针灸领域应用纳米技术的现状及思考 *

苗嘉芮 刘博宇 樊 旭

（1.辽宁中医药大学杏林学院针灸基础教研室，辽宁 沈阳 110167；2.辽宁中医药大学中医学院，辽宁 沈阳 110032）

针灸是一种历史悠久的传统中医疗法。千百年来针灸在临床上取得举世瞩目的成就，针灸治疗疾病效果显著且无不良反应，被广大患者所认可。然而，经络系统的本质、针灸治病的机制、针刺操作的具体规范以及进一步提高针灸临床疗效的方法等仍有待探索，因此，促进中医针灸创新发展是我们每一位中医工作者的职责所在。科学技术的迅猛发展催生出“纳米医学”，纳米医学是一种材料工程，是20 世纪80 年代快速发展起来的新兴交叉学科，它所涉及的学科领域广泛，突出体现了前沿科学和高精技术的全方位融合［1］；现在已被应用到包括纳米医学、纳米电子、生物材料、能源生产和信息技术等各个领域。但纳米技术与传统医学的融合研究甚少，有待进一步革新。纳米颗粒结构由于尺寸小的优势，目前已被广泛应用于生物标志物、成像和生物传感器等生物学领域，这为揭示针灸治病机制和创新中医针灸技术奠定了重要基础。文章秉着创新发展中医针灸的原则，分别从纳米技术与针灸针、穴位注射、穴位贴敷以及穴位埋线方面揭示纳米技术在针灸领域的现状，并做出思考，为针灸基础理论及临床应用提供依据。

1 纳米技术与针灸针的结合

早期的针灸针是由竹子和骨头制成的。随着冶金学的出现，人们制造了铁、铜、青铜、银和金针。但与其他材料相比，不锈钢针在临床实践中更加经济实用。由于具有良好的导电性，针刺针可以被认为是一种现代生物传感器。纳米传感器能够在物理、化学和生物传感方面提供新的解决方案，并在很大程度上提高检测的灵敏度、特异性和可移植性，为体内实时检测活性分子奠定了基础，为观察和研究这些活性分子的生物学效应和生物学功能提供了良好的工具。为了进一步探索经络的本质、针刺的生物学机制以及精确针刺的刺激量和力度，研究人员通过对针刺针尖端表面的碳纳米管（CNTs）进行修饰，开发了一种独特的纳米传感平台，将纳米生物传感技术与传统针灸针精准融合，创新技术并研制出纳米针灸传感针［2］。其稳定性强、靶向性好、灵敏度高等优势为探究经络的本质奠定基础，从而对疾病的预防与治疗有着重要的意义。

1.1 探索经络与腧穴的本质 在针灸领域，经络的地位是至关重要的。中医的很多辨病辨证思维都离不开经络，经络是机体联络脏腑、沟通内外、运行气血和调理功能的通路。经络纵横交错，遍布全身，无所不至，是机体组织结构的重要组成部分，也是临床诊断疾病的主要依据。几千年来，经络理论一直被用于指导针灸临床实践。因此，明确经络本质是一个关键的科学问题，研究人员从未停止对针灸的物质基础的探索。研究表明，经络的物理特征主要包括低阻［3］、高电导率［4］、高亮度［5］和其他物理现象［6，7］等。经络的物理特性为其与纳米技术的结合提供了可能性。纳米技术在生物成像的应用中，纳米颗粒作为一种造影剂用于观察经络的分布，以证实经络的存在。通过纳米技术观察经络的走行变化、是否中断、路径的宽窄等不同形态，从而探讨疾病的脏腑属性及归经。此外，众所周知经脉是由腧穴组成，古人云：“机之动，不离其空”［8］。“空”指的就是腧穴。因此，探索腧穴由浅至深相关的组织也是了解针灸疗法的关键所在。近来“穴位敏化”一词被广泛应用且普遍认可，即指穴位接收刺激和发挥作用的过程。金纳米微粒示踪技术可标记机体肥大细胞释放的组织胺（HA）和5-羟色胺（5-HT）的变化过程［9］，从而应用于穴位敏化成像研究，可为深入探讨穴位敏化局部物质基础提供客观的显像依据。

1.2 检测针刺的生物学机制 针刺的治病机制一直在医学界存在争论。根据中医理论，疾病是由于机体阴阳、气血以及脏腑功能失调产生的。通过刺激某些相关的腧穴，可以调节对应的器官或经络。目前，针刺治疗的机制更倾向于神经生物学机制，通过针刺触发躯体自主神经反射、改变神经递质水平，从而影响下丘脑垂体轴［10］、免疫调节反应［11］、神经-内分泌-免疫系统［12］。将纳米技术和基于组学的技术相结合，可能会更清楚地阐明针刺复杂的机制［13］。近来，研究人员研发的纳米针灸传感针被广泛关注。纳米针灸传感针是具有超灵敏检测功能的定性或半定量分析工具［14］。将金纳米壳（GNSs）和聚苯乙烯包裹在针灸针上，该针被插入体内时可以检测到间质液体；拔出针时，同时取出不同深度的溶解液中的分析物［15］。Tang L N 等［2］采用电化学沉积方法在传统针灸针尖表面沉积Au 纳米粒子（AuNPs），而在针尖的另一部分涂上绝缘膏；随后，通过循环伏安法在AuNPs 表面还原氧化石墨烯溶液得到G-AN；采用G-AN 法检测多巴胺（DA），检测限为0.24 μM。该新型G-AN 具有良好的灵敏度和选择性，以实现人血清中DA的直接检测。Keum D H 等［16］将医用内窥镜和微针传感技术相结合，研制出微创型传感器，通过内窥镜与微针传感技术的联合运用，实现了既能用内窥镜来判断疾病的发展程度，又能用微针传感技术监测小鼠体内癌症组织中一氧化氮（NO）的含量，为临床治疗癌症提供了更精准的检测平台。徐颖等［17］采用电化学方法研制出碳纳米管微电极，可以快速地监测5-HT 的含量。因此，通过纳米电化学分析传感平台，用纳米尺度的锥形孔在针的表面制作出纳米针灸传感针，可在人体或动物的特定腧穴或者经脉中的血清中实时检测出DA、NO、5-HT等生物活性分子，从而进一步探讨针刺对机体的调节作用机制，这种纳米技术与针灸针的融合将有益于针刺技术生物学机制的发展。

1.3 精确针刺刺激量和力度 针刺通过采用一定的手法使患者产生酸、麻、胀、痛，从而来达到治病的目的。自古《标幽赋》就有对得气感觉的描述，“气之至也，如鱼吞钩饵之沉浮，气未至也，如闲处幽堂之深邃”，这种“鱼吞钩饵”的感觉可能与针法操作过程中结缔组织的纤维缠绕密切相关，针刺的刺激量和力度是得气与否的关键因素。然而，针刺的刺激量和力度的衡量标准一直处于模糊的状态，仅根据患者的感觉，缺乏定量的客观标准，临床医生使用针刺的刺激量与力度都无法统一，因此针刺在临床上的治疗效果也因医生的手法不同而不同。为了统一针刺的刺激量和力度，提高针刺临床疗效，研究人员运用纳米技术，将纳米传感器附于针灸针尖上，通过针插入机体组织后的各种旋转和提插，测量出组织内部的针刺刺激量和力度；甚至可以将针灸针尖连接到多传感器上，通过多传感器，实时地在体内监测刺激量和力度［18］。为临床统一针刺的刺激量和力度迈出坚实的一步。

2 纳米技术与穴位注射 穴位贴敷的结合

穴位注射与穴位贴敷2 种方法都是将药物作用于机体，通过机体对药物的吸收产生疗效。因此机体对药物的吸收是关键。研究者将纳米技术应用于中药的加工处理，利用纳米自身尺寸小和靶向性好的特性，实施精准治疗。

2.1 纳米中药的制备及优势 纳米中药包括纳米药物和药物纳米载体2 种类型，穴位注射及穴位贴敷主要采用纳米药物。纳米药物是指对方剂中的某味药进行纳米层面的加工处理所得到的中药纳米粒，应用超声喷雾法、气流粉碎法、超临界提取法、化学合成法、球磨法［19］等纳米超微化技术对单味中药进行制备。由于中药种类及成分复杂，可能同时含有机酸、鞣质、苷及生物碱等成分，所以在中药的制备过程中，不同制备方法之间的区别及选用不同，这为纳米药物制备提出了挑战，也为今后进一步研究纳米药物提供了方向和目标。

纳米药物的优势有4点，具体如下：一是其尺寸小，有助于在体内的扩散、溶解速度加快以及生物利用度提高，从而增强药物的功效；二是可以实现精准治疗，从而节省中药临床用药量；三是与穴位贴敷和穴位注射联合应用，通过穴位更精准地进入人体，再根据自身的特性对疾病的治疗效果产生协同作用；四是纳米中药通过发挥靶向给药以及缓释给药的作用，从而减少对机体产生的毒副作用。

2.2 纳米中药在针灸领域的应用 穴位注射给药是在传统针刺基础上的创新，将中药提取物或药液注入穴位治疗或预防疾病的一种方法。其药物特点剂型简单，虽具有靶向性，但缺乏长效、缓释作用，并且穴位注射用的药物种类有限，如胎盘提取物、中药注射剂等。纳米中药（nano-TCM）的提出，为穴位注射疗法提供了更好的前景。nano-TCM 是指纳米技术处理的尺寸大小在1000 nm 以内甚至100 nm 左右的生物活性成分、药材或复杂处方等［20］。其尺寸小的特性更容易被机体吸收和利用，同时由于其靶向性更强，还能节省用药的剂量。纳米技术结合针灸经络循行理论、腧穴特异性理论以及中药归经理论，是在原本穴位注射的基础上的进一步创新，该技术充分发挥纳米药物的长效、缓释、靶向等特性，为探索中医经络及腧穴的生理及病理机制提供帮助。穴位贴敷是将中药制成膏药，敷在经穴上的一种创新疗法。这种治疗的机制依赖于透皮吸收。与传统中药相比，粒径小、吸附强等特性的纳米中药具有较强的穿透力，可轻松穿透皮肤屏障。纳米药物载体经过一定的修饰后，可促进中药有效成分的缓释，从而延长疗效［21］。针刺与纳米中药的结合在某些特色针灸疗法的改进上具有巨大的潜力。纳米中药将为穴位注射提供更多的选择，从而扩大了中药的应用范围。

3 纳米技术与穴位埋线的结合

穴位埋线疗法是指在无菌的前提下，用专门的针将多条外科铬肠线插入穴位或皮下组织［22］，广泛用于肥胖、围绝经期综合征、慢性荨麻疹、抑郁性神经症、顽固性失眠等疾病的治疗。早期穴位埋线使用的材料是羊肠线，其成分和性能不稳定，之后产生了胶原蛋白线，因二者的吸收与分解依赖植入处蛋白酶，所以难以控制吸收时间，并且排异反应大容易感染［23］。受纳米材料在医学应用中的启发，具有优异的导电性、化学稳定性和柔韧性的纳米银线受到了广泛的关注。相对于铜纳米线［24］、金纳米线［25］，纳米银线的抗菌效果优于传统羊肠线，炎症反应较低，因此将纳米银线应用于穴位埋线治疗［26］，为临床穴位埋线治疗疾病提供了更优的材料。

4 小结和展望

经穴是人体接受刺激继而调节机体功能活动的靶点。以纳米技术为基础的分子成像技术是在生理或病理上直观地监测生物活性分子水平在体内的动态过程。今后，它可能将成为一种更可靠、更准确地检测经络腧穴动态变化的有力手段。借助纳米技术，将针刺针创新为纳米针灸传感针，即在针灸针的表面制造纳米尺度的锥形孔，可以在这些孔中填充药物，或者只是将药物包裹在针的表面。这样，不仅可以起到针灸刺激的治疗效果，还可以直接将药物带到患处。该技术既能探索经络的本质、检测针刺的生物学机制和针刺刺激量，又能控释给药，改良穴位注射、穴位贴敷以及穴位埋线，使纳米针灸技术应用于临床成为可能。

从纳米技术在针灸领域的应用现状来看，仍存在着一些待解决的问题，具体如下：第一，千百年来中药方剂药物组成及配伍严密，煎煮炮制方法讲究，是纳米技术理论面临的巨大挑战，因此，需要进一步考虑载体与中药之间的化学稳定性问题。第二，纳米微粒本身的特殊性质以及生物活性可能对人体存在潜在的危害。因此，对于纳米药物的毒理学和安全性需要进行进一步研究。第三，针灸疗法一直是以价格低廉及无不良反应的优势被广大患者所接受，将中药制剂制成纳米中药应用到针灸领域的同时，其价格也发生了相应的变化，高精技术与昂贵诊费将阻碍纳米技术在针灸领域的实施。第四，循经感传及腧穴特异性产生过程中，纳米针灸传感针除了监测DA、NO、5-HT 等分子外，还能实时监测哪些物质有待进一步探索。第五，纳米粒子为探索针灸中位数的基础提供了新的解决方案。纳米芯片或纳米传感器有望通过监测针灸诱导的生物活性分子来确定针灸的刺激强度。在此定量的情况下，不仅能填补关于针灸治疗的分子机制的知识空白，还能获得定量、客观的针灸操纵模拟数据，从而建立针灸手法的标准。总之，虽然将这种新兴技术应用于临床实践道路漫长，但是作者坚信，在中医理论的指导下，纳米技术化必将成为中医针灸领域中的重要技术手段，从分子事件的层面逐一揭示经络循经传感及腧穴的特异性，为临床实践提供有力证明，从而促进中医针灸的创新与发展，进一步推动我国生命科学领域的研究进程。