斯坦福研究人员开发出一种非侵入性系统,利用超声激活的纳米颗粒,并结合少量糖分,实现了之前都没成功的精准药物递送,最大限度地减少副作用。
研究亮点
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斯坦福团队研发出超声激活的纳米颗粒系统,可精准将药物释放至身体的特定区域。
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纳米颗粒的配方中加入 5% 蔗糖,增强了稳定性与超声响应性,使药物能够在需要的部位精确释放。
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这一突破有望提升多种药物的安全性与疗效,推动抑郁症和局部疼痛等疾病的治疗方式。
药物副作用的难题
许多药物常常“误入歧途”:
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精神类药物可能引起解离;
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止痛药可能导致恶心;
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化疗药物则常常损伤健康细胞。
斯坦福医学院研究人员提出了一种新方法:利用纳米颗粒封装药物,并通过外部施加的超声波在指定位置释放。
糖的奇妙作用
研究团队发现,在纳米颗粒的水性核心中加入 5% 蔗糖,能让它们在体内保持稳定,同时对超声波敏感。
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纳米颗粒进入血液循环后,不会大规模泄漏药物;
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只有当窄束超声波聚焦于特定位置时,药物才会被释放。
这意味着药效能精准发挥,副作用大幅减少。
研究负责人 Raag Airan 医学博士、哲学博士 表示:
“只需要一点点糖,就能让整个系统运作起来。”
技术演进
早在 2018年,Airan 团队已展示过超声药物递送的初步可行性,当时使用丙泊酚在大鼠脑部做实验。
但那一代系统存在问题:
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制备复杂,需要 -80°C 储存;
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稳定性差,药物容易泄漏;
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药物装载量有限。
于是团队转向更成熟的 脂质体(liposomes) 技术(同类结构被用于新冠疫苗 mRNA 的封装),并最终通过“厨房灵感”加入蔗糖,解决了稳定性与声学响应难题。
实验结果
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靶向大脑
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研究人员比较了游离氯胺酮(未封装)与封装在 5% 蔗糖纳米颗粒中的氯胺酮。
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结果显示:没有超声时,纳米颗粒组在所有器官的药物含量都不到对照组的一半。
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当对大脑特定区域施加超声时,该区域的药物浓度比其他脑区高约 3倍。
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行为实验表明,定点释放的氯胺酮能减少大鼠焦虑,模拟出治疗抑郁的效果,同时避免了强烈的副作用。
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局部止痛
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使用纳米颗粒封装的罗哌卡因(局麻药),并对大鼠坐骨神经施加 2.5 分钟超声,即可让该腿麻木至少 1小时。
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与传统注射不同,这种方法无需在疼痛处直接注射,避免了额外的不适。
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临床前景
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该系统或可将氯胺酮的“抗抑郁效应”与“解离副作用”分离开来。
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未来,患者可能通过简单的静脉注射 + 超声波照射,获得局部麻醉或精准精神治疗。
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Airan 团队正准备进行 首次人体临床试验,研究方向为慢性疼痛患者的情绪调节。
正如 Airan 所说:
“这一次,只要加一勺糖,技术就能真正走向临床。”
研究信息
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发表期刊:《Nature Nanotechnology》(2025年8月18日)
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资助单位:美国国立卫生研究院、斯坦福吴蔡神经科学研究所、福特基金会、美国国家科学基金会等
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主要作者:
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Raag Airan (通讯作者,放射学助理教授)
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Mahaveer Purohit, Yun Xiang, Brenda Yu, Kanchan Sinha Roy
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