纳米技术成肿瘤诊断工具 有望变抗癌新利器

尽管现代医学不断取得进展,但全球肿瘤疾病的患者数量仍持续上升。据国际癌症研究机构数据显示,全球每年有超过800万人死于癌症,每年新增肿瘤患者超过1400万,到2030年,这一数字将达到2400万。俄罗斯国家研究型核大学莫斯科工程物理学院的科学家认为,通过纳米技术有望研制出对抗肿瘤疾病扩散的新型武器。

纳米技术成肿瘤诊断工具

俄科学家认为,纳米技术可在纳米尺度内实现肿瘤诊断和治疗的结合,这种新疗法可以破坏癌细胞和带有亚细胞定位的肿瘤,纳米粒子本身在没有任何不良次级效应的情况下,在体内完成诊断或治疗即会消失。简单地说,俄科学家希望,通过纳米技术尽早发现癌症,并在最大程度上安全有效地治愈。

为实现这一宏伟目标,2016年,该大学成立了物理工程生物医学研究所,并组织了“物理工程生物医学技术”大型国际研讨会,来自俄罗斯、美国、英国、法国、澳大利亚、芬兰等国的著名学者出席。莫斯科工程物理学院院长及美国纽约州立大学布法罗分校教授帕拉斯•普拉萨德担任研讨会主席。

普拉萨德教授在发言中说:“我很荣幸能够与俄罗斯的学者一起工作,因为我相信科学无国界。癌症和脑部疾病属于常见疾病,要想攻克它们,需要各国的密切合作。”

硅纳米颗粒是新疗法关键

莫斯科工程物理学院物理工程生物医学研究所副所长维克多•季莫申科教授在讨论会上介绍了其中一种最有前景的抗癌方法:利用硅纳米颗粒。

季莫申科说:“光激发硅纳米颗粒发射荧光,并在指定条件下激活分子氧及点燃生物体的研究显示,该物理效应可被用于发现受损细胞,以光能疗法治疗肿瘤疾病。”换句话说,研究人员发现,硅纳米颗粒能够快速找到恶性生成物,并通过安全方法将其摧毁。目前,他们正在研究这一具有前景的新方法,条件成熟后将进行临床试验。

研究人员介绍,目前肿瘤治疗中的困难在于,癌细胞从结构上来说与健康细胞区别不大,随着病情发展,癌细胞摆脱身体机能控制,开始急剧增加,进而形成可以通过不同方法诊断出的肿瘤,如果想要在最开始就根除肿瘤,需要尽早判断哪些细胞开始脱离身体控制并向恶性细胞转变。

他们通过光、超声波和射频电磁发射等多种方法对硅纳米晶体施加物理影响,用于诊断早期肿瘤疾病。实验显示,其有效性超越了传统的X射线和生物化学分析诊断方法。研究人员说,新方法的优势在于,硅属于非常普遍的化学成分,其在地壳中的含量超过25%。硅以微量元素形式存在于我们的骨骼和发丝中,硅纳米粒子完成自己的诊疗使命后,可以在人体内无痕迹地溶解,对人体无害。目前,俄科学家已经掌握激活硅纳米粒子及控制它们的技术,利用其诊断出癌症并摧毁癌细胞。

在患者体内注入硅纳米粒子后,纳米粒子随血液循环系统输送到人体各个部位,包括最细小的毛细血管,并在肿瘤上堆积。实验中,俄科学家展示了通过光激发的光和拉曼散射,以及核磁共振成像中使用的射电辐射,监控硅纳米粒子在癌细胞上渗透和堆积的可能。当纳米粒子到达肿瘤后,使用光、超声波或射频辐射刺激肿瘤,对局部施加摧毁恶性细胞所需的能量,达到治疗作用。

对生物医学产业影响深远

俄科学家希望,通过这种新方法阻止恶性肿瘤进一步恶化,进而战胜它们。与会杀死患者体内健康细胞的传统化疗和放射疗法相比,新方法更为安全和简便。

季莫申科教授表示:“采用超声波、光学或者其他手段的肿瘤治疗方法已经普及很久,使用智能硅纳米粒子可以有效提高疗效,这将对整个生物医学产业产生深远影响。”

据介绍,这种新方法首先在莫斯科国立大学研发,之后莫斯科工程物理学院加入到这项工作中,同时吸引了来自德国的科学家们参与。按照计划,除联合运作物理工程生物医学研究所的科研项目外,未来还将开办相关转化医学中心。