可精準用藥的“創可貼” 等

可精準用藥的“創可貼”

皮膚病是人類健康問題中最常見的一種，困擾著全球數十億人。外部給藥是治療皮膚病的首選便捷途徑，但人們在外用乳霜、軟膏、藥液等時，不能進行精準的藥物遞送和劑量控制，難免會陷入 “大面積涂抹，小范圍起效”的困境。

日前，浙江大學藥學院顧臻教授的團隊設計出了一種基于可打印圖案貼片的個性化藥物輸送系統。該貼片有三層結構：FEP層材質韌性強，為基底層，起整體支撐作用；PLGA層透氣防水，為保護層；HPC層為藥物荷載層，能牢固粘貼于皮膚上，高效遞送藥物。在皮膚鏡的指導下，研究人員用改進的噴墨打印機將脂溶性藥物和水溶性藥物以高精度和高分辨率打印在貼片上，根據患者個人病情（病變的位置和嚴重程度），實現局部精確藥物劑量控制。小鼠實驗表明，該貼片可用于個性化治療皮膚色素沉著癥，且副作用小。

能模擬腫瘤轉移的“迷你”人骨組織

骨髓是人體造血的重要器官，也是許多血液疾病的發病源點、腫瘤轉移的終點。當前對骨髓相關疾病的研究多依賴實驗動物，并不能很好地反映人體骨髓的真實微環境。

最近，瑞典德隆大學生物醫學中心 Paul E Bourgine 教授團隊成功地運用人骨髓間充質細胞系構建了一種人化小骨。該微型小骨由完全成熟的骨和骨髓結構組成，并具有保留干細胞特性的間充質微環境。

動物體內實驗表明，人臍帶血造血干細胞可以在微型小骨中增殖生長，并行使造血功能；同時，急性髓細胞白血病相關細胞、乳腺癌細胞和神經母細胞瘤細胞都能高效地向微型小骨部位轉移，很好地模擬了疾病的發生發展過程。

未來，科學家可以用這種 “迷你” 人骨組織研究骨相關腫瘤的發病機理，探索更理想的治療措施。

一種輕便的人體力學機器人假肢

機器人假肢有望通過模擬人腿的生物力學，改善數百萬下肢截肢患者的行動能力和生活質量。遺憾的是，現在市場上的電動假肢普遍較大、較沉，并且電池壽命較短，舒適性欠佳。

最近，美國猶他大學機械工程系 Tommaso Lenzi 的團隊設計出一種符合人體力學的輕便假肢 Utah Bionic Leg。該假肢整體被堅固緊湊的鋁合金薄板包裹，由相對獨立的膝蓋模塊（40g）和腳踝/腳趾模塊（70g）組成。其中的膝關節運用扭矩敏感驅動器，將彈性致動器和變速器的優點進行了有機結合；在人正常行走過程中，腳趾消耗能量，而腳踝能周期性產生并注入能量。Utah Bionic Leg 的踝/腳復合體運用欠驅動系統，完美復制了人體腳踝/腳趾的該項關鍵生物力學功能。如果選擇被動模式，使用者可在平坦地面上持續行走，無須給Utah Bionic Leg充電。3名截肢患者參與的臨床前試驗表明，使用Utah Bionic Leg產生的活動效果已跟正常行走水平比較接近。

碳納米顆粒幫助農作物茁壯成長

納米材料用途極其廣泛，農業專家也在嘗試將納米科技應用到農業生產實際之中。沙特阿拉伯烏爾庫拉大學物理系的 Saleh M. Alluqmani 和伊瑪目阿卜杜拉赫曼本費薩爾大學生物系的 Nadiyah M. Alabdallah 從當地的一家海水淡化站收集到一些油粉煤灰（其成分88.43%為碳），并將其制成直徑小于35納米的碳顆粒 COFA。

通過使用不同濃度的COFA溶液澆灌菜豆和鷹嘴豆，他們發現4mg/L和8mg/L的COFA能顯著提高兩種經濟作物的發芽率、嫩芽長度、根長、豆莢長度、葉片面積以及幼苗的濕重和干重，也就是說農作物植株長得更加強壯了。進一步研究還顯示，使用COFA溶液主要提升的是農作物幼苗的葉綠素、蛋白質和碳水化合物水平。如果COFA溶液再經超聲處理一下的話，助長效果會更加明顯。

石灰可提升小麥種子壽命

“春種一粒粟，秋收萬顆子。” 種子質量是影響農作物生長和最終產量的關鍵因素之一。而植物生長的環境，如土壤含水量、酸堿性等，會干擾種子的營養成分和活力。

近日，巴西圣保羅州立大學農業科學學院的 Edvaldo Aparecido Amaral da Silva 團隊通過一項長達12年的小麥田間試驗證明，在熱帶地區的土壤中施加石灰可有效降低土壤酸化水平，提高土壤有機質含量，提升種子中氮、磷、鉀、鎂元素等營養成分。該研究還發現，石灰的使用并不會改變小麥種子的發芽率和活力。此外，經石灰改善的土壤還提高了種子中一系列與壽命相關的蛋白質編碼基因的表達水平，顯著延長了種子的壽命。該研究表明，使用石灰可以緩解熱帶地區土壤的酸度，確保產出化學成分更優、壽命更長的種子。

改造氣孔鉀離子通道可優化植物用水效率

農業生產是世界上用水量最大的活動之一。分布于植物葉片的氣孔既能捕獲空氣中的二氧化碳參與光合作用，又是參與蒸騰作用的主要器官。那有沒有可能在不影響植物葉片光合作用的情況下，通過改變氣孔的啟閉動態過程來改善植物的用水效率，提升作物產量呢？

最近，山西大學生命科學學院的青年教師張犇與英國格拉斯哥大學植物生理學和生物物理學實驗室的 Michael R. Blatt 團隊合作，在模式生物擬南芥上實現了這個目標。研究人員通過對一種名為GORK的鉀離子通道進行遺傳學改造，促進了葉片鉀離子流動，加速了氣孔運動和氣體交換速度，減少了植物生長所需的用水量，并提升了植物的固碳效率和生物物質合成。該研究為當前淡水資源逐漸匱乏的嚴峻形勢下設計節水農業提供了新思路。

快捷回收塑料

回收塑料混合物是件令人頭疼的事，這使得地球面臨的塑料問題進一步加劇。但最近來自美國國家可再生能源實驗室的一個研究小組研發出一種新的處理方法。利用這種方法，無需對混合塑料垃圾進行分揀，就可以一步到位將它們變成有用的化工產品。

這種回收新方法分為兩步：第一步是在催化劑的幫助下完成氧化反應，可將長鏈聚合物變成一系列混合小分子物質；第二步由一種經過基因改造的細菌完成，它能消化這些混合小分子物質，生產出有用的化學產品，例如聚羥基烷酸酯。這種新的回收方式可以將混合原料直接轉化為單一類型的產物，避免了煩瑣的塑料分揀和化合物分離步驟，因此可使回收塑料混合物的成本降低。

目前，這種新方法成功回收了聚苯乙烯、高密度聚乙烯和PET塑料的混合物，這三種塑料都是常見的包裝材料。下一步，研究者還將繼續改進工藝，讓可回收塑料種類變得更多。

更便宜的新生兒聽力篩查設備

耳聲發射（OAE）是一種產生于耳蝸，經聽骨鏈及鼓膜傳導釋放入外耳道的音頻能量。醫生可利用靈敏的麥克風在外耳道記錄OAE信號，以此判斷受檢者的聽力水平。在部分國家，OAE檢測已經應用于新生兒聽力篩查上，但由于設備昂貴，該技術并未在中低收入國家推廣。

最近，美國華盛頓大學西雅圖分校計算機科學與工程學院的 Shyamnath Gollakota 團隊開發出一種材料成本約10美元的便捷OAE檢測設備。大小類似入耳式耳機的檢測探頭可輕松塞進使用者耳朵，而設備另一端可以與智能手機相連。當然，使用者在檢測前需將研究人員研發的聽力檢測app下載并安裝到手機上。一項201名兒童參與的臨床測試結果顯示，該設備檢測到聽力損失的靈敏度為100%，特異性為88.9%，與商用設備的性能不分伯仲。