科技日报记者 刘霞
美国斯坦福大学科学家开发出一种全新的非侵入性技术——借助遍布血液的纳米材料，将超声波精准转化为光点，从而把光“送达”身体任意指定部位。这一成果为更简便、创伤更小的光学靶向疗法提供了可行方案。相关论文发表于新一期《自然·材料》杂志。
光在生物学与医学领域的应用日益广泛。它能刺激细胞生长、调控神经信号，甚至治疗某些癌症。然而，光并不擅长穿透组织，绝大多数将光导入体内深处的方法都颇具侵入性，往往需要切开组织或植入光纤。
团队表示，超声波运用便捷，相比光来说，能渗透到身体更深远的角落。借助新方法，科学家无需物理植入物，便可在脑部、肠道、脊髓、肌肉等几乎任何部位“点燃”微光。
团队选用的发光材料为尺寸较大的陶瓷颗粒，这类物质在受到超声波引发的机械应力时会迸发光亮。他们将这些陶瓷颗粒研磨成纳米颗粒，并包裹一层生物相容性涂层，使其均匀悬浮于液体中。随后，他们将该溶液注入小鼠体内，血管网络便将纳米材料输送至全身各处。测试结果表明，团队能让超声波焦点如画笔般游走扫描，在多个位置同时产生光亮。
为证实体内更深处的发光效应确实有效，团队为小鼠量身打造了一顶微型超声波发生帽，借此在小鼠大脑不同区域产生光。这些光分别激活了不同的神经元，小鼠随之依照受激脑区的“指令”，向左或向右转动。这一演示有力地证明，超声波引发的光可有效操控脑内细胞活动。
团队还将这种造光方法与基因编辑系统联合。基因编辑的一大挑战在于可能引发脱靶效应，但若将发光纳米粒子与光控基因编辑系统配对，便有望通过超声波，在体内局部区域自如地开启或关闭基因编辑功能。
尽管这些材料在小鼠体内似乎并未显现不良反应，但它们不会迅速降解，且可能在肝脏等器官中积聚。团队希望用一种能在体内安全分解的生物材料替代陶瓷纳米粒子，为临床应用扫清障碍。
