北京出差归来，与美剧《良医》（The Good Doctor）不期而遇。

该剧讲述了年轻的外科医生肖恩•墨菲（Shaun Murphy）的成长故事。肖恩•墨菲的特殊之处，在于他是一名有学者综合症（Savant-Syndrome）的自闭症（Autism）患者。

自闭患者中约有10%是学者综合症，他们的IQ大部分低于70，但在一些特殊测试中却远胜于常人。他们的天赋有多种不同的形式，有演奏乐器、绘画、记忆、计算及日历运算能力。美国电影《雨人》中的“雨人”就是一个典型的学者症候群，他对数字的计算能力和记忆力非常惊人。

美剧《良医》的男主角肖恩天生不擅长交际，无法正常的与人交流沟通，更无法从别人的表情和语气分辨出对方到底是在说真话还是嘲讽。但是，他却在医学方面有着超强敏锐的判断和学习能力.换句话说，他就是个医学天才。

但是这样的医学天才，却并没有哪家医院敢聘用他，一个业务能力再强的医生，如果处理不好医患关系，缺乏为人处世的情商，那么也只能被淘汰。好在肖恩医生足够幸运，他遇见了理解并帮助他的院长，院长力排众议要让他入院当医生，因为他看到了肖恩不善言辞之下善良热诚的心。但是，一个无法和别人建立正常社交关系的医生，真的能成为一名合格、甚至出色的外科医生吗？答案都在剧集中。

美剧《良医》还有很多关于生命，关于死亡，关于人性的深入探讨。肖恩的故事告诉我们，成长就是一个不断自我救赎的过程。

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今天的人类，对自己的身体认识还非常的浅薄，很多疾病即便是非常常见的，比如高血压，它的产生机理，现代医学至今也没怎么弄明白。

然而，新材料的成功研发，或可缩短我们在黑暗中摸索的时间。

比如纳米材料，它正极大地改变我们的生活和工作方式，并孕育了难以置信的应用和技术。

当尺寸“缩小”到100纳米或更小时，常规材料的许多性能将会发生巨大改变。在该尺度上，纳米粒子（NPs）具有极高的“表面积—体积比”，这使它具有许多与尺度相关的特性，部分特性将受量子物理和量子化学定律支配。

在过去的几年中，各种纳米技术都利用了这些特性，从而在农业，汽车，建筑，电子，环境，可再生能源等行业做出了令人瞩目的创新。

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纳米技术用于癌症治疗

在纳米医学中，对某些NPs的功能化，意味着可把“生物友好型”有机分子或聚合物引入其表面，从而带来了革命性的应用。

例如药物输送、治疗和诊断技术，抗微生物技术和细胞修复技术。后者就是所谓的“纳米机器人”，它充分利用了NPs的光学，热，电磁和核子特性。

迄今为止，癌症仍是人类面临的最具毁灭性的疾病之一。而纳米技术已经把检测、治疗和治愈多种肿瘤疾病成为可能，而在不久之前，人类对此还束手无策。

近20年来，用于肿瘤检测和治疗功能的NPs研发取得了重大进展。NPs已被用作造影剂、药物运载工具，不久之前，在磁性和光子消融疗法中，NPs被用作诱导肿瘤细胞死亡的治疗成分。

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今天的主角是磁性纳米颗粒（MNPs），它不仅具有适合聚合物或脂质的涂层外壳，还具有很强的与温度及尺寸相关的磁性能，MNPs是当前使用最广泛的一类NPs（颗粒体系）。

MNPs的表面涂层外壳，可促进其与生物系统之间的良好交互作用，这也是维持MNPs在胶体中稳定存在的前提之一。

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磁性纳米粒子与癌症的斗争

用正确的方式把MNPs引入体内，对治疗的成功至关重要，这可以通过主动靶向和被动靶向过程来实现。

同时，为避开人体免疫系统并成功完成内吞（“进入细胞”）过程，则需对MNPs的理化性质（例如大小，形状，表面电荷和疏水性）进行大幅度调整。

一旦将MNPs注入血液循环系统，它们主要会受到巨噬细胞的攻击。巨噬细胞的主要作用就是清除体内的任何外源性异物。

巨噬细胞会捕获任何入侵的实体，并将其集中在巨噬细胞活性高的区域，这种功能会导致MNPs被动地靶向到巨噬细胞活性高的区域（即肝脏或受感染区域）。

要实现MNPs向肿瘤区的优先集聚，则需要利用MNPs固有的理化性质和增强渗透及保持效应（EPR）来达成目标的。1986年，日本科学家前田（Maeda）和松村（Matsumura）首次研究了MNPs的EPR效应，并实际应用于MNPs靶向到转移性实体肿瘤区。

用能与靶细胞表面受体特异性结合的配体，来标记靶细胞的表面，可提高MNPs成功定向到目标靶组织的概率。虽然大约在40年前这种方法就被提出来了，但具有配体修饰功能的MNPs直到最近才具备临床试验的条件。这种靶向称为主动靶向。（此外，MNPs还可以利用磁场梯度定向到目标区域。）

MNPs还可被用作磁热疗（MHT）的热源。MHT是一种新颖的，前沿性的癌症治疗方法。

当MNPs受外部高频磁场激励时，它们会从激励磁场中吸收能量，该能量转化为热量（MNPs的磁化规律遵循开环磁滞循环）。这些热量可作用于MNPs周围的组织，并最终杀死肿瘤细胞。

此外，在该一过程中，只要MNPs处于正确的位置，定制的药物（通过适当的连接物连接到MNPs）可直接释放到癌细胞中。

还有几种技术，可用于检测和绘制MNPs在体内的位置。由于MNPs可以靶向到特定的细胞，因此，它们可以用作某些特定疾病的示踪剂。根据Langevin曲线，MNPs能比生物系统中存在的其他材料更快地趋于饱和（即达到相同的磁矩极化），这种快速饱和，可导致磁响应的非线性，并被用来检测MNPs的存在。

基于同样的原理，还可通过磁粉成像（MPI）技术获得磁性纳米颗粒的空间分布图，这是一种新兴的无创层析成像技术，可直接检测到超顺磁性纳米粒子示踪剂。另外，由于磁性粒子的磁矩引起T1和T2弛豫时间的畸变，因此MNPs还可用作核磁共振成像（MRI）的造影剂。

根据氢质子质子密度、自旋晶格弛豫时间（T1）和旋间松弛时间 （T2）的不同，可对软组织进行MRI造影。MRI因其高的软组织对比度、高空间分辨率、高穿透深度成为目前应用最广泛、功能最强大的无创临床诊断工具之一。

MNPs（磁铁矿【Fe3O4】和磁赤铁矿【Fe2O3】，其他NPs）在影像指引癌症治疗方面具有巨大潜力，它们本身也天然分布在人体内部（如铁蛋白（ferritin）、含铁血黄素（hemosiderin）、转铁蛋白（transferrin）、血红蛋白（hemoglobin）），对人体无害。

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功能化超顺磁性氧化铁纳米粒子

超顺磁性氧化铁纳米粒子（SPIONs）因其独特的特性（例如物理和化学稳定性，自然丰度和环境友好性），是组合式和定制化检测、治疗癌症的最佳候选材料之一。

把各种化合物，大分子或NPs涂在SPIONs表面上，可使这些纳米粒子的表面（进一步）功能化，有助于提高胶体稳定性并防止粒子的集聚和/或凝聚。

这些物质可包括：小分子物质（如油酸、膦酸烷基酯、羧酸酯等），聚合物（例如：葡聚糖、聚乙二醇（PEG）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚乙烯亚胺（PEI）、壳聚糖、树枝状大分子等）和无机材料（例如金，银，二氧化硅等），

氧化铁纳米粒子涂层的典型材料和表面工程方法

这种功能化可以防止NPs表面形成蛋白质电晕，提高生物相容性，保护巨噬细胞，延长血液循环时间。与二氧化硅等无机涂层材料相比，聚合物具有更好的生物相容性和生物降解性。

SPIONs的聚合物涂层可以装载各种治疗剂，以促进MRI引导的药物递送、基因递送、光热疗法（PTT）、光动力疗法（PDT）或磁热疗（MHT）。通过使用不同的“智能”聚合物来响应外部刺激（例如pH度，温度或肿瘤酶），控制药物释放，可进一步提高癌症特异性。

尽管某些SPION制剂已获得美国食品和药物管理局（FDA）的批准（如Feraheme®和FeridexIV®），但迄今为止，FDA尚未批准任何一个用于患者的功能化SPION。在某种程度上，这可能源自学术界“要么发表，要么消亡”的压力。

科学家更乐于不断研发新的SPIONs，在有影响力的学术期刊上发表论文，并获得相关学术奖励，从这个角度来看，“现实世界中”现有配方的临床开发，则被认为“不那么令人兴奋”，不那么重要。

当然，大规模商业化所伴随的巨大财务和经济风险，与当前各种可用的抗癌医疗解决方案之间的巨大竞争，才可能是阻碍它们真正进入市场的根本原因。

在进一步开发有前景的产品之前，必须全面了解和测试各种参数（如生物相容性、胶体稳定性和生物降解性）对人类生物学反应的影响。对于“可激活的”SPIONs，需要研究前药和裂解产物。此外，应更仔细地检查添加的成分（例如Au【金】和PPy【聚吡咯】）的潜在毒副作用。

转化研究的另一个主要挑战是：大批量生产多功能SPIONs的可行性和稳定性。SPIONs的标准化和可扩展性，仍然是临床开发和商业化关注的问题。

完整的氧化铁纳米粒子的核心/壳以及诊断应用的多功能表面装饰

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医学的未来：纳米技术

尽管存在各种各样的挑战，下一代SPIONs在定制化医疗方面仍具有巨大潜力。

除了有机杂化和无机杂化SPIONs外，其他NPs（例如纯有机NPs）也被广泛用于癌症治疗（包括药物输送，PTT，PDT，荧光成像和光声成像），这一切都激发了人们对这个领域的强烈兴趣（希望更多地用于临床试验和大规模商业化）。

强大的跨学科研发，包括纳米技术，材料科学，癌症生物学和临床医学，并结合临床转化，最终将为癌症患者带来切实的利益。

纳米技术已经帮助医生扩展了现有的知识、医疗工具和治疗方法。因此，以医学和医疗保健应用为代表的纳米技术产品市场，有望在未来几年获得大幅增长。

MNPs是医学诊断和药物输送的强有力候选者。通过对外部磁场的响应，它们可以方便地实现特定应用的功能化。

SPIONs被认为是一些最有前途的纳米材料，可同时进行MRI反衬影像增强和药物传输，可替代传统疗法中的手术切除、放疗和化疗。

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仓央嘉措说过：“世间事，除了生死，哪一件不是闲事。”

尽管纳米医学技术尚未在世界各地的任何一家医院落地，并已引发了诸多复杂的经济和伦理问题（需要仔细解决），但毫无疑问，纳米技术对医学进步和生活质量的影响是正面的。

正如宫崎骏在《千与千寻》说的那样：“不管前方的路有多苦，只要走的方向正确，都比站在原地更接近幸福。”