据物理学家组织网6月10日报道，因动脉硬化导致的动脉狭窄和心血管疾病，是全球死亡的主要原因。直到现在，仍没有治疗方式能够仅定位病变区域，从而提升药效并减少副作用。为了辅助填补这一缺失，瑞士日内瓦大学和巴塞尔大学等机构组成的联合研究小组研发出一种纳米“定时炸弹”，能够识别病变区域并针对其进行治疗，且不会对健康区域造成伤害。
在瑞士，每年有超过2万民众死于由动脉硬化引发的心血管疾病，占该国总死亡人数的37%。虽然没有已被认定的特定动脉硬化生物标记，但有一个物理现象与血管变窄相关，即剪切应力。这种力与血流平行，其因血流的波动而造成，由变窄的动脉所诱导。
正是利用这一现象，研究团队开发了一种纳米容器，其可在狭窄动脉的剪切应力作用下，专门针对病变区域释放血管舒张药物。通过重新排列如脂质体等经典纳米容器中磷脂等特定分子的结构，科学家能够使其成为透镜状，而不是普通的球形。
为实现这一点，化学家以酰胺键替代了连接磷脂头尾两部分的酯键，这种有机化合物能够促进磷脂之间的相互作用。一旦被修改，分子将与水化合产热形成球形液体，随后在冷却后凝固成透镜状。
研究人员构建了心血管系统模型，并以阻塞程度不同的聚合物管代表健康和狭窄的动脉。接着，人造心外“泵”将与这些动脉相连，以模拟由血管变窄而诱发的剪切应力。科学家将纳米容器注入系统后，分别在健康和狭窄的动脉区域进行了取样。结果显示，大量活性药物聚集在了病变区域，健康区域则分布很少。
借助透镜的形式，纳米容器将沿健康动脉移动而不会对其造成破坏。除了在遭受狭窄动脉的剪切应力时，这种新型纳米容器一直十分稳定。而这也正是这项技术的目的，即血管舒张药物只会作用于狭窄的动脉，这将大幅提升治疗效率，并能有效降低相关副作用。“简单地说，我们开发了现存技术尚未发掘的方面，这项研究将为心血管疾病患者提供新的治疗视角。”日内瓦大学有机化学系的安德里亚斯·祖布霍尔如是说。（记者 张巍巍）
在瑞士，每年有超过2万人（死亡总人数的37%）死于动脉粥样硬化导致的心血管病。当前有一些治疗方法提供给罹患这一疾病的患者，但却没有药物能够唯独靶向这一疾病区域，常常会导致全身性的副作用。静脉注射血管扩张剂（一种可以扩张血管的物质），如硝酸甘油，可以扩张病变血管和其余的动脉。然而，由此可能导致血压下降，转而限制了例如心脏病发作时所需的，病变血管扩张产生的预期血流量增加。
为了提高动脉粥样硬化的治疗效果及减小副作用，来自瑞士日内瓦大学、巴塞尔大学的研究人员开发了一种纳米容器能够将血管扩张剂特别释放到病变区域。相关研究成果在线发布在《自然纳米技术》（Nature Nanotechnology）杂志上。
纳米技术在医学中
尽管还没有动脉粥样硬化特异性的生物标记物被确定，然而狭窄（血管狭窄）存在一种固有的物理现象称之为剪应力。这种力是由于动脉狭窄引起的血流量波动所致，与血流平行。通过利用这一现象，该研究小组的人员开发了一种名副其实的“定时炸弹”——这种纳米容器在狭窄动脉剪应力的压力下将释放出它的扩血管物质。
通过重排经典纳米容器例如脂质体中某些分子（磷脂）的结构，科学家们让它们获得了一种与正常球状相反的晶状体形状。以晶状体形式，纳米容器随后可通过健康动脉而不会对其造成损害。这种新的纳米容器相当稳定，除遭受狭窄动脉剪应力之时。而这正是该技术进步之处。血管扩张剂只会分送到狭窄动脉处，显著改善治疗效果及降低副作用。“简言之，我们利用了现有技术从前未经开发的方面。这一研究为治疗心血管疾病患者提供了新的观点，”日内瓦大学有机化学系Andreas Zumbuehl说。
“纳米医学是一门源自普通纳米科学定向于医学研究的学科。在高科技环境下化学、物理、基础科学和临床医学的跨学科合作有可能导致一个新的研究时代，”HUG心脏病学和普通内科Till Saxer说。
当介入化合物科学家们是如何设法改变纳米容器的形状使它们类似于晶状体的呢？通过重排分子结构，日内瓦大学的化学家们用酰胺键置换了连接磷脂两个部分（头和尾）的酯键。酰胺键是一种有机化合物能够促进磷脂间的互作。一经修饰，分子水合然后加热就形成了一种液状球体，在冷却时以晶状体形式松弛固化。
研究人员随后制作出心血管系统模型，利用不同程度阻塞的聚合物管代表健康和狭窄的动脉。接下来，一种人工心脏泵被连接到这些动脉上以再现血管狭窄引起的剪应力。将这一纳米容器注入到该系统中，并抽取来自健康和狭窄区域的样品。研究结果表明相比非病变区域，活性药物以较高浓度存在于病变区域，如果药物以单一的方式分配浓度将更加地明显。
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