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第四百六十一章 纳米药丸

    当崔主任从医院门口接到三清来的人时,已经是临近傍晚时分。

    他脸上洋溢着欣喜的笑容,紧紧握住对方的右手,表达着自己的激动之情。

    “你好,薛珅是吧,幸会幸会。太好了,你来得真快,我还以为要明天才能到呢。”

    薛珅微微一笑,他中等身材,平头方脸,看起来其貌不扬,但眼神清澈专注,神情也是从容而澹定,穿着一身白色的实验服,站在医院的门诊大厅里,一时间,看起来竟然跟四周的医护人员没什么两样。

    他不动声色地将手抽回,拍了拍左手拎着的一个冷藏箱,道:“这不是为了救人嘛,我们也很着急,对了,这是根据你们的抗生素方案,在实验室临时制作的装载了替考拉宁的纳米药丸。”

    “替考拉宁的毒性低,不良反应一般轻微且短暂,非常适合身体虚弱的患者使用。”

    “主要之前的抗生素方案疗效甚微,所以我们对纳米药丸寄予的希望很大啊,但愿能起到作用吧。”崔主任忧心忡忡地说道,领着薛坤往ICU走去。

    不过他并没有直接进入ICU病房,而是在门口叫住了一名医生,吩咐道:“你先去让患者家属签字,就说是三清的一种全新抗生素治疗方案,要签署临床试验同意书,办妥了我们一会过去给患者用药。”

    看着医生点头而去,他把薛坤带进了自己的办公室。

    “来,外面冷,喝杯热水暖和一下。”崔主任递过一杯热水,笑道:“我行医大半辈子了,也是第一次见到纳米药丸,还真挺好奇,没想到三清对纳米技术已经有这么深入的研究。”

    薛坤将箱子放在桌上打开,笑道:“其实也没什么稀奇,跟科幻片里面的完全不一样,你可别当成一回事了。”

    崔主任急切地看了过去,只见箱子里摆放着两只注射器,透明的针筒里装着澹绿色的液体。

    他也不敢随意触碰,小心地盯着看了又看,才一脸惊叹道:“这就是纳米药丸啊,看起来还挺普通的,确实跟我想象中的不太一样。”

    “那个,能稍微讲一下相关的技术,让我了解一下?”

    薛珅脸上神情颇有些自得,缓缓开口说道。

    “其实纳米技术并不是什么高深的词,而是指的是在纳米尺度上发展而来的技术,这主要是因为,生物体内主要的分子玩家,以及医学中主流药物和治疗方法的作用目标,蛋白质和DNA,都是纳米尺度。”

    “你应该知道,DNA和蛋白质这样的生物分子属于纳米尺度,大肠杆菌和动物细胞这样的生命体属于微米尺度,至于肌肉,心脏和皮肤这样的人体组织则属于宏观尺度,从毫米,厘米一直到米,构成了整个人体。”

    “人类目前只能感知到宏观世界,完全看不到单个生物分子所处的纳米世界,这是两个完全不同的世界,而纳米技术则是直接连接两个世界的接口。”

    “这是一种跨越空间的技术,从医生的宏观尺度到生物分子所在的纳米尺度,在由器官,组织和细胞构成的超复杂多尺度景观中穿梭。”

    “上一代科学家一直以来,有一种保守的乐观,以为生命可以被简化为基因和分子。”

    “他们认为生命就像拼积木一样,将无数个化学分子,按照一种基因编码的算法程序,拼凑在成一台生化计算机,就能从宏观层面上产生真正的意识和生命。”

    “随着对生命的所有细节的钻研,人们了解得越多,越能认识到生物的复杂性。”

    “每个生物的构成是属于多尺度的,每个尺度上都能构建出独特的生物机械模型,比如生物分子功能模型,细胞行为模型,以及组织模型。”

    “这些模型整合在一起,能对生物现象进行定量的数学表述。”

    “换句话说,这其实是生命的物理学。”

    “物理学,在试图为纳米尺度(分子),微米尺度(细胞),组织与器官的毫米和厘米尺度,大型生命体的米尺度,乃至整个行星尺寸的生态系统之间的科学与认知分歧,搭建起一座互通的桥梁。”

    “通过利用物理学方法研究生物学,我们实际上将会提炼出宇宙的配方,从纳米尺度开始编织并组装出物质,并不断放大尺度,获得终极力量,以革新人类的技术和医学。”

    “仅仅知道基因,并不足以解释生命,也无法应对医学上的挑战。”

    “21世纪的现在,人们已经拥抱了生命的复杂性,除了信奉生命就是‘基因,细胞,组织,身体和环境,交织而成的交响乐’,科学已经没有其他在理性上可行的路线。”

    “而定量科学技术与对生物学的数学描述,就是演凑这场交响乐的乐器。”

    “纳米技术就是乐器之一,因为我们能够利用它们感知微观世界的化学和物理特性。”

    “在纳米层面上,结构与温度,水,离子,还有化学反应的相互作用,可以形成确切的运动,掌握这种生物的机械力学特性,就是所谓的纳米技术。”

    “细胞可以感知非分子的线索,比如机械信号,电信号和振动,或者根据环境的温度或化学条件做出改变,还能利用DNA对这些线索做出响应。

    “这既可以是基因方式的,也可以是非基因方式的响应。”

    “比如,细胞表面强烈的拉拽作用力可以一直传递到细胞核中,并使其变形,一般来说这会引起细胞核内DNA的机械重组,也许最终结果是增加特定蛋白质的表达或抑制。”

    “细胞核的形态,力学特性,它与细胞其他组件之间的联系,以及细胞核内DNA的重组,都是细胞中活性计算能力的一部分。”

    他拿起一只注射器,指着针筒中澹澹的绿色溶液,道:“这里面的绿色,事实上是一种绿藻,也是纳米机器人的组成部分之一。”

    “你的眼睛,只能看到这些溶液,但在你眼睛所看不到的地方,有上千个微小的绿藻,它们正在拼命划水。”

    “这种单细胞生物,有两条像头发一样的肌动蛋白丝臂,也被称之为鞭毛。如同头发丝一样的肌动蛋白在人体中也存在,事实上它们无所不在。”

    “在人体37摄氏度的环境下,水分子可以运动得非常快,大约是600米每秒,而肌动蛋白在水中会持续被水分子撞击,这被称之为布朗运动或热运动,从而产生了持续的摆动,不断地迈步向前,就像海水中的暖流一样。卵子能从输卵管下降,就是因为这种肌动蛋白制造的液体流。”

    “绿藻鞭毛的这种同步协调运动,使得它能在水中前进,就像蛙泳一样划水。”

    “我们利用这种特性,制造了能在血液和体液中划动前行的纳米机器人。”

    “首先用叠氮N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯修饰藻类表面,然后通过点击化学与二苯并环辛炔(DBCO)修饰的中性粒细胞膜涂层聚合物纳米颗粒偶联,这样就形成了拥有运动和载药能力的纳米机器人。”

    “最后,在纳米颗粒上加载抗生素药物分子,当纳米机器人游动到感染部位,就会释放抗生素分子,杀死细菌,从而达到有效的治疗效果。”

    “作为医生,你应该知道,临床上其实有很多有效的药物,却不能很好地治疗疾病,其中一个重要原因就是药物不能准确地到达病灶,并针对性地释放药物。”

    “药物通过口服或者静脉滴注进入体内,在达到病灶的过程中,会通过重重关卡,也会被代谢掉大部分,这就相当于全身用药,因此造成了毒副作用大,治疗效果差等问题。”

    “而我们的纳米药丸可以在人体内自主流动,找到病变部位后,再释放药物,达到精准医疗的效果。如此一来,不但药物起效的时间能提高到很快,而且还能将所需药物的剂量降低数千倍。”

    这番话听得崔主任震惊不已,他盯着薛坤手中那管浅绿色,眼神中闪过一丝期待。

    “如果真能达到你所说的效果,那么只需要很小一部分抗生素,就能起到治疗的效果,抗生素滥用将不再是问题了。”崔主任情不自禁地喃喃自语道。

    薛坤将注射器放回箱子里,补充道:“这个针剂需要冷藏使用,因为常温下藻类受水分子影响会不停运动,只有0-4摄氏度的低温下,才会维持较低的活性。”

    “同时它也需要胸腔注射使用,只需要将抗生素直接注射入肺液之中,就能迅速起到效果。”

    “我们在14天的动物实验中,使用这种纳米药丸,对急性肺部感染进行了治疗。”

    “实验证明,纳米机器人在小鼠的肺液中显示了极强的运动和载药能力,1小时的运动后,95%的藻类依然存活,并且均匀分布,并未被免疫细胞所吞噬,这反映了相当优良的适应性,以及持续释放药物治疗的能力。”

    “我们还比较了纳米机器人与静脉常规治疗的效果。在相同的药物剂量下,显着优于静脉注射。实际上,静脉注射剂量必须比加载到纳米药丸上的剂量高出3000倍,才能在小鼠中达到同样的效果。”

    “此外,纳米药丸的毒性可以忽略不计,因为纳米颗粒和藻类都会在体内自然降解,在一到两天后排出体外。”

    崔主任连连点头,忍不住拿起另一只注射器来,看得两眼放光,爱不释手。

    不过他也不敢多看,生怕时间久了,温度升高,影响到纳米藻类的活性。

    只看了十几秒,又重新放了回去,还小心地把箱子给关上。

    “对了,听你之前说了那么多,那你的专业是什么?应该不是化学和生物吧?”他随口问道。

    薛坤点点头:“其实我是物理学博士,研究纳米技术的基本都是物理学家。至于医学和化学方面,肯定也要有相当的了解,不过这方面我主要是自学。”

    “哇!”崔主任再次震惊了:“你只靠自学,就能这么强”。

    薛坤呵呵一笑,谦虚地说道:“主要是三清有充足的实验和学术环境,可以让我们自学成才。”

    一说起专业方面的内容,薛坤似乎就停不下来了,滔滔不绝地继续说着纳米技术的相关内容。

    “不知道你有没有看过一些科幻片,这些科幻片里面纳米机器人都是一群微型机器人,带着电池,芯片等各种电子器件,还拥有一副金属外壳。事实上,现实中的纳米机器人根本不是这样。”

    崔主任连忙点头,脸上浮现出笑容:“没错,我看过一部科幻片,不记得是电影还是动画了,反正里面有一队缩小版的医生,他们登上微米尺度的潜水艇,进入一个受伤外交官的血液中。”

    “虽然外交官每次心跳,所引起的血液波动都让潜艇随时处于倾覆的边缘,人体的免疫细胞也把潜艇当作敌人疯狂攻击,但英勇的主角们仍然能够操纵潜艇在血液中化险为夷,并最后消灭血栓。”

    “这个片子当时看的时候,还挺有意思的。我确实把纳米机器人都想象成类似于终结者那样的机器人了,不过现在看到三清的纳米药丸,才知道是我想太多。”

    崔主任摸着下巴上的胡渣,有些不好意思地说道。

    薛坤哈哈一笑道:“其实以目前人类最精密的机械加工技术,还无法制造出在人体内游动的传统机器人。”

    “所以纳米机器人所用到的材料都是各种高分子聚合物,蛋白质和DNA分子,只不过通过物理和化学方法,使得它们拥有特殊的结构和功能罢了。”

    “在医学领域,除了纳米药丸这样的药物递送功能,纳米机器人还可以用于疾病监测,维管组织成像,用途非常广泛,理论上,纳米机器人在未来可以治疗所有的疾病。”

    “只不过,现在的纳米机器人处于第一代,只有发动机和燃料,还没有大脑,不能通过芯片和编程来使其智能化,因此还处于非常原始阶段,或许称之为纳米马达更为贴切。”

    “等到第二代纳米机器人,将直接由原子或分子组装而成,能够执行纳米尺度上的复杂任务。”

    “第三代纳米机器人功能更强,将包含有人工智能和纳米计算机,属于一种智能设备了。”

    崔主任不由再次瞪大眼睛,一脸的不敢置信中,又夹杂着一丝悠然神往。

    “不知道科技发展到什么程度,才会有这样的纳米机器人面世啊。”

    最后,他拍着大腿道:“要真有这样的纳米机器人,估计我们医生就要失业了。哈哈哈。”

    突然,敲门声轻声响起。

    “主任,患者家属已经签好字了,一切准备就绪了。”护士在门口一边敲门一边喊着。

    “来了,我和薛博士马上就到。”崔主任赶紧起身,往门口走去。

    “确实,说了这半天,也该去治病救人,是骡子是马,得拉出来熘熘了。”

    薛坤心中最后的一丝紧张情绪,随着水杯中的水一饮而尽。

    他提起箱子,亦步亦趋地紧随其后。

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