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一种安全而有效的治疗身体对抗致命辐射的方法

尽管辐射广泛应用于诊断和治疗,但仍然没有神奇的材料来保护人们免受辐射。尽管阿米福汀是作为一种放射性防护剂开发的,但FDA只批准它用于保护唾液腺。此外,它还需要重复注射才能有效,而且当应用于全身照射条件下的人时,它可能会对健康造成严重的全身毒性和并发症威胁。

基础科学研究所(IBS,韩国)纳米颗粒研究中心的研究人员与首尔国立大学、牙科学院和牙科研究所的同事合作,报告了一种对抗危险剂量辐射的高效和安全的纳米晶体。通过在氧化铈(CeO2)纳米晶上生长锰氧化物(Mn3O4),研究小组提高了CeO2/Mn3O4纳米晶的催化活性,以防止致命辐射的副作用。

IBS纳米颗粒研究中心主任(首尔国立大学特级教授)Hyeon Taeghwan说:“在包括败血症、癌症、心血管疾病和帕金森氏症在内的许多主要疾病中都发现了过量的活性氧(ROS)。”“一种只在低剂量下有效的强抗氧化剂,可以确保辐射在医疗、工业和军事等领域的可持续应用。这些新的CeO2/Mn3O4异质结构纳米晶体的强度是CeO2或Mn3O4单独工作时的5倍。

当我们的身体暴露在高水平的辐射中时,由于水分子的分解,在几毫秒内就会产生大量的ROS。这些ROS会严重破坏细胞,最终导致细胞死亡。研究小组研究了CeO2和Mn3O4纳米颗粒对ROS的清除能力。挑战在于如何安全经济地应用这些抗氧化纳米材料。尽管有效,CeO2和Mn3O4纳米颗粒只能在高剂量下去除ROS。它们也是稀有的材料,很难获得。

研究人员采用了催化领域通常采用的方法:不同晶格参数的纳米颗粒叠加会导致表面应变,增加纳米晶体表面的氧空位。该研究的第一作者Han Sang Ihn解释说:“在Mn3O4上产生的菌株和CeO2表面增加的氧空位的协同作用提高了ROS的表面结合亲和力,提高了纳米晶体的催化活性。”

这项研究的共同第一作者Cho Min Gee说:“主要在催化剂领域研究的纳米晶体的应变工程现在已经扩展到医疗领域,以保护细胞免受ros相关疾病的伤害。”

研究小组检查了这些新型抗氧化纳米晶体的安全性和有效性。利用人体肠类器官急性辐射模型对分子动力学进行了分析。该研究的第一作者Sang-woo Lee解释说:“与无预处理组相比,用CeO2/Mn3O4纳米晶体预处理的有机体表达了更多与肠道干细胞增殖和维护相关的基因,细胞死亡基因更少。”在一项小鼠研究中,CeO2/Mn3O4纳米晶体仅用非常小的剂量(氨磷汀注射剂量的1/360)就能显著提高动物的存活率至67%,并降低了对内脏器官、循环和骨髓细胞的氧化应激,且没有任何明显的毒性迹象

“要确保放射防护剂在临床安全及广泛应用,关键是要在低剂量下维持高催化效能。”这些CeO2/Mn3O4纳米晶体证明了它们强大的抗氧化作用,只要用小剂量就能有效地保护我们的整个身体。

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