互动科普

所有生命体都要对付一个共同的问题：他们必须吸收营养物质，排泄废弃物，同时还要把病原体和有毒物质隔绝在外。在细胞水平上，人类和其他脊椎动物用“紧密连接”（tight junctions）来保护自己的身体，即相邻细胞滴水不漏地紧紧贴合在一起。紧密连接在我们几乎所有的组织中都存在，甚至能够帮助我们的皮肤防水。然而，这也使药物难以从外界进入人体组织。

纳米尺度和微观尺度的药物投放装置小到几个原子大小，大到人头发丝的宽度，可以和细胞紧密连接的部分或其他细胞表面特征发生作用，因此能够更为有效地将药物供给病人。例如，我们已经开发出一种微小的薄膜，具有纳米级别的线状表面特征。这种薄膜会激活细胞的特定化学通道，从而改变细胞膜的结构，撑开细胞紧密连接处。这样，医生就能把剧毒的抗癌药物减少到一个稍为安全的剂量，或是让更多的药物到达身体的某一部分。例如，治疗糖尿病的药物颗粒能粘在肠壁上，缓慢释放胰岛素，而不是被迅速冲出体外。

我们正在开发一种装置，用于年龄相关性黄斑变性（age-related macular degeneration）。这种疾病如果不及时治疗会导致失明。目前，患者需要每月去一次医院，医生用一根针戳进患者的眼睛，然后注入药物。而我们的纳米装置仅需一次注射就可以持续6个月到一年。给药装置安放于眼睛后面，通过微小的细孔持续投放药物，当药物投放一空后，装置就会溶解消失。

未来，我们会看到带有纳米部件的药物颗粒，它们不仅能够准确作用于目标位置，还可以撬开紧密连接的屏障，提高药物的体内吸收效果。