材料百态
创新癌症治疗技术开拓纳米材料亚细胞效应领域新业态
如果能对癌细胞进行高效、安全、可控的杀伤，而不会对正常组织造成损伤，那该多好啊!这种创新和先进的癌症治疗技术能否实现?
当前，由国家纳米科学中心研究员梁兴杰团队主导，针对纳米材料亚细胞效应理化适配机制和规律进行研究，为创新纳米药物的发展提供了支持，也创新性地应用到癌症治疗技术上。
梁兴杰团队的研究为纳米材料亚细胞效应领域提供了一批原创性和引领性的成果，被国际同行广泛关注和引用。
纳米技术在医学和药学领域广泛应用
医疗健康关系到国民身体健康和生活质量，是社会经济发展、国家安全稳定的关键影响因素。国务院印发的《“健康中国2030”规划纲要》指出，要加强医药技术创新，提升产业发展水平，到2030年跨入世界制药强国行列。
近年来，随着纳米技术的快速发展，各种新兴的功能化纳米材料逐渐在多个领域中大放异彩。而在医药技术创新方向，纳米技术也逐渐走进人们的视线。
纳米材料通常是指，在三维空间尺度中至少有一维处于纳米尺度范围的一类材料，其介于微观原子簇和宏观物质的中间领域。由于尺寸上的特殊性，纳米材料拥有着不同于其他材料的独有特性。
例如，巨大的比表面积使其易于与其他原子结合而达到稳定状态，极大提高了其溶解性能。此外，高密度的表面原子也大幅缩短了吸附平衡的时间，显著增强了纳米粒子的稳定性。
而纳米药物则是纳米技术与生物医药相结合所形成的新兴产物，基于纳米尺度特性，纳米药物能够透过多种生理或者病理屏障，且具有更好的循环稳定性和药物溶出速率。
因此，纳米药物优越的功效、灵活的用药方式为多种重大恶性疾病的治疗提供了新的可能，使其在多种药物研发领域中受到了广泛关注。
鉴于此，梁兴杰团队所研究项目的主要目的是探索纳米材料与生物体亚细胞结构之间的相互作用机制，揭示纳米材料在生物体内的安全性和有效性的理化基础，为纳米医学和纳米药学的发展提供理论指导和技术支持。
据了解，梁兴杰研究员的研究方向为纳米药物的设计合成、结构优化和功能测定及其临床应用中的生物机制。他所带领的团队长期致力于新型纳米药物的构建及其在癌症等重大恶性疾病的预防和治疗中的应用研究。
创新癌症治疗技术开拓纳米材料亚细胞效应领域新业态
如果能对癌细胞进行高效、安全、可控的杀伤，而不会对正常组织造成损伤，那该多好啊!这种创新和先进的癌症治疗技术能否实现?
当前，由国家纳米科学中心研究员梁兴杰团队主导，针对纳米材料亚细胞效应理化适配机制和规律进行研究，为创新纳米药物的发展提供了支持，也创新性地应用到癌症治疗技术上。
梁兴杰团队的研究为纳米材料亚细胞效应领域提供了一批原创性和引领性的成果，被国际同行广泛关注和引用。
纳米技术在医学和药学领域广泛应用
医疗健康关系到国民身体健康和生活质量，是社会经济发展、国家安全稳定的关键影响因素。国务院印发的《“健康中国2030”规划纲要》指出，要加强医药技术创新，提升产业发展水平，到2030年跨入世界制药强国行列。
近年来，随着纳米技术的快速发展，各种新兴的功能化纳米材料逐渐在多个领域中大放异彩。而在医药技术创新方向，纳米技术也逐渐走进人们的视线。
纳米材料通常是指，在三维空间尺度中至少有一维处于纳米尺度范围的一类材料，其介于微观原子簇和宏观物质的中间领域。由于尺寸上的特殊性，纳米材料拥有着不同于其他材料的独有特性。
例如，巨大的比表面积使其易于与其他原子结合而达到稳定状态，极大提高了其溶解性能。此外，高密度的表面原子也大幅缩短了吸附平衡的时间，显著增强了纳米粒子的稳定性。
而纳米药物则是纳米技术与生物医药相结合所形成的新兴产物，基于纳米尺度特性，纳米药物能够透过多种生理或者病理屏障，且具有更好的循环稳定性和药物溶出速率。
因此，纳米药物优越的功效、灵活的用药方式为多种重大恶性疾病的治疗提供了新的可能，使其在多种药物研发领域中受到了广泛关注。
鉴于此，梁兴杰团队所研究项目的主要目的是探索纳米材料与生物体亚细胞结构之间的相互作用机制，揭示纳米材料在生物体内的安全性和有效性的理化基础，为纳米医学和纳米药学的发展提供理论指导和技术支持。
据了解，梁兴杰研究员的研究方向为纳米药物的设计合成、结构优化和功能测定及其临床应用中的生物机制。他所带领的团队长期致力于新型纳米药物的构建及其在癌症等重大恶性疾病的预防和治疗中的应用研究。
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值得注意的是，研究团队利用生物材料实现了盐酸伊立替康纳米化，有效提高了药物的包封率和临床用药剂量。在此基础上，抗肿瘤2.2类新药“注射用盐酸伊立替康(纳米)胶束”已于2019年获准开展临床试验，这是目前国内获得批准进入临床的第一个名称中含有“纳米”字样的治疗性新药。纳米技术创新实现癌症治疗
纳米药物的发展始于20世纪60年代，科学家提出应用纳米脂质囊泡(即脂质体)进行药物递送。与小分子化疗药物相比，纳米药物表现出诸多优势，如更长的血液循环时间、更低的药物毒副作用以及更好的患者适应性等。
目前，癌症的治疗仍面临诸多挑战，抗肿瘤药物也成为当前国内外创新药物研发热点。而纳米药物因其靶向、高效、低毒等特性，被广泛应用于各种重大恶性疾病的治疗，并成为当下关注焦点。
据了解，梁兴杰团队设计并制备了一些具有特定功能和效果的纳米药物系统，如抗癌药物载体、基因递送载体、多模态成像探针等，并验证了其在体外和体内的优异性能。
如梁兴杰团队发表在《自然·纳米技术》杂志的一篇题为《碳点支撑原子分散金(CAT-g)作为线粒体氧化应激放大器用于癌症治疗》的论文，就提到了纳米技术对于癌症治疗的重要影响。
纳米颗粒(艺术想象图)
梁兴杰介绍说，碳点是一种由碳原子组成的纳米颗粒，大小一般在1~10纳米，具有很多优异的性质，如荧光、生物相容性、稳定性等。而原子分散剂是指将单个金原子均匀地分散在其他材料上，形成一种新型的催化剂，具有很高的催化活性和选择性。
什么是碳点支撑原子分散金CAT-g呢?梁兴杰解释，CAT-g就是将原子金单一分散负载在碳点纳米结构中，形成一种复合纳米材料。这种材料可以利用金原子高效消耗胞内谷胱甘肽，从而增强靶向线粒体的氧化损伤，产生一类活性氧自由基的物质。而活性氧是一种具有很强氧化能力的物质，可以破坏细胞内的蛋白质、脂质、核酸等重要分子，导致细胞死亡。
那么,这种材料如何用于癌症治疗呢?梁兴杰提到，癌细胞与正常细胞相比有一个特点，就是它们对氧的需求更大，有更强的糖代谢能力，并产生更多的活性氧。然而，过多的活性氧会对癌细胞自身造成损伤，所以癌细胞会产生一些抗氧化物质来保护自己。这就形成了一种平衡状态，使得癌细胞能够存活下来。
“如果我们能够打破这种平衡状态，提高癌细胞内部的活性氧水平，超过它们的抗氧化能力，就可以使癌细胞死亡，这也就是CAT-g的作用。”梁兴杰说道。
应对纳米技术研发的难点和挑战
在新兴的纳米生物医学领域中，将具有先进功能的纳米材料及具有智能响应特性的纳米结构用于疾病的诊断和治疗研究，不仅能为疾病的早期诊断以及发生发展过程提供更直观的证据，而且还有望实现影像介导的药物递送和治疗、影像指导的手术切除和实时监控的治疗应答等。
“CAT-g就可以实现对癌细胞的高效、安全、可控的杀伤，而不会对正常组织造成损伤。”梁兴杰指出，这是一种非常创新和先进的癌症治疗技术。
但任何一项新技术的研究，都不免要遇到很多难点和挑战。对此，梁兴杰团队选择通过不懈的努力和创新思维来克服。
如何控制碳点进入细胞内部的不同位置?他们利用了碳点的表面修饰性质，通过改变其表面官能团的种类、数量、密度等参数，来调节其与细胞膜或细胞器之间的相互作用力和亲疏水性，从而实现其在细胞内部的定向输送和分布。
梁兴杰团队在生物技术领域也取得了一系列重要的创新成果，并在国际权威期刊上发表了多篇高影响力论文。他们建立了一套完整的纳米材料亚细胞效应评价体系，包括细胞模型、动物模型、分子探针、成像技术等，系统地研究了不同类型、不同形态、不同功能的纳米材料与细胞器之间的相互作用方式、机制和影响因素。
同时他们也发现了一些新颖和重要的现象和规律，如纳米材料诱导线粒体自噬、线粒体氧化应激等，并揭示了其分子机制和生物意义等。
纳米技术医药研发前景广阔
纳米技术作为一种利用纳米尺度的物质或结构来实现新功能和效果的技术，具有很多优势，如高比表面积、高活性、高选择性、高灵敏度等。大规模高效地制备大小均一、形貌可控的纳米材料一直是研究的热点问题，也是推动纳米科学和纳米技术发展的关键。
接踵而至的纳米材料的表面功能化，也推动了纳米技术在生物医学领域中的广泛应用。实际上，纳米技术在医学和药学领域有很多潜在的应用，如诊断、治疗、预防、再生修复等，可以为人类健康和生命质量带来巨大的改善和提升。
正如梁兴杰团队的项目，不仅为癌症治疗提供了一种新型的纳米药物系统，也为纳米医学和纳米药学领域提供了一种新型的设计思路和方法。业内人士评价称该项目有望在未来进入临床试验阶段，并最终为广大患者带来福音和希望。该项目也有助于推动我国在纳米医学和纳米药学领域的创新发展和国际合作交流，提升我国在该领域的科技水平和社会影响力。
梁兴杰表示，“相信随着科技的发展和研究的深入，未来将有更多的纳米药物获得批准应用于重症患者的治疗，更多地纳米技术帮助人们提高生活质量，这无疑也将大大提高国民身体健康水平和生活水准。”
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