2014 年 06 月 25 日 , , , , , ,

奈米科學家除了研究殺死腫瘤細胞的方法,也研發出了新的減重術。藉由對人體並沒有毒性的貴金屬「金」,科學家已實驗成功透過加熱金的奈米粒子融化體內的脂肪,再把這些油抽出體外,即可達成抽脂的效果,而且更快速、傷口更小,樂觀估計 2017 年這項技術便可正式問世。

奈米炸彈效果比化療好 30 倍

在奈米醫學領域,早在十多年前開始就有人研究奈米粒子殺死腫瘤細胞的方法,而這些研究成果,成為今日奈米抽脂術的理論基礎。2012 年美國德州萊斯大學(Rice University)的物理學暨生化學家 Dmitri Lapotko 就發展出透過金奈米粒子當做載體,攜帶化療藥物送到腫瘤細胞之所在再投藥的技術,而且與過往的方法比起來,更為精準有效,不會傷害到其他不相關的正常細胞。

這篇同時刊載在生物材料(Biomaterials)、應用材料(Applied Materials)與公共科學圖書館開放式線上期刊(PLoS One)的研究,揭示研究團隊先把金奈米粒子跟專門針對腫瘤細胞的抗體結合,透過抗體精準地「空降」到腫瘤細胞,接著奈米粒子會聚集在腫瘤細胞外層的保護膜之下。第二步,團隊給腫瘤細胞照射短波近紅外線雷射,讓奈米粒子表面的電子產生振盪,就會產生熱,在周邊產生氣泡,繼而擴張、爆開。透過這種方式對付具有抗藥性的癌細胞,效果比傳統化療要好 30 倍,用藥劑量卻只需要十分之一。

nanoparticle gold
▲圖a中黃色的金奈米粒子會大量集中在腫瘤細胞,卻很少存在於一般細胞。圖b中,受到雷射照射的金奈米粒子會受熱進而爆炸,將藥物散佈在腫瘤細胞內。(圖片來源:Dmitri O. Lapotko)

本(6)月初他們繼續發表了”Quadrapeutics”技術,在化療藥物、金奈米分子、短波近紅外線雷射之外,再加上低劑量放射線,讓奈米粒子在癌細胞內部放大放療的效果。這部份研究刊登在自然醫學(Nature Medicine)雜誌。

淋巴瘤細胞很笨,騙它吃假食物

萊斯大學的做法像是特戰部隊潛入敵營放炸彈,從內部把敵人炸得七葷八素,而美國西北大學的做法比較像是在敵人的飲食動手腳,讓他們慢慢餓死。他們針對 B 細胞淋巴瘤為對象,發現金奈米粒子的大小、形狀與表面都與這種腫瘤細胞的食物「高密度脂蛋白膽固醇」類似,一旦腫瘤細胞吃下奈米粒子,就會「噎住」再也無法進食,最後當然只有慢慢餓死。

研究團隊成員 Leo I. Gordon 醫師表示,這是一種對人體非毒性、也非化療卻很有潛力的療法,而這項研究可以說是靈光乍現的結果。團隊的另一位成員 C. Shad Thaxton 醫師最初想要研究的是如何利用奈米粒子移除細胞中的膽固醇,但 Gordon 卻注意到 B 細胞淋巴瘤病患的高密度脂蛋白膽固醇減少的幅度很大,從而發現金奈米粒子「偽食物」的特性。這項研究刊登在美國國家科學院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS)。

gold nanoparticles cropped
▲金的奈米粒子外表很像高密度脂蛋白膽固醇,可以拿來騙癌細胞。(圖片來源:Andras Vladar, NIST)

奈米粒子減重指日可待

靈光乍現也可以出現在奈米科學家想減重這件事上。美國加州大學聖地牙哥分校奈米醫學家 Adah Almutairi 教授在生完小孩 5 個月後,還是面臨著夏天想穿泳衣亮相卻仍然「不方便」的問題,就在她們全家到達墨西哥著名的渡假聖地坎昆的當晚,她突然有了靈感:金奈米粒子抽脂術。根據上述金奈米粒子特性,Adah Almutairi 想到可以用相同的原理讓金奈米粒子的高熱去融化脂肪組織。

於是她回到家後,就把這個構想告訴她的整形外科醫師兄弟 Khalid,後者對於這樣的構想感到很興奮。Adah 先與她的同事實驗,將 40 奈米長的金奈米棒注入奶油跟培根中,接著用雷射除毛常用的 800 奈米波長雷射照射,一到兩分鐘內脂肪就融化了。接著 Adah 與 Khalid 開始下一步計畫,具體的做法上,是先將金奈米粒子注射到脂肪層,然後照射紅外線,等金奈米粒子的高溫融化脂肪,再用細針把脂肪抽出即可。值得一提的是,因為脂肪在較低的溫度就會融化,因此對附近其他組織與神經都沒有影響。

nanolipo gold fat adipose
▲在脂肪層注入金奈米粒子(1),等到粒子均勻分佈後(2),照雷射光(3),粒子周圍的脂肪開始融化(4),最後用細針將粒子與脂肪全部抽出(5)。(圖片來源:eLux Medical/C&EN)

目前抽脂術有好幾種方法,不過多數醫師比較偏好傳統的吸力抽脂法,也就是在相關的脂肪層部份先注入含有局部麻醉劑及腎上線素的生理食鹽水,降低出血的情形,接著插入一隻套管,在相關位置來回推拉,一面分開脂肪細胞,一面將分離的脂肪吸出體外。這個做法有一個問題是,吸取的過程沒有篩選功能,除了脂肪,鄰近的其他組織或神經都可能一併受到影響。因此金奈米粒子抽脂術相對來看真是好處多多。

這對手足在聖地牙哥分校的協助之下,已經成立了 eLux Medical 公司,其專利就是這項如今被稱為奈米抽脂(NanoLipo)的技術,目前他們正在進行臨床實驗前的研究階段。該公司的雷射手術專家 Richard Fitzpatrick 表示,這項技術在動物實驗的成效很驚人,以往抽脂手術要花大約 45 分鐘到 3 個小時,透過這項技術,時間大砍到一半,造成的外傷更少。他們也表示,下半年就可開始人體實驗,樂觀估計 2017 年即可正式問世。

 Adahn Kalcxd gold nanoparticle nanolipo
▲這對手足看來感情不錯(圖片來源:Khalid Almutairi)

(封面圖片來源:GazetaEsportes.com via photopin cc

延伸閱讀

相關資訊

呂維振

呂維振

主編 at 早安健康
媒體工作者,關注醫藥研發、尖端科技與數位娛樂。
呂維振