全球每年都有数百万人的生命受到癌症的威胁，有超过39%的男性和女性，在其一生中被诊断出患有癌症。化学疗法是最常用的标准癌症治疗方法，将治疗药物靶向递送至肿瘤部位可提高其有效性。然而，过量的药物仍可能循环到身体的其他部位并引起多种副作用，包括贫血、慢性感染、脱发、黄疸和发烧。

医学界已经尝试过许多方法来从血液中去除不需要的化学治疗药物，特别是广泛使用的药物阿霉素(DOX)。但这些方法都导致DOX的清除水平不够低。尽管添加了旨在保护结合能力的材料，但使用带电纳米粒子结合DOX的其它策略，在暴露于血液中发现的带电分子和蛋白质时会失效。

近日，据外媒报道，来自宾夕法尼亚州立大学（The Pennsylvania State University）和寺崎生物医学创新研究所（TIBI）的科学家合作团队，已经设计出一种方法来解决这个问题。他们开发出基于植物的"毛茸茸纳米晶体"，以清除血液中多余的化疗药物。

新方法是基于毛状纤维素纳米晶体——从植物细胞壁的主要成分中开发出来的纳米粒子，并被设计为具有从每一端延伸出来的大量聚合物链"毛发"。这些毛发使纳米晶体的潜在药物捕获能力大大超越传统纳米颗粒和其它材料。

为了生产能够捕获化疗药物的毛状纤维素纳米晶体，研究人员对软木浆中的纤维素纤维进行了化学处理，并在毛发上赋予了负电荷，使其对血液中的带电分子保持稳定。这纠正了传统纳米颗粒中的问题——其电荷在暴露于血液时会变得惰性或减少，从而限制了它可以结合的带正电荷的药物分子的数量微不足道。

纳米晶体的结合功效在人血清中进行了测试，人血清是血液中富含蛋白质的液体部分。对于每克毛状纤维素纳米晶体，从血清中有效去除了超过6000毫克的DOX。与目前可用的其它方法相比，这表示DOX捕获量增加了两到三个数量级。

此外，添加纳米晶体后，DOX的捕获立即发生，并且纳米晶体对全血中的红血球或人脐带细胞的生长没有任何毒性或有害影响。

这样如此强大的体内药物捕获手段，可以对癌症治疗方案产生巨大影响，因为可以将剂量提高到更有效的水平，而无需担心有害的副作用。

除了从体内去除多余的化学治疗药物外，毛状纤维素纳米晶体还可以靶向其它不良物质，例如从体内去除的毒素和成瘾药物，实验还证明了纳米晶体在其它分离应用中的有效性，例如在从电子垃圾中回收有价值的元素。

题为Engineering hairy cellulose nanocrystals for chemotherapy drug capture的相关研究论文发表在《今日材料化学》（Materials Today Chemistry）上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2468519421002913?via%3Dihub

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