第四百六十一章 纳米药丸
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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，神情也是从容而淡定，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，透明的针筒里装着淡绿色的液体。
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，指着针筒中淡淡的绿色溶液，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，显著优于静脉注射。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
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，神情也是从容而淡定，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，透明的针筒里装着淡绿色的液体。
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，指着针筒中淡淡的绿色溶液，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，显著优于静脉注射。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