据《自然》杂志网站发表的文章称，生物物理学是指在跨越分子、细胞、组织和生物体的尺度上研究生物物理现象和物理过程的学科。 它使用物理学的原理和方法来理解生物系统。
西班牙《世界报》网站近日报道指出，生物物理学可以让断骨再生，或者将药物输送到人体某个器官，甚至揭示生命的奥秘。 它已成为目前最有前景的研究领域之一。 ，可能会掀起下一轮医学革命。
两个学科相辅相成
生物物理学组织报告称，1953年，科学家利用生物物理学揭示了DNA的结构，这一发现对于揭示DNA如何成为生命的“蓝图”至关重要。 现在，人类和许多其他生物体的 DNA 序列都可以被读取，生物物理技术对于分析这些大量数据是不可或缺的。
生物物理学界的领军人物之一、美国哈佛大学物理学与应用物理学教授戴维·韦茨表示，生物物理学也可以理解为一门从大自然中汲取灵感来创造新材料的学科，但人们也思考过反过来说：对无生命材料的研究正在帮助科学家更好地了解生命。
“随着我们更好地了解生物材料，我们可以运用这些知识来了解有关生命材料的事情，”韦茨说。 生物学和物理学相辅相成，因为它们提供了两种截然不同的看待事物的方式。 方式：生物学家研究“单个分子的每一个细节”，而物理学家在分析“蛋白质的多种相互作用”后对问题形成更全面的看法。”
制造新药
近年来，生物物理学最重要的应用之一是在疫苗中封装核糖核酸（RNA）的纳米粒子。 这一成就的取得得益于科学家从生物膜中获得灵感并应用物理原理。 。
韦茨说：“这些含有RNA疫苗的微胶囊是多年研究的成果，我们正在努力探索它们的潜力并制造更多的东西，比如新药。重要的是，这项技术给科学带来了无限的可能性，无论是物理学、化学或生物学，我们可以为改善世界做出很多贡献。”
推进组织工程
生物物理学最有前途的应用领域之一是组织工程物理学家出路，即制造类似于活组织的人造材料。 这将在医学上有广阔的应用空间，比如让人们可以拥有为自己“量身定制”的材料来修复或替换受损的器官。
发挥重要作用的物理知识在这里也是不可或缺的。 “如果你想获得组织，你必须构造一些东西：细胞，细胞周围的东西，你必须让它们以某种方式生长，你必须组织它们，”韦茨说。 2016年，Weitz表示，Ci的团队培育了人造肝组织来测试新药的疗效。
还有一些小组正在研究人造心脏。 为了从头开始构建人类心脏，研究人员需要复制构成心脏的独特结构，包括重新创建螺旋几何形状——心脏跳动时心肌的扭转运动。
7 月，哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院 (SEAS) 的生物工程师使用新型增材纺织制造方法 (FRJS) 开发了第一个具有螺旋排列跳动心脏细胞的人体心室生物工程系统。 混合模型并证明其肌肉排列确实显着增加了每次收缩时心室泵出的血液量，这项工作是器官生物制造方面向前迈出的重要一步，使人们更接近使用于移植的人类心脏的最终目标。 相关研究成果发表在今年7月7日出版的《科学》杂志上。
但韦茨警告说，这个领域并不简单。 他说：“组织工程领域遇到了很多问题，有些问题我们正在解决。比如‘打印’一张组织，需要很多人的努力。到时候，如果你有一个骨折时，你可以‘打印’一些东西来帮助骨头愈合。”
他认为，虽然实现这样的目标非常困难，但“它即将到来”。
设计更好的生物材料
生物物理学对于理解生物力学也至关重要，掌握生物力学原理可以帮助设计更好的假肢、更好的药物输送纳米材料等等。
韦茨预测的另一个重大突破涉及通过体内输送新一代药物，这可能会深刻改变许多治疗方法。 他说：“过去，药物往往是非常小的分子。它们很小，吞咽后可以穿过胃，进入血液系统。但现在，人们开始研究更大的分子，那么如何运输它们就成为必须解决的问题。”
用于治疗 COVID-19 的单克隆抗体或细胞疗法是一些已经使用的例子，但 Weitz 相信还有更多的可能性正在出现。 “我看到了寻找新药和新给药方法的巨大机会，”他说。 “随着癌症治疗变得越来越复杂，我们需要更精细的药物输送系统，可以同时输送具有不同化学成分的多种药物。” 药物成分。”
2019年5月，SEAS研究人员在《美国国家科学院院刊》上撰文称物理学家出路，他们开发了一种纳米尺寸的药物输送载体，可以同时更高效地输送多种药物。 该系统在递送低剂量药物后可以抑制小鼠乳腺肿瘤模型中87%-94%的肿瘤细胞。
改善医学成像
生物物理学家开发了复杂的诊断成像技术，包括 MRI、CT 扫描和 PET 扫描。 生物物理学仍然是开发更安全、更快速、更精确的技术的关键，这些技术可以改善医学成像并带来更多关于人体内部运作的知识。
2017年10月4日，瑞士生物物理学家雅克·迪博什（ ）、德国生物物理学家约阿希姆·弗兰克（ Frank）和苏格兰分子生物学家、生物物理学家理查德·亨德森（ ）因研发冷冻电镜简化生物细胞成像过程、提高成像质量而获奖，荣获诺贝尔化学奖。
正如科学家指出的那样，生物物理学是一个处于研究前沿的科学领域，它正在以令人惊讶的方式改变人们对生物学和医学实践的理解。
