女性有多种避孕方法，但男性通常只有两种方法：避孕套和输精管切除术。这两种方法都有其缺点。避孕套可能会破裂，有些男性对标准避孕套中的乳胶过敏。输精管切除术是一种痛苦且难以逆转的外科手术。

因此，寻找替代男性避孕选择的工作仍在继续，目前正在研究的一种方法是纳米避孕。

纳米避孕

纳米避孕是基于这样一种想法，即纳米粒子——在这里，直径约为 100 纳米，或大约是一张纸或一根人类头发的宽度的千分之一——可以以某种方式传递到睾丸，在那里它们可以被加热。

如果你能让睾丸稍微暖和一点，你就有办法随意打开和关闭精子的产生，因为它们越热，它们的生育能力就越差。但这是一个微妙的过程，因为如果睾丸变得太热，它们可能会遭到不可逆转的破坏。即使睾丸恢复到正常温度，组织也会死亡，不能再产生精子。

生物学家孙飞和他的多学科研究团队于 2013 年首次在小鼠身上使用纳米技术加热睾丸。他早期的实验涉及将纳米粒子直接注射到小鼠睾丸中。这些纳米粒子是金原子的长纳米棒（或纳米圆柱体）——想象一个长 120 个金原子、直径为 30 个金原子的管子——在其表面涂有几条长聚合物链。它们看起来像长着长毛的长方形细菌。

然后对小鼠的睾丸使用红外线辐射。这导致纳米粒子从大约 30 摄氏度升温到 37 到 45 摄氏度之间。确切的温度取决于注入的纳米粒子的浓度和辐射的强度。

辐射在小鼠睾丸周围的皮肤上引起热损伤，因此人们认为这个过程对动物来说是痛苦的，尽管没有可靠的方法来测量它们的疼痛。研究人员决定寻找其他方法来注入纳米粒子。

铁棒

2021 年 7 月，Sun 的团队发表了一篇关于他们最新发现的论文。新方法中的纳米棒由磁性氧化铁而不是金组成，它们涂有柠檬酸而不是乙二醇——但它们的尺寸和形状与早期的纳米棒相同。

这些磁性纳米颗粒被注射到小鼠的静脉中，然后对动物进行麻醉。然后将一块磁铁放在他们的睾丸旁边四个小时，将纳米颗粒吸引到那里。这个过程——注射后磁靶向——每天进行一到四天。

在治疗的最后一天后，将一个电线圈缠绕在睾丸上，电流通过该线圈。这会产生一个磁场，加热纳米棒，从而加热睾丸。通过这种方法观察到类似的温度升高——从 29 摄氏度的基线到 37 到 42 摄氏度之间。老鼠注射纳米棒的天数越多，它的睾丸就会变得越热。

较热的睾丸导致它们萎缩和收缩，但只要睾丸温度没有达到 45 摄氏度，它们在治疗后 30 天和 60 天都会逐渐恢复。治疗后 7 天，生育能力下降——在某些情况下，生育能力完全消失——但它在 60 天后也显示出逐渐（尽管不完全）恢复。

尽管生育力没有恢复到正常水平，但经处理的小鼠受孕的雌性产仔数没有明显差异，并且在任何小鼠幼崽中都没有观察到形态缺陷。确实通过的精子似乎没有区别。

而孙和他的同事们发现，与金纳米棒在小鼠睾丸中无限期停留不同，铁纳米棒逐渐被排除在肝脏和脾脏中，后来完全排出体外。这降低了长期毒性的风险。

控制育种

手术去势的成本和不可逆性导致许多宠物主人寻找替代的避孕方法。孙说，纳米避孕方法已经准备好用于家庭宠物，并补充说这种方法已经在中国用于猫身上。

密苏里州圣路易斯市动物园和水族馆协会生殖管理中心主任大卫鲍威尔说，手术去势在欧洲不如在北美流行，因此纳米避孕法在欧洲可能更受欢迎。美国的大型宠物避孕市场，”鲍威尔说。

他补充说，避孕药通常不用于羊和牛等农业动物。“它们是为了消费和屠宰而饲养的，所以农业部门没有做太多的动物避孕研究，如果有的话。”

“动物园是一个非常小的市场，因此制药公司没有太多的动力来生产动物避孕药，”鲍威尔说。但其中一些确实如此，生殖管理中心收集数据以评估避孕药对不同物种的作用。

有朝一日，纳米避孕药可能会成为动物园生殖工具包的一部分。但在这种情况发生之前，鲍威尔说，需要进一步的研究来确定它的痛苦程度以及铁纳米棒可以用于哪些物种。研究表明，一些哺乳动物——如犀牛、狐猴和海豚——可能会积累大量铁质，而铁质含量较高时可能有毒。

可逆选项

纳米避孕的一个潜在优势是它的可逆性，因为动物园经常试图在动物的生命周期中精确地计时繁殖事件。但它的可逆性有待进一步研究。Sun 的所有实验只对小鼠进行了一次处理。在睾丸愈合后，他们从未接受过第二次纳米粒子注射。

他的最终目标是人类避孕，尽管他承认这还有很长的路要走。与动物园动物一样，需要进行详细研究才能确定纳米避孕对男性无毒。对一个人进行四个小时的麻醉并在他的睾丸上缠绕一个电线圈也比在老鼠身上做同样的事情要困难得多。相反，孙希望能够将磁性纳米棒口服并找到另一种将它们引导至睾丸的方法。并且不确定有多少男性会对缩小的睾丸感到满意，即使随着时间的推移他们会恢复到原来的大小。但是在那之前，最好把那些避孕套拿出来。

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