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NASA的突破性技术,也许将拯救千百万人

时间:2015年06月20日      作者      点击

大家都知道,太空中是没有医院和医生的,最近的急诊室在地球上,宇航员也没办法打个车或者呼叫120。那么,万一宇航员被剧烈的太阳粒子辐射损害身体造成了疾病,又该怎么办呢?近期,NASA研发出了一种由纳米碳构成的生物胶囊(Biocapsule),这种胶囊植入人体皮下之后,可以在宇航员自身尚未察觉时迅速自动诊断人体中的异常状况,并进行对应的治疗,就好像一个随身相伴的神医,还不会出现人为误诊。这一研究成果堪称人类医药史上的一大突破,而且,不仅飞在天上的人能用,地球上的人也能用。

  

 

NASA的埃姆斯国家实验室中有专门负责为宇航员研发太空医药的空间生物科技部门,研发出生物胶囊的正是该部门中的大卫·洛夫特斯博士,他也拥有生物胶囊的专利权。

在未来,假设某个宇航员即将前往火星执行任务,这一旅程要花费两到三年的时间,太空中有无数能够威胁人体健康的因素,而在这段时间中宇航员又是无法看医生的。所以,在飞船发射之前,宇航员将要进行一项微创手术,在大腿皮下植入一定数量的生物胶囊,这种手术非常简单,用普通的麻药,伤口也只需要一到两针的缝合。手术完成之后,宇航员就基本拥有了自主对抗绝大部分疾病的能力。比如,在太空中对人体最主要的干扰因素就是高强度的辐射,当宇航员离开近地轨道之后,突然的强辐射会摧毁宇航员的骨髓细胞并破坏其免疫系统,这时候就轮到生物胶囊一显身手了:胶囊中填充的细胞可以察觉到辐射强度的上升,并自动释放药物保护人体。

这并不是科幻小说中的场景,在现实中,科学家已经研制出一种“粒细胞集落刺激因子”(以下简称G-CSFG-CSF可以用来治疗那些因为癌症接受放疗的病人,将G-CSF装入生物胶囊,可以帮助宇航员们保持免疫力,抵御各种感染。

生物胶囊并不是一次性用品,胶囊中的细胞可以通过自身新陈代谢维持活力,这些细胞的寿命从几个月到几年不等,因此每个胶囊都可以按一定份量分批次释放药物,可以连续作用数年之久。而且生物胶囊本身并没有所谓“保质期”,它的纳米碳结构是惰性的,非常稳定且具有弹性,至今没有发现人体中有可以分解生物胶囊的酶,也不会造成人体的排异反应。生物细胞的纳米外壳有一定的空隙,可以允许药物通过,但保证人工细胞一直维持在胶囊中,当所有细胞寿终正寝时,生物胶囊会呆在人体内,直到宇航员返回地球,由医生将胶囊取出。

NASA研发生物胶囊的第一用途是抵抗太空辐射,之后科学家也会研制不同种类的胶囊帮助宇航员对抗其他常见太空疾病,比如发烧、器官衰竭和失眠,有针对性地研发抵抗因子。自然,生物胶囊的强大功能也引起了美国国防部高级研究计划局的兴趣,未来很可能投入军用。但显然,相比上述所有,生物胶囊更适用于地球上的民用医疗领域。

生物胶囊的目标——糖尿病和癌症

生物胶囊在民用医疗领域的第一目标是糖尿病——尤其是胰岛素依赖型糖尿病,发明者洛夫斯特博士说:生物胶囊可以容纳100万到1000万个动物胰岛细胞或是人工胰岛细胞,兼具糖分检测功能和胰岛素释放功能。对那些不需要大剂量胰岛素摄入的患者来说,一个生物胶囊就可以满足他们的需求,而高剂量需求患者则需要植入更多的胶囊。

这也就是说,糖尿病患者不用给自己打针了,也不用每天记着带药物到处跑,甚至可以免除定期检测血糖的麻烦。而且,由于胶囊的自动工作机制,睡眠时的突然性休克再也不会困扰广大糖尿病患者。对于全球近三亿糖尿病患者来说这毫无疑问是福音。

生物胶囊在地球上的第二应用是癌症(尤其是脑癌),在肿瘤病床直接植入生物胶囊,胶囊可以释放大量的药剂对患者进行化疗,这样药剂的作用范围小,可以大大减少对患者身体其他部分的损伤。

生物胶囊在基因治疗方面也有着非常大的作用。有些婴儿天生就存在基因缺失或基因缺陷,导致他们无法自体生成人体必需的蛋白质,血友病就是典型例子。血友病患者缺少一种重要的凝血蛋白,而生物胶囊就可以自动在他们体内释放这种蛋白,患者就可以不必进行定期的注射,他们的生活也可以逐渐正常化。

洛夫斯特博士还表示,生物胶囊也很有可能被用于治疗过敏症,包括蜜蜂叮咬过敏、花粉过敏、坚果过敏、海鲜过敏等等症状,都可以用生物胶囊进行治疗,这意味着未来对某物过敏的人们不用再担心突然休克,也不用去注射肾上腺素了。

生物胶囊的用途还有很多很多,并不夸张的说,它可以改变未来的医疗领域。而且,生物胶囊的成本并不高,制造工艺也并不复杂,从视频中可以看出,只要将纳米碳放入胶囊模具,取出,再填装相应的细胞,最后用纳米碳或是蛋白质胶水将其粘合,一颗生物胶囊就制造成功了。未来两年,科学加们将会对生物胶囊进行动物实验,成功之后将会马上进行人体实验。如果一切顺利,在未来八年之内,国际空间站的宇航员就可以使用到生物胶囊,而洛夫斯特博士也大胆估计,十到十五年之内,生物胶囊的应用将会遍布全球。

毫无疑问,如果真的能做到以上这些,生物胶囊将会是人类历史上最伟大的发明之一。它只静静呆在你的皮肤下面,但它的作用范围,可以从地球延伸到火星。

 

 

注:本文转自http://www.guokr.com

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