納米材料如碳納米管，在醫(yī)療上有著廣泛的應(yīng)用前景，比如作為遞送工具，將藥物運載到特定的細(xì)胞或人體內(nèi)特定部位。但如果不了解納米材料和細(xì)胞之間的相互作用，反而會帶來大麻煩。美國物理學(xué)家組織網(wǎng)9月19日（北京時間)報道，美國布朗大學(xué)和中國科學(xué)院最近的一項實驗發(fā)現(xiàn)，納米管有可能會刺穿細(xì)胞，給細(xì)胞帶來極大傷害。相關(guān)論文發(fā)表在近期出版的《自然·納米技術(shù)》上。
人們知道石棉對人體有害，其長長的纖維能像箭一樣刺穿細(xì)胞。但科學(xué)家一直不理解，細(xì)胞為何會對石棉纖維和其他納米級的材料感興趣，這些材料對細(xì)胞來說太長了，根本無法整個吞下去。美國布朗大學(xué)研究小組通過分子模擬發(fā)現(xiàn)，碳納米管尖端接近細(xì)胞時，細(xì)胞會產(chǎn)生“誤會”，以為它只是個小圓球而不知其是個圓柱，等意識到小球“太長”，根本吞不下時，已經(jīng)為時太晚。隨后科研人員又用納米管、金納米線對小鼠肝臟細(xì)胞、人類間皮細(xì)胞進行細(xì)胞實驗，發(fā)現(xiàn)90%的納米材料都是以尖端90度角進入細(xì)胞。
石棉纖維、商用碳納米管和金納米線都有一個圓形的尖頭，直徑在10納米到100納米之間，正處于細(xì)胞處理范圍。細(xì)胞上有一種受體蛋白質(zhì)會聚集并彎曲細(xì)胞膜壁，使細(xì)胞卷曲包住納米管尖端，反向調(diào)整納米管角度，使納米管尖端能以90度進入，從而降低細(xì)胞吞噬微粒所需的能量。這一行為叫做“尖端識別”。
“我們原以為納米管會貼附細(xì)胞膜以得到更多結(jié)合位點，但模擬卻顯示，納米管穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)到近垂直角度以適于進入，以便其尖端被完全包圍。這和人們的直覺相反。”論文第一作者史興華（音譯)說，細(xì)胞膜包住納米管時，會釋放彎曲能量。“如果納米管的圓形尖端被切掉，開口而且中空，它就只會貼在細(xì)胞膜上而不會進入細(xì)胞。”
論文通訊作者、布朗大學(xué)工程教授高華�。ㄒ糇g)說，當(dāng)細(xì)胞的內(nèi)吞作用開始，就沒辦法再退回去。細(xì)胞覺得無法整個吞下納米管，就會求救。但求救信號反而會引發(fā)免疫反應(yīng)，造成更多炎癥反應(yīng)。
高華健說：“只有完全理解納米材料和細(xì)胞之間的相互作用，才能設(shè)計出可靠的運輸工具，控制它們和細(xì)胞之間的相互作用，不引起中毒反應(yīng)，最終制造出對細(xì)胞沒有吸引力的納米管，只幫助細(xì)胞而不會傷害它們�！�
