人造红细胞-纳米医学
我们人类必须时时刻刻地呼吸,因为我们需要空气中的氧气。当我们奔跑的时候,往往会觉得很累,那是因为剧烈运动要消耗很多的氧气,而呼吸又不能马上补充这种消耗,因此造成了我们身体不能得到足够的氧气,氧气不够你就会觉得筋疲力尽。有没有可能让我们总是得到充足的氧气呢?那样我们每个人或许都能成为“跑不死”。科学家正试图利用纳米技术制造一种红细胞,它有望实现我们的愿望。
纳米医学不仅具有消除体内坏因素的功能,而且还有增强人体功能的能力。我们知道,脑细胞缺氧6~10分钟即出现坏死,内脏器官缺氧后也会呈现功能衰竭。设想一种装备超小型纳米泵的人造红血球,携氧量是天然红血球的200倍以上。当人的心脏因意外突然停止跳动的时候,医生可以马上将大量的人造红血球注入人体,随即提供生命赖以生存的氧,以维持整个机体的正常生理活动。美国的纳米技术专家初步设计了一种人造红血球,这个血球是个1微米大小的金刚石的氧气容器,内部有1000个大气压。它输送氧的能力是同等体积天然红细胞的236倍。
它可以应用于贫血症的局部治疗、人工呼吸、肺功能丧失和体育运动需要的额外耗氧等。
美国密歇根大学的科学家已经用树形聚合物发展了能够捕获病毒的纳米陷阱。体外实验表明纳米陷阱能够在流感病毒感染细胞之前就捕获它们,同样的方法期望用于捕获类似艾滋病病毒等更复杂的病毒。纳米陷阱使用的是超小分子,此分子能够在病毒进入细胞致病前即与病毒结合,使病毒丧失致病的能力。
通俗地讲,人体细胞表面装备着含有某些特定成分的“锁”,只准许持“钥匙”者进入。不幸的是,病毒竟然有“钥匙”。要是能把这个钥匙毁掉的话,病毒就无法攻击细胞了。密歇根大学的科学家正是采用这种想法,他们制造的纳米陷阱实际上也是一个“锁”,病毒携带的“钥匙”也可以插入这个锁,而且一旦插入,就无法拔出来,如此一来病毒的“钥匙”就作废了,无法再感染人体细胞了。
美国桑的亚国家实验室的发现实现了纳米技术爱好者的预言。正像所预想的那样,纳米技术可以在血流中进行巡航探测,及时地发现诸如病毒和细菌等的外来人侵者,并予以歼灭,从而消除传染性疾病。实验室的科研人员做了一个雏形装置,发挥芯片实验室的功能,它可以沿血流流动并跟踪镰刀状红细胞和感染了艾滋病病毒的细胞。
不久前美国密歇根大学生物纳米技术中心的一群科学家来到了美国陆军犹他州的德格伟试验场。他们此行的目的是为了演示“纳米炸弹”的威力。这些“纳米炸弹”当然不是什么庞然大物,而是分子大小的颗粒,其粗细约为针头的1/5000。但它能摧毁人类的众多微生物敌人,包括含有致命的生物病毒的炭疽的孢子。在试验中这种设备的成功率竟然高达100%。作为一种抵御炭疽攻击的潜在武器,它同样具有惊人的民用价值。例如,研究人员只要调整“炸弹”中溶剂、清洁剂和水的比例,就可以为炸弹提供生物编码指令,使它杀死引起流感与疱疹的病毒。密歇根大学的科研小组现正在研制对目标极具选择性的新型纳米炸弹,它们能够趁大肠杆菌、沙门氏菌或李氏病菌到达大肠之前进行攻击。