美國斯坦福大學科學家開發(fā)出一種全新的非侵入性技術——借助遍布血液的納米材料，將超聲波精準轉化為光點，從而把光“送達”身體任意指定部位。這一成果為更簡便、創(chuàng)傷更小的光學靶向療法提供了可行方案。相關論文發(fā)表于新一期《自然·材料》雜志。
光在生物學與醫(yī)學領域的應用日益廣泛。它能刺激細胞生長、調控神經信號，甚至治療某些癌癥。然而，光并不擅長穿透組織，絕大多數(shù)將光導入體內深處的方法都頗具侵入性，往往需要切開組織或植入光纖。
團隊表示，超聲波運用便捷，相比光來說，能滲透到身體更深遠的角落。借助新方法，科學家無需物理植入物，便可在腦部、腸道、脊髓、肌肉等幾乎任何部位“點燃”微光。
團隊選用的發(fā)光材料為尺寸較大的陶瓷顆粒，這類物質在受到超聲波引發(fā)的機械應力時會迸發(fā)光亮。他們將這些陶瓷顆粒研磨成納米顆粒，并包裹一層生物相容性涂層，使其均勻懸浮于液體中。隨后，他們將該溶液注入小鼠體內，血管網絡便將納米材料輸送至全身各處。測試結果表明，團隊能讓超聲波焦點如畫筆般游走掃描，在多個位置同時產生光亮。
為證實體內更深處的發(fā)光效應確實有效，團隊為小鼠量身打造了一頂微型超聲波發(fā)生帽，借此在小鼠大腦不同區(qū)域產生光。這些光分別激活了不同的神經元，小鼠隨之依照受激腦區(qū)的“指令”，向左或向右轉動。這一演示有力地證明，超聲波引發(fā)的光可有效操控腦內細胞活動。
團隊還將這種造光方法與基因編輯系統(tǒng)聯(lián)合?；蚓庉嫷囊淮筇魬?zhàn)在于可能引發(fā)脫靶效應，但若將發(fā)光納米粒子與光控基因編輯系統(tǒng)配對，便有望通過超聲波，在體內局部區(qū)域自如地開啟或關閉基因編輯功能。
盡管這些材料在小鼠體內似乎并未顯現(xiàn)不良反應，但它們不會迅速降解，且可能在肝臟等器官中積聚。團隊希望用一種能在體內安全分解的生物材料替代陶瓷納米粒子，為臨床應用掃清障礙。
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