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美國(guó)斯坦福大學(xué)科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種全新的非侵入性技術(shù)——借助遍布血液的納米材料，將超聲波精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為光點(diǎn)，從而把光“送達(dá)”身體任意指定部位。這一成果為更簡(jiǎn)便、創(chuàng)傷更小的光學(xué)靶向療法提供了可行方案。相關(guān)論文發(fā)表于新一期《自然·材料》雜志。

光在生物學(xué)與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。它能刺激細(xì)胞生長(zhǎng)、調(diào)控神經(jīng)信號(hào)，甚至治療某些癌癥。然而，光并不擅長(zhǎng)穿透組織，絕大多數(shù)將光導(dǎo)入體內(nèi)深處的方法都頗具侵入性，往往需要切開(kāi)組織或植入光纖。

團(tuán)隊(duì)表示，超聲波運(yùn)用便捷，相比光來(lái)說(shuō)，能滲透到身體更深遠(yuǎn)的角落。借助新方法，科學(xué)家無(wú)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(diǎn)燃”微光。

團(tuán)隊(duì)選用的發(fā)光材料為尺寸較大的陶瓷顆粒，這類(lèi)物質(zhì)在受到超聲波引發(fā)的機(jī)械應(yīng)力時(shí)會(huì)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(nèi)，血管網(wǎng)絡(luò)便將納米材料輸送至全身各處。測(cè)試結(jié)果表明，團(tuán)隊(duì)能讓超聲波焦點(diǎn)如畫(huà)筆般游走掃描，在多個(gè)位置同時(shí)產(chǎn)生光亮。

為證實(shí)體內(nèi)更深處的發(fā)光效應(yīng)確實(shí)有效，團(tuán)隊(duì)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(chǎn)生光。這些光分別激活了不同的神經(jīng)元，小鼠隨之依照受激腦區(qū)的“指令”，向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)。這一演示有力地證明，超聲波引發(fā)的光可有效操控腦內(nèi)細(xì)胞活動(dòng)。

團(tuán)隊(duì)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(yīng)，但若將發(fā)光納米粒子與光控基因編輯系統(tǒng)配對(duì)，便有望通過(guò)超聲波，在體內(nèi)局部區(qū)域自如地開(kāi)啟或關(guān)閉基因編輯功能。

盡管這些材料在小鼠體內(nèi)似乎并未顯現(xiàn)不良反應(yīng)，但它們不會(huì)迅速降解，且可能在肝臟等器官中積聚。團(tuán)隊(duì)希望用一種能在體內(nèi)安全分解的生物材料替代陶瓷納米粒子，為臨床應(yīng)用掃清障礙。