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2013年首次提出“纳米避孕”概念 ， 被《Nature Materials》专题评论
开发安全、无创、可控的男性避孕方法对于生殖健康至关重要 ， 对于控制家庭宠物数量和畜牧业性别筛选也具有重要意义 。
2013年 ， 中国科学技术大学生命科学学院（现单位是江苏南通大学医学院）孙斐教授团队率先报道了利用金纳米棒的光热效应抑制精子发生实现雄性可控避孕的研究（Nano Lett. 2013 13 6 2477–2484） ， 在国际上首次提出“纳米避孕”的概念 ， 并被《Nature Material》专题评论重点报道 。 在该研究中 ， 研究人员通过近红外 (NIR) 照射在睾丸原位注射金纳米棒实现了可控的男性避孕 ， 随后 ， 在学术界掀起了利用各种纳米材料的光热活性 ， 通过睾丸注射给药的避孕研究热潮 。
【免疫细胞|再见了，避孕套！南通大学科学家开发出“磁控避孕”新技术！一次能管一个月，轻松无负担！】然而 ， 上述方法的临床应用受到以下因素的制约：1）原位注射到睾丸会造成明显的疼痛；2）NIR 诱导的体温过高会导致严重的皮肤损伤；3）甚至可能导致慢性全身毒性的热剂的不可降解性 。
因此 ， 为男性避孕建立有效、无创和安全的热疗方法仍然是一个巨大的挑战 。 此外 ， 迄今为止 ， 测试的大多数纳米材料都不能生物降解 。
2021年再次取得突破 ， 实现磁热、可逆、无创靶向的男性避孕方法
为了应对上述挑战 ， 江苏南通大学医学院孙斐教授团队近日开发出一种磁性、可生物降解的纳米材料 ， 并提出了一种安全有效的通过静脉给药的无创、靶向和可控的男性避孕方法 ， 可降低小鼠生育幼崽的可能性至少 30 天 。 这项研究为雄性避孕提供了新思路 ， 这也是孙斐教授团队在纳米避孕领域取得的又一重大突破 。
图1. PEG@Fe3O4-50 与 CA@Fe3O4-100两个纳米材料系统的对比
研究论文题为“Magnetic Testis Targeting and Magnetic Hyperthermia for Noninvasive Controllable Male Contraception via Intravenous Administration” ， 发表在国际顶级期刊《Nano Letters》上 。 江苏南通大学医学院学院青年教师丁伟华博士和博士生陈志川为共同第一作者；孙斐教授和丁伟华博士为共同通讯作者 。
受IONPs的启发 ， 提出一种可静脉注射实现无创、靶向的雄性避孕新策略
由于独特的磁热疗和磁靶向能力 ， 氧化铁纳米颗粒 (IONPs) 已被探索为用于靶向药物递送和肿瘤治疗的
受“纳米避孕”概念和IONPs 优异的理化性质的启发 ， 研究人员进一步利用IONPs独特的磁热效应、磁靶向性和可降解性 ， 测试了分别涂有聚乙二醇 (PEG)和柠檬酸（CA）的氧化铁纳米粒子 。 它们是可生物降解的 ， 可以用磁场引导和加热起到男性避孕药的作用 ， 有望用于可静脉注射实现无创、靶向的雄性避孕新策略 。
研究表明IONPs的磁性特征和睾丸靶向性与其表面化学和粒径密切相关 。 虽然睾丸注射粒径尺寸为50nm的PEG修饰的IONPs（PEG@Fe3O4-50） ， 并施加交变磁场后可实现雄性避孕 ， 但是通过磁铁操控该纳米系统并不容易 。
图2. (a) 通过睾丸注射给药对小鼠模型进行热避孕治疗的示意图；(b) 注射 PEG@Fe3O4-50 的小鼠睾丸的热红外图像；(c) 随时间测试处理小鼠的温度 。
最终 ， 研究人员发现 ， 静脉注射并在外部磁场导航下 ， 粒径尺寸为100nm的、经柠檬酸修饰的IONPs （CA@Fe3O4-100）中是实现无创避孕的最佳理想
图 3. (a) 通过静脉给药对小鼠模型进行无创避孕治疗的示意图 。 (b) 分别在 0、3、10 和 15 分钟时显示 IONP 磁捕获的照片 。 (c) 在输出电流为 30 A 的 AMF (403 kHz) 下不同时间间隔处理小鼠的热红外图像 。
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