"纳米生物力学 "是一个相对较少使用的词,用于描述活体细胞在行动中的力学。 纳米 "前缀有点像一个流行语,因为活体细胞的相关长度尺度是以微米为单位,而不是以纳米为单位,尽管一些相关的力发生在纳米尺度上。 由于细胞是所有生物的组成部分,了解它们的纳米生物力学有助于预测和分析它们的宏观尺度特性。
麻省理工学院的材料科学家Subra Suresh是纳米生物力学的研究者之一,他是将纳米级测量应用于活细胞的先驱。 在一个实验中,他测量了健康红细胞和感染了疟疾寄生虫的红细胞之间的物理特性差异。 Suresh使用可以测量小至皮康纳顿(一万亿分之一牛顿)的微小传感器,确定感染了疟疾的红细胞比健康红细胞硬10倍,比以前估计的硬3到4倍。 这些细胞的纳米生物力学很重要,因为硬的细胞会堵塞毛细血管,导致脑出血。
研究人员希望纳米生物力学将帮助我们更多地了解某些疾病,并产生新的治疗方法或治愈它们。 疟疾是一个目标,其他目标是肌肉萎缩症、心血管疾病、肝脏和胰腺癌症以及镰状细胞贫血症。 在这些疾病中,每个细胞都显示出物理特性的变化,理论上可以通过测量来更有效地了解这种疾病。
纳米生物力学也可能在设计新的纳米级材料或旨在植入人体的设备中发挥作用,如心脏起搏器、假肢或更多未来的植入物,如海马替代物。 目前的人类植入物通常不是在纳米级结构,因为由于调查不足,我们对这种规模的有利模式的了解有限。 从长远来看,研究人员希望纳米生物力学可能被用来创造植入物,使之与人体完美融合,使排斥的机会几乎为零,并且植入物与器官本身一样高效和自然。
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