作者:Ashley J
宾夕法尼亚州立大学温纳舍伦 一个多研究所的研究小组使用了毛状纤维素纳米晶体，这是从植物细胞壁的主要成分中开发出来的，用于包括纸张在内的多种材料中，以捕获非靶向化疗药物来防止组织损伤
荣誉:凯特·迈尔斯/宾夕法尼亚州立大学 标准的化疗可能有效地杀死癌细胞，但是它们也对健康细胞构成重大风险，导致继发性疾病和患者生活质量下降
为了防止以前不可避免的损害，宾夕法尼亚州立大学领导的研究人员开发了一种新型纳米材料，该材料被设计成在化疗药物与健康组织相互作用之前将其捕获
宾夕法尼亚州立大学化学工程和生物医学工程助理教授、首席研究员Amir Sheikhi说:“为了减少癌症药物在局部化疗期间和之后的非目标效应，消除它们的体循环是必要的。”
“从血液中去除不需要的药物(主要是化疗药物多柔比星(DOX))的现有和提议的平台非常无效，未能去除足够的药物来防止损害
我们开发了一种高效的方法来捕获DOX，其容量比其他平台(如基于DNA的材料)高3200%以上
" 这种方法现在可以在《今日材料化学》3月号之前在网上获得，它基于多毛的纤维素纳米晶体——从植物细胞壁的主要成分发展而来的纳米颗粒，被设计成从两端延伸出大量的聚合物链“毛发”
根据Sheikhi的说法，这些毛发使纳米晶体的潜在药物捕获能力大大超过了传统的纳米颗粒和离子交换树脂
Sheikhi说:“据我们所知，目前还没有基于纳米颗粒的超大容量药物捕获系统，”她指出，这种系统的开发可能会对癌症治疗计划产生重大影响
“对于一些器官，如肝脏，可以通过导管进行局部化疗
如果我们能放置一个基于纳米晶体的装置来捕获从肝脏下腔静脉(主要血管)排出的多余药物，临床医生就有可能实施更高剂量的化疗，从而更快地杀死癌症，而不用担心损害健康细胞
一旦治疗结束，就可以移除该装置
" 为了制造能够捕获化疗药物的毛状纤维素纳米晶体，研究人员对软木纸浆中发现的纤维素纤维进行了化学处理，并赋予毛发负电荷，使其对血液的离子成分稳定
根据Sheikhi的说法，这纠正了传统纳米粒子的一个缺陷，当暴露在血液中时，其电荷会变得惰性或减少，从而限制了带正电荷的药物分子的数量，使其可以与无关紧要的数量结合
纳米晶体的结合效力是在人血清中测试的，人血清是血液中富含蛋白质的部分，不含红细胞、白细胞或血小板
对于每克毛状纤维素纳米晶体，有效地从血清中去除了6000毫克以上的DOX
Sheikhi说:“与其他一些可用平台相比，毛茸茸的纳米晶体让我们将极限至少推高了两到三个数量级。”
研究人员还发现，纳米晶体对全血中的红细胞或人脐静脉内皮细胞的细胞生长没有有害影响
Sheikhi说:“我们发现，多毛的纤维素纳米晶体与人类血清中带正电荷的药物结合，并立即捕获DOX，它们这样做不会产生任何细胞毒性或溶血效应。”
“我们设想，这种有效、无毒的纳米粒子可以成为下一代设备的一个组成部分，用于捕获多余的药物，并清除体内不需要的分子，如迷幻药和毒素
" 根据Sheikhi的说法，毛状纤维素纳米晶体的使用具有超越身体的深远影响
他的团队最近设计了能够选择性结合稀土元素钕的纳米晶体，以从电子废物中拯救有价值的材料
Sheikhi说:“我们很高兴引入一种新材料，它具有如此高的分离各种元素的能力，这将有望为广泛的应用带来新的机会。”
Sheikhi作为加州大学洛杉矶分校的博士后学者，在阿里·哈登霍斯赛尼的实验室开始这项工作，他现在是Terasaki生物医学创新研究所的首席执行官
宾夕法尼亚州立大学的其他贡献者包括乔伊·穆塔米和帕特里夏·瓦梅亚，他们都是最近的化学工程硕士毕业生；还有化学博士生云母·皮彻
加州大学洛杉矶分校的贡献者包括莎拉·A
E
扬，彼得·安托夫斯基，罗伯特·丹尼斯·墨菲，安德鲁·施密特，塞缪尔·克拉克，以及部分研究人员雷哈内赫·哈赫尼亚兹
哈格尼亚兹现在隶属于寺崎生物医学创新研究所
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