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▎学术经纬/报道

新材料“纳米橡皮膏”有望助瘫痪病人站立 一种新的橡皮膏技术能够修复受损的脊髓神经,有望使瘫痪病人站起来。最近,美国科学家研制出一种纳米粒子橡皮膏,可将微粒子注射进入受损的脊髓中,恢复脊髓纤维,使瘫痪病人重新站起来。这是科学家首次使用微胶粒恢复受损的神经纤维。据英国《每日电讯报》11月9日报道,最近,美国科学家研制出一种纳米粒子橡皮膏,可将微粒子注射进入受损的脊髓中,恢复脊髓纤维,使瘫痪病人重新站起来。这是科学家首次使用微胶粒恢复受损的神经纤维。科学家在小白鼠身上做实验已经成功了,这些微小粒子能够像橡皮膏似的,修复受损的神经。当这些微小的球体,就是通常所说的微粒,注射进瘫痪小白鼠的尾部后,它们的四肢都能重新动起来了。但是,科学家们声称这还要花好几年时间的研究才能知道这项技术是否能够应用到人类身上。研究还要持续好几年,才能知道这些比血红细胞还要小100倍的微粒是否能够将药物传递到身体的各个部位。在小白鼠身上,它们已经能够修复60%受损的神经细胞。这是科学家首次使用微胶粒恢复受损的神经纤维。美国印第安那州,西拉法叶城普渡大学的程基新博士说道:这真是个令人惊奇的发现,微粒作为药物运输工具已经研究了30多年,但是还从没有人想过直接将它当成药物来使用。实验中使用的微粒都被聚乙二醇材料制成的外壳包围着,这样一个密封剂很重要,已被作为研究潜在的治疗脊髓损伤的药物必不可少的部分。之前的研究都是用化学药物密封住受损的部位,防止进一步的恶化,然后给神经纤维一个自我修复的机会。大量细胞坏死造成了并发症,紧接着引起脊柱损伤,这就是导致永久瘫痪的元凶。程教授的研究显示,注射用聚乙二醇包裹的微粒比没有外壳包裹的微粒更加有效。实验显示,这些纳米微粒成功地传送到了受损的各个部位。这些注射了包有聚乙二醇外壳的微粒的小白鼠,四肢都恢复活动能力了,然而那些单纯注射了聚乙二醇的则没有。这些纳米微粒显示,在一定的浓度范围内是无毒的。程教授还说:使用了这些微粒,大约只需要常规聚乙二醇十分之一的浓度。这项研究成果发表在最新一期的《纳米技术》杂志上。

脊髓受伤的那一刻,往往意味着身体开始退化,很可能造成肢体和身躯肌肉无力、感觉丧失、运动失去控制甚至瘫痪。由于交通事故、跌伤或暴力等种种原因,全世界每年有25万~50万人脊髓受损。

近期,美国密西根大学的生物工程学家利用一种纳米粒子,来帮助避免脊髓损伤导致的瘫痪。动物实验表明,在小鼠受伤后注射这种纳米粒子,可以有效促进脊髓神经再生,帮助恢复运动能力。这项研究成果发表于《美国科学院院刊》。

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这种纳米粒子之所以能发挥作用,是因为它们可以有效地“拦截”免疫细胞。免疫细胞不是帮助修复伤口的吗?通常来说是这样。被激活的免疫细胞聚集在伤口周围,积极地清除死去的细胞碎片,这个过程可以促进组织愈合,并启动再生和修复的过程。

然而,在大脑和脊髓组成的中枢神经系统,事情有些不一样。正常情况下,血脑屏障把纷纷扰扰的免疫活动与神经细胞隔离开来。当脊髓受伤,屏障被打破,免疫细胞得以进入受伤区域,并释放致炎细胞因子。活跃的免疫反应非但没有起到帮助,还让不习惯这种“待遇”的脊髓神经组织受到更大的损伤,导致神经元迅速死亡。

首当其冲的就是神经的髓鞘。髓鞘裹在神经纤维外面,是帮助神经传递信号的,但炎症反应会在髓鞘形成疤痕,成为脊髓神经再生的一大阻碍。

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▲本研究负责人生物医学工程教授Lonnie Shea(图片来源:密西根大学)

如何避免免疫系统对神经损伤做出过度反应呢?Lonnie Shea教授提出了一个想法:“与其去克服免疫应答,我们还可以利用免疫应答来帮我们促进治疗反应。”

带着这样的目的,研究人员设计了一种新颖的纳米粒子疗法。他们让纳米粒子来扮演受伤细胞的碎片,与循环系统中引起炎症的免疫细胞相结合,并将它们转移到脾脏,从而间接减轻脊髓受伤区域的负担。

这些纳米粒子由聚乳酸-羟基乙酸共聚物制成,这种材料是一种可降解的高分子有机化合物,已被FDA批准用作可再吸收缝合线。由于纳米粒子通过大小、电荷等物理特性起作用,本身不附着药物,因此避免了药物可能带来的不良反应。

研究人员在脊髓受伤的小鼠身上检验了纳米粒子的效果。在小鼠一受伤后就通过静脉注射把纳米颗粒注入小鼠体内。连续注射一周,研究人员观察到,创伤部位聚集的先天免疫细胞明显减少,相比对照组只有1/4!相应地,在受伤4周后观察,神经纤维的疤痕也比对照组缩小了一半。

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