德國科學家發現了肺黏液中特殊的凝膠結構，揭示了肺黏液阻止納米粒子通過的原因。該研究加深了對呼吸系統疾病，尤其是感染的理解，將有助于吸入式新藥的開發。相關成果發表于美國《國家科學院學報》上。
通常被稱之為“痰”的黏液黏附在人體呼吸系統氣道的內表面。這種黏性凝膠滋潤肺部并防止小顆粒的滲入，如病毒或柴油油煙顆粒等。以前科學家一直無法解釋，為什么納米粒子看似可以在肺黏液中運動，但有時卻不能到達肺細胞中的目標點，而只是吸附在了黏液上。
現在，來自德國薩爾大學、薩爾州亥姆霍茲藥物研究所(HIPS)、巴黎狄德羅大學(巴黎第七大學)和德國費森尤斯醫療公司的科學家合作揭示了肺黏液的物理屬性，并在納米尺度上解釋了肺黏液阻止納米粒子通過的原因。
薩爾大學生物制藥專業教授兼HIPS“藥物輸送”部門負責人克勞斯-邁克爾·萊爾教授介紹說：“肺的黏液是一種特殊的凝膠。它的構造與其他凝膠完全不同。‘正常的’凝膠微觀結構像纖細絲線繞成的孔隙組成的蜘蛛網。而肺黏液看起來卻像海綿一樣：粘稠、厚的凝膠棒隔開了充滿液體的大的孔隙。這種骨架蛋白被稱為黏蛋白。”研究人員已經證實，在這種結構中納米粒子就像陷在柵欄組成的籠子里一樣。在孔隙內顆粒移動不受阻礙，而當它們試圖穿越孔隙時，卻會被“柵欄”阻擋住。
他們在研究中應用了光鑷，即用激光束控制極小的粒子，使粒子像被一對鑷子捏住一樣移動。通過光鑷的激光束，他們可以測量在凝膠中移動顆粒所需要的力。他們發現，用恒定的力可以讓納米球進入液相的孔隙里面，就像在一個正常的凝膠中那樣。但是，當球碰到孔壁時，即遇到肺黏液的凝膠棒時，激光束就不能繼續移動它了。用原子力顯微鏡的嘗試也進一步驗證了這一結論：在磁力場作用下鐵納米顆粒毫無困難地擠進“正常” 的對比黏液中，但在肺黏液中卻不行。
萊爾教授表示：“我們的研究結果可以幫助人們理解，呼吸道傳染病是如何引起的，又如何能得到更好的治療。對于吸入性藥物的研發這是特別重要的基礎。”根據新的發現，活性成分如何克服黏液的凝膠結構必須被考慮，而這可通過所謂的溶解黏液方法，即讓凝膠棒先于納米粒子被溶解，讓納米粒子通過，然后再凝結在一起。
