作者:大卫·L
麻省理工学院钱德勒 图表说明了用于输送药物的称为脂质体的微小气泡的结构
蓝色的球体代表脂质，一种脂肪分子，围绕着一个中心空腔，里面有磁性纳米粒子(黑色)和要输送的药物(红色)
当纳米粒子被加热时，药物可以逃逸到体内
学分:麻省理工学院 大多数药物必须摄入或注射到体内才能发挥作用
无论哪种方式，它们都需要一些时间来达到预期的目标，并且它们也倾向于扩散到身体的其他区域
现在，麻省理工学院和其他地方的研究人员开发了一种系统，可以在精确的时间以最小的侵入性释放药物，最终还可以将这些药物输送到特定的目标区域，如大脑中特定的一组神经元
新的方法是基于使用微小的磁性粒子，这些粒子被包裹在充满水的脂质(脂肪分子)的微小中空气泡内，称为脂质体
所选择的药物被封装在这些气泡中，并可以通过施加磁场来加热颗粒来释放，从而允许药物从脂质体中逸出并进入周围组织
这些发现发表在今天的《自然纳米技术》杂志上，论文由麻省理工学院博士后思源·饶、副教授宝琳娜·阿尼基瓦以及麻省理工学院、斯坦福大学、哈佛大学和苏黎世瑞士联邦理工学院的其他14人撰写
阿尼基瓦解释说:“我们希望有一种系统能够以时间精度输送药物，并最终能够锁定特定的位置。”
“如果我们不希望它是侵入性的，我们需要找到一种非侵入性的方法来触发释放
" 磁场可以很容易地穿透身体——磁共振成像产生的详细内部图像证明了这一点——这是一个自然的选择
拉奥说，最困难的部分是找到可以通过使用非常弱的磁场(大约是核磁共振成像的百分之一)来加热的材料，以防止对药物或周围组织的损害
Rao想出了一个主意，就是把磁性纳米粒子放在磁场中加热，然后包装成脂质体
这些就像脂质的小气泡，自然形成一个围绕水滴的球形双层
当放置在高频但低强度的磁场中时，纳米粒子会升温，使脂质升温，并使其经历从固体到液体的转变，这使得该层更加多孔——刚好足以让一些药物分子逸出到周围区域
当磁场关闭时，脂质重新凝固，阻止进一步释放
随着时间的推移，这一过程可以重复，从而以精确控制的间隔释放一定剂量的封闭药物
电子显微镜图像显示了真实的脂质体，白色斑点在中心，其磁性粒子在中心显示为黑色
学分:麻省理工学院 药物载体被设计成在37摄氏度的正常体温下在体内稳定，但在42摄氏度的温度下能够释放其有效载荷的药物
“所以我们有一个用于药物输送的磁性开关，”在材料科学和工程以及大脑和认知科学部门任职的阿尼基瓦说，“热量足够小，所以你不会对组织造成热损伤。”
原则上，这种技术也可以用来引导粒子到身体特定的精确位置，利用磁场梯度来推动它们前进，但这方面的工作是一个正在进行的项目
目前，研究人员已经将粒子直接注射到目标位置，并使用磁场来控制药物释放的时间
“这项技术将使我们能够解决空间方面的问题，”阿尼基瓦说，但这还没有得到证实
她说，这可以非常精确地治疗多种疾病
“许多脑部疾病的特征是某些细胞的错误活动
当神经元过于活跃或不够活跃时，就会表现为一种障碍，如帕金森氏症、抑郁症或癫痫
“如果一个医疗小组想在特定的时间，比如当检测到症状发作时，将药物输送到特定的神经元区域，而不使大脑的其他部分接受该药物，这个系统“可以给我们一个非常精确的方法来治疗这些疾病，”她说
饶说，制造这些纳米粒子激活的脂质体实际上是一个相当简单的过程
“我们可以在实验室里几分钟内用粒子制备脂质体，”她说，这个过程应该“非常容易放大”用于生产
她说，该系统广泛适用于药物输送:“我们可以封装任何水溶性药物”，经过一些调整，也可以封装其他药物
开发该系统的一个关键是完善和校准一种制造高度均匀尺寸和组成的脂质体的方法
这包括将水基与脂肪酸脂质分子和磁性纳米粒子混合，并在精确控制的条件下均质化它们
阿尼奇娃把它比作摇动一瓶沙拉酱来混合油和醋，但是控制摇动的时间、方向和力度来确保精确的混合
阿尼基瓦说，虽然她的团队专注于神经系统疾病，因为这是他们的专长，但药物输送系统实际上相当普遍，几乎可以应用于身体的任何部位，例如输送癌症药物，甚至将止痛药直接输送到受影响的区域，而不是全身输送并影响整个身体
“这可以将它交付到需要的地方，而不是持续交付，”但只能在需要时交付
因为磁性粒子本身与那些已经广泛用作磁共振成像扫描造影剂的粒子相似，所以使用它们的监管审批过程可能会简化，因为它们的生物相容性已经得到了很大程度的证明
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