纳米级钻石颗粒可以通过皮肤传递药物并更易控制浓度

2022-09-01 16:15:11  信息编号：K223414  浏览次数：193

皮肤是人体最大、最容易接触到的器官之一，但深入皮肤深层进行医学和美容治疗仍是科学研究的课题。

虽然有一些补救措施——比如戒烟的尼古丁贴片可以通过皮肤进行治疗，但这种治疗方法很少见，因为穿透皮肤的微粒必须不超过100纳米。使用如此微小的粒子创造有效的工具是一个巨大的挑战。由于这些颗粒非常小，很难看到，因此确定它们在人体中的确切位置同样具有挑战性。这是确保它们到达预定目标组织所必需的信息。如今，这些信息是通过侵入性的、通常是痛苦的活组织检查获得的。

以色列巴伊兰大学的研究人员开发了一种新的方法，为克服这两个挑战提供了一种创新的解决方案：结合纳米技术和光学技术，他们生产出了微小的(纳米级的)钻石颗粒，它们如此之小，以至于能够穿透皮肤，提供医疗和美容补救措施。此外，他们创造了一种安全的、基于激光的光学方法，可以量化纳米金刚石对皮肤各层的穿透程度，并以一种非侵入性的方式确定它们在人体组织中的位置和浓度，从而消除了活检的需要。

这一创新成果刚刚由该大学纳米技术和先进材料研究所的研究人员与科夫金工程学院和化学系合作发表在科学杂志《ACS Nano》上。

纳米钻石（尺寸为百万分之一毫米）是通过在封闭的室内引爆炸药来制造的。在这种条件下，高温高压会使炸药中的碳原子聚合在一起。在这个过程中产生的纳米钻石足够小，可以穿透组织，甚至细胞，而不会造成伤害。

纳米钻石和药物输送

就像运送药物的卡车一样，人造钻石可以将各种药物运送到预定的目标，由于纳米钻石的微小尺寸，它们的距离和位置可能会受到控制。使用纳米颗粒给药的方法已经在之前的研究中被证明是成功的。

巴伊兰大学新开发的纳米钻石也被证明是有效的抗氧化剂。这种特性确保穿透人体的颗粒既安全又具有治疗作用，因为它们的化学特性允许它们在插入人体之前涂上药物。

通过光学追踪纳米钻石

该研究团队开发的光学方法使他们能够通过基于蓝色波长激光的安全、非侵入性传感，识别不同皮肤层(表皮、真皮和脂肪)中纳米钻石颗粒的相对浓度。鉴于红色波长激光通常用于人类医学检查和治疗，这本身就是一个独特的发现。为了确定它们在皮肤中的位置和浓度，患者被短暂地暴露在蓝色激光束中。一种光学系统可以创建一个类似于照片的3D图像，通过这种图像，经过处理的组织的光学变化可以被提取出来，并通过一种特殊的算法与相邻的未经处理的组织进行比较。

这是皮肤学和光学工程领域的一个重大发展，这将为开发通过皮肤应用的药物以及使用先进纳米技术的现代美容制剂打开大门。Fixler的研究证明了光学创新在临床应用中的重要性。