作者:骑猪去挖坑
挂断电话的那一瞬,崔主任两眼放光,精神一振,脸上忧愁之色一扫而空。
第四百六十一章 纳米药丸
当崔主任从医院门口接到三清来的人时,已经是临近傍晚时分。
他脸上洋溢着欣喜的笑容,紧紧握住对方的右手,表达着自己的激动之情。
“你好,薛珅是吧,幸会幸会。太好了,你来得真快,我还以为要明天才能到呢。”
薛珅微微一笑,他中等身材,平头方脸,看起来其貌不扬,但眼神清澈专注,神情也是从容而淡定,穿着一身白色的实验服,站在医院的门诊大厅里,一时间,看起来竟然跟四周的医护人员没什么两样。
他不动声色地将手抽回,拍了拍左手拎着的一个冷藏箱,道:“这不是为了救人嘛,我们也很着急,对了,这是根据你们的抗生素方案,在实验室临时制作的装载了替考拉宁的纳米药丸。”
“替考拉宁的毒性低,不良反应一般轻微且短暂,非常适合身体虚弱的患者使用。”
“主要之前的抗生素方案疗效甚微,所以我们对纳米药丸寄予的希望很大啊,但愿能起到作用吧。”崔主任忧心忡忡地说道,领着薛坤往ICU走去。
不过他并没有直接进入ICU病房,而是在门口叫住了一名医生,吩咐道:“你先去让患者家属签字,就说是三清的一种全新抗生素治疗方案,要签署临床试验同意书,办妥了我们一会过去给患者用药。”
看着医生点头而去,他把薛坤带进了自己的办公室。
“来,外面冷,喝杯热水暖和一下。”崔主任递过一杯热水,笑道:“我行医大半辈子了,也是第一次见到纳米药丸,还真挺好奇,没想到三清对纳米技术已经有这么深入的研究。”
薛坤将箱子放在桌上打开,笑道:“其实也没什么稀奇,跟科幻片里面的完全不一样,你可别当成一回事了。”
崔主任急切地看了过去,只见箱子里摆放着两只注射器,透明的针筒里装着淡绿色的液体。
他也不敢随意触碰,小心地盯着看了又看,才一脸惊叹道:“这就是纳米药丸啊,看起来还挺普通的,确实跟我想象中的不太一样。”
“那个,能稍微讲一下相关的技术,让我了解一下?”
薛珅脸上神情颇有些自得,缓缓开口说道。
“其实纳米技术并不是什么高深的词,而是指的是在纳米尺度上发展而来的技术,这主要是因为,生物体内主要的分子玩家,以及医学中主流药物和治疗方法的作用目标,蛋白质和DNA,都是纳米尺度。”
“你应该知道,DNA和蛋白质这样的生物分子属于纳米尺度,大肠杆菌和动物细胞这样的生命体属于微米尺度,至于肌肉,心脏和皮肤这样的人体组织则属于宏观尺度,从毫米,厘米一直到米,构成了整个人体。”
“人类目前只能感知到宏观世界,完全看不到单个生物分子所处的纳米世界,这是两个完全不同的世界,而纳米技术则是直接连接两个世界的接口。”
“这是一种跨越空间的技术,从医生的宏观尺度到生物分子所在的纳米尺度,在由器官,组织和细胞构成的超复杂多尺度景观中穿梭。”
“上一代科学家一直以来,有一种保守的乐观,以为生命可以被简化为基因和分子。”
“他们认为生命就像拼积木一样,将无数个化学分子,按照一种基因编码的算法程序,拼凑在成一台生化计算机,就能从宏观层面上产生真正的意识和生命。”
“随着对生命的所有细节的钻研,人们了解得越多,越能认识到生物的复杂性。”
“每个生物的构成是属于多尺度的,每个尺度上都能构建出独特的生物机械模型,比如生物分子功能模型,细胞行为模型,以及组织模型。”
“这些模型整合在一起,能对生物现象进行定量的数学表述。”
“换句话说,这其实是生命的物理学。”
“物理学,在试图为纳米尺度(分子),微米尺度(细胞),组织与器官的毫米和厘米尺度,大型生命体的米尺度,乃至整个行星尺寸的生态系统之间的科学与认知分歧,搭建起一座互通的桥梁。”
“通过利用物理学方法研究生物学,我们实际上将会提炼出宇宙的配方,从纳米尺度开始编织并组装出物质,并不断放大尺度,获得终极力量,以革新人类的技术和医学。”
“仅仅知道基因,并不足以解释生命,也无法应对医学上的挑战。”
“21世纪的现在,人们已经拥抱了生命的复杂性,除了信奉生命就是‘基因,细胞,组织,身体和环境,交织而成的交响乐’,科学已经没有其他在理性上可行的路线。”
“而定量科学技术与对生物学的数学描述,就是演凑这场交响乐的乐器。”
“纳米技术就是乐器之一,因为我们能够利用它们感知微观世界的化学和物理特性。”
“在纳米层面上,结构与温度,水,离子,还有化学反应的相互作用,可以形成确切的运动,掌握这种生物的机械力学特性,就是所谓的纳米技术。”
“细胞可以感知非分子的线索,比如机械信号,电信号和振动,或者根据环境的温度或化学条件做出改变,还能利用DNA对这些线索做出响应。”
“这既可以是基因方式的,也可以是非基因方式的响应。”
“比如,细胞表面强烈的拉拽作用力可以一直传递到细胞核中,并使其变形,一般来说这会引起细胞核内DNA的机械重组,也许最终结果是增加特定蛋白质的表达或抑制。”
“细胞核的形态,力学特性,它与细胞其他组件之间的联系,以及细胞核内DNA的重组,都是细胞中活性计算能力的一部分。”
他拿起一只注射器,指着针筒中淡淡的绿色溶液,道:“这里面的绿色,事实上是一种绿藻,也是纳米机器人的组成部分之一。”
“你的眼睛,只能看到这些溶液,但在你眼睛所看不到的地方,有上千个微小的绿藻,它们正在拼命划水。”
“这种单细胞生物,有两条像头发一样的肌动蛋白丝臂,也被称之为鞭毛。如同头发丝一样的肌动蛋白在人体中也存在,事实上它们无所不在。”
“在人体37摄氏度的环境下,水分子可以运动得非常快,大约是600米每秒,而肌动蛋白在水中会持续被水分子撞击,这被称之为布朗运动或热运动,从而产生了持续的摆动,不断地迈步向前,就像海水中的暖流一样。卵子能从输卵管下降,就是因为这种肌动蛋白制造的液体流。”
“绿藻鞭毛的这种同步协调运动,使得它能在水中前进,就像蛙泳一样划水。”
“我们利用这种特性,制造了能在血液和体液中划动前行的纳米机器人。”
“首先用叠氮N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯修饰藻类表面,然后通过点击化学与二苯并环辛炔(DBCO)修饰的中性粒细胞膜涂层聚合物纳米颗粒偶联,这样就形成了拥有运动和载药能力的纳米机器人。”
“最后,在纳米颗粒上加载抗生素药物分子,当纳米机器人游动到感染部位,就会释放抗生素分子,杀死细菌,从而达到有效的治疗效果。”
“作为医生,你应该知道,临床上其实有很多有效的药物,却不能很好地治疗疾病,其中一个重要原因就是药物不能准确地到达病灶,并针对性地释放药物。”
“药物通过口服或者静脉滴注进入体内,在达到病灶的过程中,会通过重重关卡,也会被代谢掉大部分,这就相当于全身用药,因此造成了毒副作用大,治疗效果差等问题。”
“而我们的纳米药丸可以在人体内自主流动,找到病变部位后,再释放药物,达到精准医疗的效果。如此一来,不但药物起效的时间能提高到很快,而且还能将所需药物的剂量降低数千倍。”
这番话听得崔主任震惊不已,他盯着薛坤手中那管浅绿色,眼神中闪过一丝期待。
“如果真能达到你所说的效果,那么只需要很小一部分抗生素,就能起到治疗的效果,抗生素滥用将不再是问题了。”崔主任情不自禁地喃喃自语道。
薛坤将注射器放回箱子里,补充道:“这个针剂需要冷藏使用,因为常温下藻类受水分子影响会不停运动,只有0-4摄氏度的低温下,才会维持较低的活性。”
“同时它也需要胸腔注射使用,只需要将抗生素直接注射入肺液之中,就能迅速起到效果。”
“我们在14天的动物实验中,使用这种纳米药丸,对急性肺部感染进行了治疗。”
“实验证明,纳米机器人在小鼠的肺液中显示了极强的运动和载药能力,1小时的运动后,95%的藻类依然存活,并且均匀分布,并未被免疫细胞所吞噬,这反映了相当优良的适应性,以及持续释放药物治疗的能力。”
“我们还比较了纳米机器人与静脉常规治疗的效果。在相同的药物剂量下,显著优于静脉注射。实际上,静脉注射剂量必须比加载到纳米药丸上的剂量高出3000倍,才能在小鼠中达到同样的效果。”
“此外,纳米药丸的毒性可以忽略不计,因为纳米颗粒和藻类都会在体内自然降解,在一到两天后排出体外。”
崔主任连连点头,忍不住拿起另一只注射器来,看得两眼放光,爱不释手。
不过他也不敢多看,生怕时间久了,温度升高,影响到纳米藻类的活性。
只看了十几秒,又重新放了回去,还小心地把箱子给关上。
“对了,听你之前说了那么多,那你的专业是什么?应该不是化学和生物吧?”他随口问道。
薛坤点点头:“其实我是物理学博士,研究纳米技术的基本都是物理学家。至于医学和化学方面,肯定也要有相当的了解,不过这方面我主要是自学。”
“哇!”崔主任再次震惊了:“你只靠自学,就能这么强”。
薛坤呵呵一笑,谦虚地说道:“主要是三清有充足的实验和学术环境,可以让我们自学成才。”
一说起专业方面的内容,薛坤似乎就停不下来了,滔滔不绝地继续说着纳米技术的相关内容。
“不知道你有没有看过一些科幻片,这些科幻片里面纳米机器人都是一群微型机器人,带着电池,芯片等各种电子器件,还拥有一副金属外壳。事实上,现实中的纳米机器人根本不是这样。”
崔主任连忙点头,脸上浮现出笑容:“没错,我看过一部科幻片,不记得是电影还是动画了,反正里面有一队缩小版的医生,他们登上微米尺度的潜水艇,进入一个受伤外交官的血液中。”
“虽然外交官每次心跳,所引起的血液波动都让潜艇随时处于倾覆的边缘,人体的免疫细胞也把潜艇当作敌人疯狂攻击,但英勇的主角们仍然能够操纵潜艇在血液中化险为夷,并最后消灭血栓。”
“这个片子当时看的时候,还挺有意思的。我确实把纳米机器人都想象成类似于终结者那样的机器人了,不过现在看到三清的纳米药丸,才知道是我想太多。”
崔主任摸着下巴上的胡渣,有些不好意思地说道。
薛坤哈哈一笑道:“其实以目前人类最精密的机械加工技术,还无法制造出在人体内游动的传统机器人。”
“所以纳米机器人所用到的材料都是各种高分子聚合物,蛋白质和DNA分子,只不过通过物理和化学方法,使得它们拥有特殊的结构和功能罢了。”
“在医学领域,除了纳米药丸这样的药物递送功能,纳米机器人还可以用于疾病监测,维管组织成像,用途非常广泛,理论上,纳米机器人在未来可以治疗所有的疾病。”
“只不过,现在的纳米机器人处于第一代,只有发动机和燃料,还没有大脑,不能通过芯片和编程来使其智能化,因此还处于非常原始阶段,或许称之为纳米马达更为贴切。”
“等到第二代纳米机器人,将直接由原子或分子组装而成,能够执行纳米尺度上的复杂任务。”
“第三代纳米机器人功能更强,将包含有人工智能和纳米计算机,属于一种智能设备了。”
崔主任不由再次瞪大眼睛,一脸的不敢置信中,又夹杂着一丝悠然神往。
“不知道科技发展到什么程度,才会有这样的纳米机器人面世啊。”
最后,他拍着大腿道:“要真有这样的纳米机器人,估计我们医生就要失业了。哈哈哈。”
突然,敲门声轻声响起。
“主任,患者家属已经签好字了,一切准备就绪了。”护士在门口一边敲门一边喊着。
“来了,我和薛博士马上就到。”崔主任赶紧起身,往门口走去。
“确实,说了这半天,也该去治病救人,是骡子是马,得拉出来溜溜了。”
薛坤心中最后的一丝紧张情绪,随着水杯中的水一饮而尽。
他提起箱子,亦步亦趋地紧随其后。
第四百六十二章 超级细菌被控制住了
两人换上隔离衣,戴上口罩和帽子,一前一后进了ICU。
“主任,您来了。”
崔主任点点头,看了看病床上的患者,气管上都插着管,正连着呼吸机辅助呼吸,知道情况并未好转。
他皱着眉头问道:“最新情况如何?”
“1号床患者52岁,下午刚做的血常规,白细胞,C反应蛋白和降钙素原指标下降不明显,肺部CT也无好转迹象,仍然有39度发热,而且他咳痰能力差,导致痰液积累在肺部,半个小时前,刚吸出20毫升左右的黄浓痰。”
“2号床患者65,情况差不多,相关炎症指标依然维持在较高水准,显示出比较严重的肺部感染,但他身体更差一点,已经出现营养不良现象,病情也更加难以控制。”
崔主任看向薛坤,苦笑着摊了摊手,道:“患者就是这么个情况,看来相当不容乐观啊。”
薛坤仔细观察着两位患者,在病痛的折磨下,全都是一副形销骨立的样子,瘦得可怕,让人一看就心生不忍。
他将箱子放在一旁的架子上,催促道:“既然这么严重了,那就赶紧用药吧。”
崔主任叫来护士,吩咐一通后,笑道:“行吧,先从一号病人开始吧。”
“他本身肺部就有慢性病,因为长期抽烟,有十余年的慢阻肺病史,对很多抗生素都产生了抗性。现在他肺部CT已经比脸还白了,体内没法排出二氧化碳,出现了二氧化碳潴留,所以每天大部分时间都昏迷不醒,做什么都要靠仪器。”
他一边说着,一边从冷藏箱里拿出一只注射器。
这只注射器是专门用于胸腔注射的,所以没有针头,里面的淡绿色药物溶液大约有10ml左右,并不算太多。
由于人和动物有两层胸膜,内层包裹着肺,内外层胸膜形成胸膜腔,保护着胸腔。
像肺部严重感染这种情况,在胸膜腔内会形成积液,胸腔注射的时候一般只需要刺破外层胸膜,就能达到注射药物的目的,如果把内层胸膜刺破就容易发生气胸。
此时,护士已经准备好器械,包括无菌胸腔穿刺包,无菌手套,消毒用品,麻醉药品,胶布等,随后将患者衣服掀起,仔细清洁了整个胸腔部位。
另一名主治医生则使用便携彩超进行定位,选定了胸部的穿刺点。
崔主任看了看彩超图像,点头道:“还好,胸腔积液不算多,可以直接进行胸腔内药物注射。否则的话,还要把胸水都分次引流出来。”
“患者目前处于昏迷状态,看来不需要用麻醉药品了。”
他小心地戴上手套,打开无菌胸腔穿刺包,里面是一根粗大的尖锐针头,套着两根橡胶导管,随后在彩超的引导下,小心翼翼地将针头斜着穿刺进胸腔。
几乎是瞬间,就有一缕胸水从双腔静脉导管中缓缓流了出来。
不过患者的胸腔积液并不多,两三秒后就没有再流出。
崔主任将中心静脉导管套在注射器上,缓慢注入其中的药物。
推进了3毫升药物后,他又回抽胸水,然后再次推进,回抽,推进,如此反复2-3次,便将导管内残留药液全都注入了患者的胸腔。
整个过程,崔主任的手一直都很稳定,没有一丝晃动。
患者也处于昏迷之中,身体没有任何抖动。
药物注入完毕后,崔主任取下针头和导管,走到2号床前。
彩超定位,消毒,穿刺,引流胸水,注入药物,又重复操作了一遍。
总算是完成了两位患者的胸腔注射用药。
崔主任做完这一切,叮嘱护士道:“2小时内,至少每半个小时给患者变换一下体位,以便药物在胸腔内均匀分布。”
护士点头答应,带着使用过的器械离开,去进行消毒和废弃处理。
旁边的主治医生一边收起便携彩超,一边笑呵呵问道:“这就是传说中的纳米药丸?好像跟普通的药物差不多啊,看不出有什么不同。”