这段视频由Audible提供支持。大家好，欢迎收看本周第三期冷融合节目。上一期我们讨论了特斯拉关于25,000美元汽车和改进电池技术及制造的公告。但今天我们要探讨一个完全不同的主题。在斯坦福大学医学院的一项研究中，一种药物涂层碳纳米管减少了小鼠动脉中的斑块堆积，而没有引起有害副作用。你可能会想，这有什么大不了的？谁在乎呢？但这里有一个理由你应该关注。心血管疾病是全球头号死因，每年有近1800万人因此丧生。它占所有死亡人数的三分之一，其中三分之一的死亡发生在70岁以下的人群中。事实上，65岁以上的人患病率高达100%，只是严重程度不同而已。这种疾病可能从童年就开始，并可能在数十年间默默发展。所以这个故事对每个人都非常重要。在这期节目中，我们将探讨斯坦福大学的一项新研究，该研究利用碳纳米管解决这一问题。非常有趣，让我们开始吧。你正在观看Tool Fusion TV。
动脉粥样硬化导致心血管疾病和其他疾病，是由于脂肪、钙、胆固醇（一种血液中的蜡状物质）和其他物质在动脉壁内和上的积累引起的。这种物质被称为斑块。在某些情况下，斑块可能会破裂，引发血栓形成。动脉斑块的积累可能导致中风、心脏病发作、器官衰竭等一系列问题。该疾病的确切原因尚不清楚，但风险因素包括高胆固醇水平、糖尿病、肥胖和不健康的饮食。了解这些事实后，提醒我们要照顾好自己。我知道对我来说也是如此。对于已确诊的患者，治疗可能包括降低胆固醇或使用阿司匹林等抗凝药物，但对于晚期患者，这些治疗方法的效果有限。许多医疗治疗往往集中在缓解症状，而不是解决根本问题。虽然治疗方法在不断改进，但它们主要针对风险因素，而不是治疗动脉壁内的疾病细胞和炎症。更新的治疗方法通过使用抗体来抑制斑块的积累，但这些抗体治疗会清除健康组织，从而导致并发症。换句话说，这些新方法还不够精确。这是一个棘手的问题，是时候对这个问题进行新的思考了。如果有一种方法可以阻止疾病甚至逆转斑块的积累，那会怎么样？解决方案可能来自一个意想不到的地方——碳纳米管。
当人们提到碳纳米管时，脑海中往往会浮现出一些来自漫威漫画的神奇材料。但实际上，它确实是一种了不起的材料。碳纳米管基本上是卷起的石墨烯片，厚度仅为一层碳原子，卷成管状。因此，它具有石墨烯的所有惊人特性，只是呈管状。碳纳米管最早是在1993年由两个独立的研究团队发现的。最近，碳纳米管在医疗领域的药物输送方面引起了出乎意料的强烈兴趣。与传统药物不同，碳纳米管可以靶向特定的细胞和区域，而不会对健康细胞造成副作用。以下是其工作原理。首先，斑块的问题在于动脉内的问题细胞会发出“不要摧毁我”的信号。这种信号会阻止免疫系统的废物清除细胞摧毁它们。我们可以称这种信号为“隐形信号”，因为这样更容易理解问题细胞是在隐藏。有趣的是，这种信号也存在于许多类型的癌症表面，使它们能够逃避检测并繁殖。现在来看看解决方案。研究人员首先开发了一种直径约为2到3纳米的纳米管。作为参考，纳米的大小相当于DNA的大小，比细菌小1000倍，比纸张厚度薄10万倍。这些微小的纳米管随后在溶液中进行了修饰，使其具有生物相容性，最后它们被结合了特殊的染料，以便追踪和测量其位置。然后，纳米管被装载了一种关闭“隐形信号”的分子。这在图1B中有所展示。红色的Cy 5.5是使纳米管可见的染料，SHP-1i是关闭“隐形信号”的分子。很酷，对吧？
与现有的抗体治疗不同，这些纳米管被白细胞吸收。白细胞自然会聚集在炎症部位，如动脉斑块。一旦进入斑块，白细胞现在能够识别问题细胞并摧毁它们。论文作者之一史密斯博士解释道：“我们发现可以刺激巨噬细胞，即破坏细胞或白细胞，选择性地吞噬死亡细胞和垂死细胞。这些炎症细胞是动脉粥样硬化的前体细胞，即导致心脏病发作的动脉斑块积累。”基本上，由纳米管携带的药物关闭了“隐形信号”，使白细胞能够识别并采取行动，清除问题细胞，即死亡细胞和细胞碎片，这些细胞构成了斑块核心。正如研究所说，一旦关闭了隐形机制，白细胞会使斑块“从内部自我吞噬”，从而减小其体积并稳定其生长。这几乎就像是给身体一个提示，让它对抗通常会被忽略的动脉斑块积累。
接下来是研究结果。研究人员发现，纳米疗法在斑块积累较轻的雄性和雌性小鼠中减少了40%的斑块，在斑块积累较重的小鼠中减少了20%的斑块。你可以从这张图片中看到这一点。你看到的是动脉的横截面。左边是对照组，纳米管仅含有染料；右边是含有抑制“隐形信号”分子的纳米管。研究人员进一步讨论道：“由于携带纳米管的白细胞前往动脉斑块而不是健康组织，纳米疗法避免了器官损伤等副作用。我们能够将吸收限制在我们想要的细胞中。一般来说，治疗越有针对性，副作用就越少。”这一进展不仅对心血管疾病令人兴奋，对癌症也是如此。研究还发现，“在健康的主动脉、骨髓、心脏、肺、肠道、脂肪、肌肉和肾脏中几乎没有或根本没有积累。”这是个好兆头。作者称这些结果是这类药物的关键转化障碍。研究人员补充道：“最重要的是，我们没有观察到任何显著的毒性。有趣的是，碳纳米管在灵长类动物中也被证明是安全的，不会引发免疫系统过度反应。最终，目标是将含有纳米颗粒的溶液静脉注射到患者体内，然后流经他们的血液。”
科学家们将一种抗“隐形”分子加载到碳纳米管上，使动脉斑块“自我吞噬”。那么，他们是如何将关闭“隐形机制”的药物连接到碳纳米管上的呢？这通过一种称为π堆积的过程实现，如图所示。有趣的是，可以控制药物的递送强度。直径越大，分子与碳纳米管的结合越强。这种方法首次在2007年使用。当我第一次研究这种疗法时，我有一个问题。我问自己，这一切都很好，但纳米管完成任务后会发生什么？它们会永远漂浮吗？事实证明，其他研究表明，碳纳米管会在几周内被免疫细胞清除。这些实验分别在2010年和2016年进行，由斯坦福大学的研究引用。我认为这非常令人兴奋，可以拯救很多人免于早逝。但这些还处于非常早期的阶段，我们应该谨慎乐观。考虑到这种疾病是全球头号杀手，我对初步研究仍感到非常鼓舞。我很想知道你们的想法，尤其是那些被诊断出血管疾病的人。如果你希望看到关于杀死癌症的纳米疗法的类似视频，请在评论区告诉我。我会在下方留下链接。这就是今天的全部内容。如果你希望看到有关科学、技术、商业或历史的内容，一定要订阅Coldfusion。你将看到像这样的有趣话题以及其他许多内容。好了，我是Gogo，你正在观看Coldfusion，下周同一时间再见。下期我们将回顾Adobe软件的历史。你知道吗？1993年，一位联合创始人曾被持枪绑架。这是一个有趣的故事，敬请期待。朋友们，祝你们一切顺利。Cold Fusion。这是新思维。
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