新型氣泡有助醫學成像

隨着人們對於納米氣泡研究探索的不斷深化、科技的進步發展，納米氣泡技術越來越成熟，納米氣泡的應用範圍也越來越廣。美國萊斯大學生物工程團隊日前開發出一種超小且穩定的菱形氣泡，約五十納米大小。它是一種氣體填充的蛋白質結構，可自由浮動，有望徹底改變醫學超聲成像和藥物遞送。與目前太大而無法有效穿過生物屏障的微氣泡或納米氣泡不同，這種氣泡被認為是迄今最小的醫學成像結構。

研究人員介紹稱，液體中存在的微小氣泡，當氣泡直徑在一百微米以下稱作微米氣泡，直徑為一百納米以下的氣泡稱為納米氣泡。

微氣泡在超聲成像和超聲介導的基因或藥物遞送方面具有重要應用。它們可作為造影劑，在分子水平提供有關靶向生物標誌物或細胞類型的相關信息。但目前的微氣泡體積太大，直徑約為一至十微米，這一點限制了它們在一些組織中的有效性。

相比之下，新氣泡可穿透組織。研究表明它們能夠到達淋巴結中重要的免疫細胞群。這為以前無法進入的細胞成像開闢了新的可能性。

淋巴組織的電子顯微鏡圖像顯示，大型納米結構隊列聚集在細胞內，在先天免疫反應的啟動中起着關鍵作用，表明它們在免疫療法、癌症預防、早期診斷和傳染病治療中具有潛在用途。這一突破為超聲介導的疾病治療開闢了新途徑，影響未來的醫療實踐和患者的預後。研究對治療癌症和傳染病具有顯著意義，因為淋巴結駐留細胞是免疫療法的關鍵靶標。

大量研究發現，一百至五百納米直徑的氣泡的存在壽命非常長，這讓科學界非常意外。由於製造納米氣泡的技術先來自工業，技術已經越來多。氣泡越小溶解效率越高的基本規律仍然存在，給納米氣泡在氣液混合領域提供了重要條件。另外，納米氣泡壽命長也給納米氣泡這種特殊的溶氣模式建立了新的載氣模式。研究人員指出，具體到氫氣醫學，納米氣泡不僅能有效提高氫氣的濃度，更能顯著提高水中氫氣的溶存度。就是在納米氣泡水中的不僅有溶解狀態的氫氣，也有納米氣泡狀態的氫氣，兩種結合起來比經典的氣體溶解度增加許多倍。

研究人員表示，納米結構完全由蛋白質組成，並且是在活細菌中產生的，所以與合成材料相比，這種生物材料的性能更好。該研究也預示了未來的幾個發展方向，包括評估納米氣泡的生物安全性和免疫原性，確定體內應用的最佳超聲參數等。這項材料設計的重大進步，有可能為多個科學領域帶來創新應用。

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