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血管栓塞救星,磁性奈米顆粒有效溶解血塊

在血液中尋找血塊來摧毀
在血流中行進,找尋血塊摧毀。Credit: John [email protected] CC BY-SA 2.0

過去一年,Google在發表了他們研發奈米顆粒偵測人體癌症的計畫,更因此招募大批奈米科學家、醫師來做研究。到底奈米顆粒為什麼那麼夯?生醫人網摘過去刊載過不少奈米顆粒的應用,從藥物釋放癌症治療醫學影像偽裝血小板到廣泛應用在point of care的診斷裝置,奈米顆粒到底怎麼好用?來看看科學家怎麼應用奈米顆粒來治療血塊、加速溶解。

藥物溶解血管中的凝塊

血液凝塊在腦部,可能導致缺血性中風,而如果到心肺血管成為心臟病或者肺動脈血栓,嚴重都可能致命。目前臨床上,有一種溶血藥劑,稱作組織胞漿素原活化劑(tissue plasminogen activator,tPA),可用來幫助溶解血塊。多適用週邊和心血管血栓。這種物質本來就以很低的量存在血液中,如果注射更多這種物質到血液中,可能有部份成功到達血塊位置,發揮作用,而大部份可能在未達到目的之前,就先分解了。也就是說,整體效果不是太理想。如果增加劑量,患者容易有腦出血或其他位置出血的危險。如果可以讓tPA較有效率地到達目的地,是不是就能解決這個問題呢?

磁性奈米顆粒增加溶解效率

講到要到達目的地,這樣就需要一部載具,把tPA送去目的地。奈米顆粒就如同一部載具,可以想成是一部車,把想要的東西放到這部車上,然後應用一些方法,導引這部車到想要的目的地,然後把放在車上的東西卸下來。您腦中是否已經想到怎麼應用奈米顆粒來解決這個問題了? 美國德州休士頓衛理醫學中心(Houston Methodist)的研究員,開發了磁性奈米顆粒,核心為鐵金屬,外表加上白蛋白(albumin)塗層,用來偽裝自己,因為白蛋白本來就是人體內的一種物質,如此偽裝,不會被免疫系統發現,然後再將tPA連結在上面。因為其鐵質核心,可以應用磁場導引到血塊凝結位置,也有助於核磁共振影像(MRI),同時因為偽裝也增加tPA在血液循環系統中的時間,如此有更多機會到達目的地。此外,有研究顯示,雖然tPA是在常溫狀況注射到血液內,但是tPA在40⁰C時溶解血塊效果更好,於是研究團隊也利用磁場增強,讓氧化鐵粒子摩擦生熱,溶解血塊效果好上十倍。整體而言,這個偽裝的磁性奈米顆粒挾帶tPA來溶解血塊的速度,是ㄧ般僅有tPA的100到1000倍。

期望進入人體試驗

這項研究,已經在體外進行過人體組織實驗,可以見到tPA如何到達目的地。另外也進行了有凝血塊的小鼠實驗,加上光學顯微鏡追蹤磁性奈米顆粒的行蹤。研究顯示,這種磁性奈米顆粒在小鼠身上其造成的溶血速度較ㄧ般治療快上一百倍。下一步,就是希望可以更嚴謹加強實驗,以順利進人體試驗。

這項開發,有個很大的優勢,就是氧化鐵(iron oxide)是美國國家食品與藥物管理局(FDA)已經核准用在MRI的物質,能夠有效率的做藥物釋放,氧化鐵的需求量,必定可以更低,在安全使用範圍內。同時,tPA也是血液中本來就有的物質。

文章參考:Houston MethodistSM
圖片來源:john-norris@Flickr CC BY-SA 2.0
原文參考:Advanced Functional Materials

【作者簡介】 BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章要有邏輯,藉由報導、解析生醫領域的創新和應用來傳播知識。

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