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无线生物工程学成为医学研究的前沿领域

  据英国《新科学家》周刊网站近日报道,随着纳米技术、生物技术以及无线通讯技术等领域的迅猛发展和交叉融合,现在,科学家们已经能够使用无线电信号来对细胞、药品甚至动物等进行控制了。尽管远程无线控制医学这一前沿领域可能面临着安全性等问题,但是,其发展潜力和蕴藏的好处都让人不容小觑。

  无线生物工程学方兴未艾

  美国纽约州立大学水牛城分校的阿诺德·普拉勒制造出的线虫看起来与其他蠕虫毫无二致,体长约为1毫米。接着,当普拉勒打开一个磁场,这些滑溜的、不断蠕动的蠕虫会停止动作,随后,在犹豫了片刻之后,接着开始向后退。然后,普拉勒将磁场关闭,再打开,一遍又一遍地重复这个动作,蠕虫会随着他的拍子跳舞,协调一致地前后移动。

  这些都是可以进行远程控制的蠕虫。此前,普拉勒和同事已经将纳米大小的接收器植入线虫头部的神经细胞中。无论何时,只要该接收器探测到高频磁场,神经细胞就会通电,蠕虫也因此会转动。

  普拉勒的远程控制蠕虫仅仅只是个开始。目前,生物学家们正在研究对其他宿主进行控制;也在研究将接收器植入离子通道、DNA片段和抗体中。他们的目标是使用比无线电更小的电波来控制活体细胞。

  这个方兴未艾的无线电远程医学技术融合了纳米技术、生物技术和无线电物理学技术,该领域目前正在为研究人员提供一个强大的研究工具,而且也在创造一类新科学:科学家们将其称为无线生物工程学或者电磁药理学。不管叫什么名字,该领域目前正吸引着很多科学家为之而倾倒,而且,其应用潜力也非常大。

  美国西北大学的物理学家贝纳尔多·巴尔别利尼-阿米德去年帮助美国国家科学基金会组织了一场与这个课题有关的研讨会。巴尔别利尼-阿米德指出,一个新的医学领域正慢慢向我们走来。很多疗法,包括基于免疫系统、基因甚至干细胞的疗法都有潜力被远程控制。

  与传统药物需要经过几小时才会起作用而且会一直停留在身体里不同,使用无线方法激活的药物几乎能立刻起作用或者随时关闭。美国洛克菲勒大学的萨拉·史坦利表示:“使用无线电场能诱导细胞提供具有治疗效果的蛋白质,而采用其他方法做到这一点的成本很高。”

  他所在的研究团队也已经找到了使用无线电波来控制胰岛素的生产和释放的方法。我们甚至能够大胆设想:下一代用智能手机应用程序激活并起作用的药物距离我们并不遥远了。巴尔别利尼-阿米德说:“纳米无线系统在医学治疗领域拥有巨大的应用潜力。”

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