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通過金納米棒的光熱效應(yīng)輕度睪丸熱療可以實現(xiàn)可控的男性避孕。然而，相關(guān)的局限性，例如睪丸給藥和紅外激光造成劇烈疼痛，以及納米顆粒的不可降解性可能導(dǎo)致毒性，限制了進(jìn)一步的臨床應(yīng)用。

2021年7月7日，南通大學(xué)孫斐及丁偉華共同通訊（丁偉華和陳志川為共同第一作者）在Nano Letters （IF=11）在線發(fā)表題為“Magnetic Testis Targeting and Magnetic Hyperthermia for Noninvasive, Controllable Male Contraception via Intravenous Administration”的研究論文，該研究首次提出“納米避孕”的概念。在該概念的基礎(chǔ)上，該研究進(jìn)一步利用氧化鐵納米材料（IONPs）獨特的磁熱效應(yīng)、磁靶向性和可降解性，發(fā)現(xiàn)睪丸注射粒徑尺寸為50nm的PEG修飾的IONPs（PEG@Fe3O4-50）并施加交變磁場后可實現(xiàn)雄性可控避孕，以此提出了一種可靜脈注射實現(xiàn)無創(chuàng)、靶向的雄性避孕新策略。研究表明IONPs的磁性特征和睪丸靶向性與其表面化學(xué)和粒徑密切相關(guān)。靜脈注射并在外部磁場導(dǎo)航下，粒徑尺寸為100nm、經(jīng)檸檬酸修飾CA@Fe3O4-100被證實在所探究的幾種IONPs中是實現(xiàn)無創(chuàng)避孕的最佳理想熱劑。

總之，該研究開發(fā)出一種磁性、可生物降解的納米材料，并提出了一種安全有效的通過靜脈給藥的無創(chuàng)、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。這項研究為雄性避孕提供了新思路，這也是孫斐教授團隊在納米避孕領(lǐng)域取得的又一重大突破。

開發(fā)安全、無創(chuàng)、可控的男性避孕方法對生殖健康至關(guān)重要，對控制家庭寵物數(shù)量和畜牧業(yè)性別篩選也具有重要意義。眾所周知，通過溫和的睪丸高溫暫時抑制精子發(fā)生和睪丸功能可以實現(xiàn)可逆的男性避孕。

用近紅外線 (NIR) 照射原位注射金納米棒實現(xiàn)了可控的男性避孕，這是納米避孕的第一個研究。隨后，研究人員在該領(lǐng)域越來越多地利用通過睪丸注射給藥的各種納米材料的光熱活性。然而，一些限制性問題限制了它們的臨床應(yīng)用，例如，原位注射到睪丸中會造成顯著的疼痛，NIR 誘導(dǎo)的高溫導(dǎo)致嚴(yán)重的皮膚損傷以及熱劑的不可降解性可能導(dǎo)致慢性全身毒性。 

因此，為男性避孕建立有效、無創(chuàng)和安全的熱療方法仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。由于獨特的磁熱療和磁靶向能力，氧化鐵納米顆粒 (IONP) 已被探索為用于靶向藥物遞送和腫瘤治療的新興治療診斷平臺。此外，IONPs 具有良好的生物降解性，它們可以在體內(nèi)被溶酶體降解成鐵離子，然后被生物體代謝。受 IONP 優(yōu)異的理化特性的啟發(fā)，該研究在這里提出了一種通過靜脈注射進(jìn)行男性避孕的無創(chuàng)、靶向和可控方法。

該研究首次提出“納米避孕”的概念。在該概念的基礎(chǔ)上，該研究進(jìn)一步利用氧化鐵納米材料（IONPs）獨特的磁熱效應(yīng)、磁靶向性和可降解性，發(fā)現(xiàn)睪丸注射粒徑尺寸為50nm的PEG修飾的IONPs（PEG@Fe3O4-50）并施加交變磁場后可實現(xiàn)雄性可控避孕，以此提出了一種可靜脈注射實現(xiàn)無創(chuàng)、靶向的雄性避孕新策略。研究表明IONPs的磁性特征和睪丸靶向性與其表面化學(xué)和粒徑密切相關(guān)。靜脈注射并在外部磁場導(dǎo)航下，粒徑尺寸為100nm、經(jīng)檸檬酸修飾CA@Fe3O4-100被證實在所探究的幾種IONPs中是實現(xiàn)無創(chuàng)避孕的最佳理想熱劑。

總之，該研究開發(fā)出一種磁性、可生物降解的納米材料，并提出了一種安全有效的通過靜脈給藥的無創(chuàng)、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。這項研究為雄性避孕提供了新思路，這也是孫斐教授團隊在納米避孕領(lǐng)域取得的又一重大突破。