一氧化硼纳米管有望用于癌症治疗

最新研究显示将一氮化硼纳米管加到癌细胞表面能够使不可逆电穿孔的有效性翻倍。不可逆电穿孔是一种微创疗法，可以用于肝脏、肺脏、前列腺、头颈、肾脏和胰脏等软组织癌症的治疗。尽管这项研究仍然处于初期，有朝一日，它可能成为更好的癌症治疗方法。

该研究由意大利比萨市圣安娜高等学校（Scuola Superiore Sant'Anna）生命科学学院的研究人员完成的。研究中用到的BNNTs（一氮化硼纳米管）由美国宇航局兰利研究中心、能源部托马斯•杰斐逊国家加速器实验室和美国国家航空航天研究所提供。不可逆的电穿孔是一种新的可用于难治性软组织癌症的治疗方法。美国很多癌症治疗中心都可以提供这种治疗方法。该方法对于某些特定肿瘤的有效性正在研究中。生命科学学院的研究者的实验目的在于：评价一氮化硼纳米管是否可以使癌症的治疗更加有效。

BNNT、LLC首席科学家和NASA兰利研究中心前工作人员Michael W. Smith说：“不可逆电穿孔是在肿瘤细胞的细胞膜上打孔的一种方法。”Smith解释说：在细胞上打上合适大小的孔后，细胞会以一种可以预见的方式做出反应。虽然确切的机制仍未查明，研究者怀疑这些小孔会导致细胞自杀。他说：“（打孔后）细胞内的一些东西变得一团糟，细胞开始自我毁灭。这个过程成为细胞凋亡。”Smith读了意大利研究人员关于BNNTs的实验，他向研究者提供了高质量的杰弗逊实验室/美国宇航局兰利/美国国家航空航天研究所一氮化硼纳米管（Jefferson Lab/NASA Langley/NIA BNNTs）。这些纳米管非常长，柔韧性很强，管壁上存在的缺陷已经达到目前的最低水平。

意大利研究人员首先将BNNTs悬浮在乙二醇-壳聚糖溶液（一种生物起泡溶液）中，然后用超声波对溶液进行处理，使这些纳米管断裂成更小的组成单位。这些含有不同浓度BNNTs的溶液随后被加到人上皮癌细胞（即HeLa细胞）上。研究人员紧接着对BNNTs能否单独杀死癌细胞进行了观察。研究人员确定了24小时内能够杀死大约25%癌细胞的BNNTs浓度。研究人员随后将HeLa细胞暴露在确定的BNNTs浓度的溶液中，并对细胞加上160伏的电压（设备提供商的建议电压，相当于每厘米800伏的电场）。研究者对没有暴露于BNNTs溶液的细胞施加了相同的电压。

他们发现在使用不可逆电穿孔处理方法后，BNNTs处理的癌细胞死亡率（88%）是非BNNTs处理（即对照组）的癌细胞死亡率（40%）的2倍。“在培养皿上进行的实验中，他们能够得到超过2倍的有效率。在使用电穿孔技术的基础上，我们的纳米管的有效性是不使用纳米管有效性的2倍。我们能够使用更低的电压杀死更多的细胞，这是非常了不起的事情，”Smith说。Smith和他的同事Kevin Jordan说BNNTs的潜在应用领域很广。Kevin Jordan目前是杰弗逊实验室的主管工程师和BNNT, LLC的首席工程师。

Jordan说：“即使研究人员说这些纳米管可以应用于能量、医学和航空航天领域。”研究者目前正在试图放大生产规模和提高BNNTs的纯度。他们的目标是能够制造出大量的可以用于探究各种应用领域的纳米管。比如，意大利研究人员需要更高质量的BNNTs来进行小鼠实验。继续进行动物实验等后续工作是非常有希望的，不过研究者目前的工作仍然处于开始阶段。将这项技术应用于肿瘤的临床治疗还有很长的路要走。

美国宇航局兰利研究中心、能源部托马斯•杰斐逊国家加速器实验室和美国国家航空航天研究所的科研人员创造了一种新的合成高质量一氮化硼纳米管技术。这种加压蒸汽/冷凝器（pressurized vapor/condenser，缩写为PVC）技术开始是使用杰斐逊实验室的游离电子激光开发出来的，后来用商业焊接激光进行了完善。该项技术使用激光束对轰击装满氮气的小室中的目标物质。激光使目标物质变成蒸汽，形成气体硼。冷凝器（预冷的金属丝）随后插到蒸汽中使经过的硼蒸汽冷却成一滴一滴的液态硼。这些液滴和氮气结合形成自组装的一氮化硼纳米管。