极之处别有洞天”。Feynman 估算,如果应用纳米单位书写,就可以将人类历史产生的所有知识记录于一粒微尘之中。纳米级别,是电子显微镜所能观察的级别。正常人高约20 亿纳米;一个DNA 分子宽约2 纳米--这给大家一个直观的印象。
纳米颗粒作用机制
我们制作兼有治疗和诊断作用的纳米颗粒,称为治疗诊断剂(theragnostics), 其为多层次粒子--- 最外层是目标层, 籍此可以进入胞内,成为生物传感器。
外层寻找靶点
通过控制纳米粒子表面性质,控制其在血液的存在时间、器官中的组织和细胞分布,甚至细胞器分布。靶点定位方式: 对靶细胞找到一个特异性受体,再找到其合适的配体。如对细胞质定位, 将细胞质中的巯基氧化;对于胞核定位,可以利用基于核仁蛋白的传导通路,此通路将物质直接从细胞表面传递至胞核。
生物传感器进入胞内
假设我们治疗氧化性损伤, 将DNA 结合于纳米材料,其编码的酶可以清除氧化反应物质,而其转录过程受到对氧化损伤敏感的启动子的影响。我们借助细胞自身的代谢机制来改变胞内生物学环境。当细胞病变治疗后,损伤信号消失,诱发的DNA 转录也会停止。
设计细胞外基质
我们可以通过纳米技术设计细胞外基质, 从而控制细胞迁移、分化和增殖。这为组织替代和再生医学设计新的思路和方案。医学模式与之前的迥异, 是纳米技术将其带入另一番天地。
纳米技术在眼科的应用
纳米技术在眼科最早的应用可能是在药物和基因载体方面,比如组织再生方面。最后应用到我们难以想象的方面,比如纳米级别的手术, 我们可以说,酶在纳米级别上对蛋白质进行手术。
许多眼科疾病与慢性氧化损伤相关,如年龄相关性黄斑变性、糖尿病视网膜病变以及光毒性损伤等。纳米技术虽然不能治愈疾病,但却以精确的方式在时机和剂量上进行疾病治疗。
像工程师一样创造未来
预测未来最好的方法就是去创造未来,并且创造意味着你有能力成为一名工程师。纳米技术就是让生物学家开始像工程师一样创造未来。
来源:《国际眼科时讯》