這個大學研發出男性避孕技術 注射一次長久有效
2019年03月09日11:13

  原標題:南昌大學研發出光控男性避孕技術,向輸精管注射一次長久有效

  近日

  南昌大學傳來一個大喜訊!

  究竟是什麼呢~

  一起來看看吧!

  繼光照無創溶栓以及光照無損美白後,南昌大學在光健康材料領域再次實現技術突破。光健康新材料技術方向負責人王小磊教授以雞尾酒為靈感,率先開發出光控男性避孕技術。相關論文在國際知名學術期刊ACSnano(影響因子13.709)中發表,南昌大學為論文的唯一通訊單位,同時也是唯一的專利持有單位。

  天哪!

  立功的居然是雞尾酒!

  能想出這種點子的王小磊教授

  也是神人了……

  在瞭解光控男性避孕技術之前

  讓我們先來瞭解一下傳統的男性避孕技術吧

  ↓↓↓

  男性避孕技術一直是世界公認的生物醫學難題,古斯塔夫阿道夫學院就曾在第53屆諾貝爾大會,對於這項全球範圍的技術挑戰,進行過專題研討。

  男性避孕技術

  被列為2017年諾貝爾大會的研討主題之一

  美國的比爾蓋茨也曾經設立專項基金,鼓勵世界各地的科研機構解決這一難題。目前,雖然國際各大機構相繼提出了一些解決方案,但依舊存在成本較高,失敗風險大等問題,因此難以真正走向臨床。而且,值得一提的是,目前國際上較為認可的幾項技術提案,儘管都具備抑製精子活性的特點,但使用對象依舊是女性,不能稱之為真正意義上的“男性”避孕技術。

  基於這一問題

  王小磊教授從雞尾酒得到靈感

  提出了一條全新的

  四層雙效光敏凝膠技術方案

  從而在國際上率先實現了

  真正由男性使用的

  兼具物理化學雙重效果的

  光照無損可逆男性避孕技術

  該項技術提出後,立刻引起諸多國際媒體的廣泛關注,美國科學促進會(AAAS,Science雜誌隸屬出版社),美國化學會(ACS),英國廣播公司(BBC),國際科學日報(ScienceDaily),生活科學(Live Science),等國際著名新聞媒體先後對於該項技術進行了專題報導。

來自《ScienceDaily》
來自《ScienceDaily》

  同時

  一些國際知名的專家學者

  也對於這項技術予以高度評價

  “

  例如美國加州國家靈長類動物研究中心(NationalPrimateResearchCenter)生殖內分泌學和不孕不育科室的主任凱瑟琳·範·德沃特(CatherineVandeVoort)教授,她在接受LiveScience訪談時指出:“(南昌大學)近期利用近紅外光實現男性避孕的想法‘非常有吸引力’。”

  VandeVoort教授還告訴記者:“這項技術的問世,意味著男人只需一次簡單的注射(就可以達到長效避孕的效果),而且,當他不再需要避孕時,還可以在無需二次手術前提下,隨時通過光照來達到目的。”

  英國劍橋大學生殖生理學教授BillColledge對於該項技術同樣予以了高度評價,他指出“目前,除了使用(一次性)避孕套或(永久性的)輸精管切除術外,男性避孕的選擇很少。

  中國的(王小磊)研究小組開發一種新的男性避孕方法,這項技術的新穎之處是其可逆性。雖然,以前也有一些研究小組試圖用類似的方法堵塞管道,但那些方法通常是不可逆的。而王小磊以雞尾酒為靈感開發的這種方法,我認為是非常非常新穎的(Ithinkit‘saveryverynovelandinnovativeapproach),只需要通過簡單的光熱處理,就能方便的解除避孕”。

  在接受舊金山IFLScience西海岸編輯Kristy Hamilton採訪時,王小磊教授指出:

  “這項技術的難點,在於如何實現注射劑在體內的自動變化:

  一開始,我們希望它是以液體形式存在的,這樣就可以方便的通過注射打入輸精管;進入輸精管之後,它又要馬上變成凝膠,這樣才可以有效的停留在正確的位置,並封堵遊動的精子。最後,當不需要避孕的時候,我們又希望它可以變回液體,這樣就可以方便的從體內排出,而不用再進行任何手術。”

來自《IFLScience》
來自《IFLScience》

  王小磊教授分享有關本項工作的有趣故事:“這個項目剛開始的時候,如何才能實現可靠的無創可逆避孕,確實很讓我頭疼。還好,我有一個業餘愛好,就是喜歡出去自駕遊。偶爾休息的時候,也喜歡看自駕遊記,比如你們BBC曾經的Top Gear,還有我們國家的汽車之家以及蘿蔔報告。”

  接下來

  讓我們來詳細瞭解一下這項技術吧!

  一·創意來源

  “該項技術的靈感,來自‘汽車之家’的一篇大理自駕遊記。”

  王小磊表示

  這個項目前後做了近三年

  最初一年多的瓶頸期其實很煎熬

  那時和鮑偉偉商量課題

  也有想過降低技術標準

  不用光照

  而是通過再次手術

  或者微創注射來解除避孕

  但心裡實在是不甘心

  幸運的是,那個時候,他剛好看到汽車之家編輯李昊鵬寫的一篇大理遊記,遊記的末尾提到了一種叫“星空”的雞尾酒:一開始層次分明,但攪拌(或者加熱)之後就會瞬間融於一體,並出現繁星點點的感覺。這段有趣的描述突然給了他靈感,隨後設計了一種類似結構的四層雙效光敏凝膠避孕體系,然後又經過一年多的實驗摸索與優化,在轉化醫學研究院、化學學院、生命科學研究院、基礎醫學院、生命學院等老師同學的共同努力下,這個想法終於得以實現。

  二·結構原理

四層雙效光敏凝膠避孕體系的結構示意圖
四層雙效光敏凝膠避孕體系的結構示意圖

  四層雙效光敏,名字有點長,但機理其實不複雜,最下面一層是可以物理阻隔精子的水凝膠(可以把它理解為比較黏的果凍,精子是難以在這裏遊動的),中間層是這個凝膠的溶解劑EDTA(還兼顧抑殺精子活性的作用),在EDTA的兩端,我們用含金納米顆粒的溫敏層進行封堵。這樣,在經過局部紅外照射後,首先體內的金納米顆粒響應升溫,溫敏層被融化,EDTA開始接觸並溶解底層的凝膠,最終整個體系全部變成液體,排出體外。

  三·協作完成

  “光照可逆避孕技術由南昌大學校內的五個單位協力完成。”

  本項技術是南昌大學校內轉化醫學(辛洪波)、生殖學(曾旭輝)、生物學(鄧柯玉)與化學材料(王小磊)交叉融合的一次成功案例。

  王小磊,南昌大學贛江特聘教授,博導,九三學社青工委委員,百千萬人才,青年井岡學者,2009年畢業於中科院長春應化所(導師楊秀榮院士),現任南昌大學轉化醫學研究院(南昌大學生物工程藥物及其技術國家地方聯合工程研究中心)院長助理,南昌大學光健康新材料技術國家雙一流學科特區方向負責人,現已在AdvancedMaterials(IF=21.9),ACSNano(IF=13.7),AdvancedFunctionalMaterials(IF=13.3)等SCI國際期刊發表一作或通訊作者論文31篇,申請專利12項。

  鮑偉偉(南昌大學轉化醫學研究院,生物材料實驗室碩士研究生):避孕作為人類生存與發展的重要課題,一直深受學者的關注。從全世界範圍看,女性承擔了主要的避孕責任,而人流,輸卵管結紮等避孕方式對女性的身體健康都會產生不利的影響。因此,男性同胞們應該主動站出來,承擔起避孕的責任。使用避孕套雖然能提供一次性的避孕,但存在較高的失敗率;輸精管結紮雖能長期避孕,但是手術後男性也基本失去了生育功能,因而難以普及。與其他避孕方式相比,我們的水凝膠材料具備安全有效,避孕時長可控,以及無創複孕等諸多優勢。因此,這種新型水凝膠避孕方式在未來有望造“福”人類。

  另外,從實驗操作來說,這項課題相關的動物實驗其實也是比較有技術含量的。因為老鼠的輸精管其實非常細小,直徑不到1mm,想要準確的把藥物打進去,真的是不太容易(一些國際專家也曾特意來信詢問我們的相關技術細節),還好我們研究院有省內一流的模式動物中心(負責人鄧柯玉教授),尤其是心靈手巧的謝琳師姐,在實驗操作方面,給了我很多幫助。

  謝琳(南昌大學轉化醫學研究院,轉基因動物中心博士研究生):和王教授的這次非常愉快的跨學科合作,帶我走進了水凝膠的神秘世界。水凝膠實際上是一種親水性的高分子,通過物理或者化學方式進行交聯,在吸收了大量水分之後形成水凝膠。實際上,天然高分子在自然界中廣泛存在,我們研究中使用的海藻酸,就是從海藻中提取的。水凝膠材料來源廣、種類多,除了天然高分子,也可以人工合成,將其應用於生物醫學領域將大有可為。2013年,水凝膠材料被首次報導應用於軟骨修復手術,美國約翰·霍普金斯大學醫學院報告稱水凝膠能幫助病人產生新的軟骨,而且大大降低術後疼痛。隨後有報導將水凝膠用於減少炎症和修復組織的研究,而將新型水凝膠材料運用到男性避孕中,在國際尚屬首例,不得不佩服王教授的神奇“腦洞”,以及最終將想法付諸實踐的執著。

  來源:綜合南昌新聞、南昌大學、王小磊教授科研團隊

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