(完整word版)纳米材料在医学上的应用.doc

纳米材料在医学上的应用---疾病的检测与治疗因其在科学研究与临床应用，特别是生物医药方面潜在的重要应用前景，纳米科技已发展成为一个新兴的多学科交叉领域，吸引了人们更多的研究兴趣。一应用于生物医学中的纳米材料的主要类型及其特性纳米碳材料、纳米高分子材料、纳米复合材料、磁性纳米颗粒等。二.工作原理A.纳米碳材料主要包括碳纳米管、气相生长碳纤维也称为纳米碳纤维、类金刚石碳等碳纳米管有独特的孔状结构［1］，利用这一结构特性，将HYPERLINK"http://www.lunwentianxia.com/class_free/120_1.shtml"\h药物储存在碳纳米管中并通过一定的机制激发药物的释放，使可控药物变为现实。此外，碳纳米管还可用于复合材料的增强剂、HYPERLINK"http://www.lunwentianxia.com/class_free/148_1.shtml"\h电子探针（如观察蛋白质结构的AFM探针等）或显示针尖和场发射。纳米碳纤维通常是以过渡金属Fe、Co、Ni及其合金为催化剂，以低碳烃类化合物为碳源，氢气为载体，在873K～1473K的温度下生成，具有超常特性和良好的生物相溶性，在医学领域中有广泛的应用前景。类金刚石碳（简称DLC）是一种具有大量金刚石结构C—C键的碳氢聚合物，可以通过等离子体或离子束技术沉积在物体的表面形成纳米结构的薄膜，具有优秀的生物相溶性，尤其是血液相溶性。资料报道，与其他材料相比，类金刚石碳表面对纤维蛋白原的吸附程度降低，对白蛋白的吸附增强，血管内膜增生减少，因而类金刚石碳薄膜在心血管HYPERLINK"http://www.lunwentianxia.com/class_free/121_1.shtml"\h临床医学方面有重要的应用价值。B.纳米高分子材料纳米高分子材料，也称高分子纳米微粒或高分子超微粒，粒径尺度在1nm～1000nm范围。这种粒子具有胶体性、稳定性和优异的吸附性能，可用于药物、基因传递和药物控释载体，以及免疫分析、介入性诊疗等方面。C.纳米复合材料目前，研究和开发无机—无机、有机—无机、有机—有机及生物活性—非生物活性的纳米结构复合材料是获得性能优异的新一代功能复合材料的新途径，并逐步向智能化方向发展，在光、热、磁、力、声［2］等方面具有奇异的特性，因而在组织修复和移植等许多方面具有广阔的应用前景。国外已制备出纳米ZrO2增韧的氧化铝复合材料，用这种材料制成的人工髋骨和膝盖植入物的寿命可达30年之久［3］。研究表明，纳米羟基磷灰石胶原材料也是一种构建组织工程骨较好的支架材料［4］。此外，纳米羟基磷灰石粒子制成纳米抗癌药，还可杀死癌细胞，有效抑制肿瘤生长，而对正常细胞组织丝毫无损，这一研究成果引起国际的关注。北京医科大学等权威机构通过生物学试验证明，这种粒子可杀死人的肺癌、肝癌、食道癌等多种肿瘤细胞。此外，在临床医学中，具有较高应用价值的还有纳米陶瓷材料，微乳液等等。D.磁性纳米材料铁氧体纳米颗粒一般由三种主要成分构成：含铁的核，聚合物涂层和功能部分。这种具有生物降解功能的颗粒可被设计制备成具有超顺磁性的纳米粒子，这更有利于其在生物检测治疗方面的应用。另外，通过在其表面连接不同功能基团的配体，可在很大程度上扩大其检测诊断的范围。三.应用方向1纳米粒子用作药物载体一般来说，血液中红血球的大小为6000nm～9000nm，一般细菌的长度为2000nm～3000nm［7］，引起人体发病的病毒尺寸为80nm～100nm，而纳米包覆体尺寸约30nm［8］，细胞尺寸更大，因而可利用纳米微粒制成特殊药物载体或新型抗体进行局部的定向治疗等。专利和文献资料的HYPERLINK"http://www.lunwentianxia.com/class_free/115_1.shtml"\h统计分析表明，作为药物载体的材料主要有金属纳米颗粒、无机非金属纳米颗粒、生物降解性高分子纳米颗粒和生物活性纳米颗粒。磁性纳米颗粒作为药物载体，在外磁场的引导下集中于病患部位，进行定位病变治疗，利于提高药效，减少副作用。如采用金纳米颗粒制成金溶液，接上抗原或抗体，就能进行免疫学的间接凝聚实验，用于快速诊断［9］。生物降解性高分子纳米材料作为药物载体还可以植入到人体的某些特定组织部位，如子宫、阴道、口（颊、舌、齿）、上下呼吸道（鼻、肺）、肛门以及眼、耳等［10］。这种给药方式避免了药物直接被消化系统和肝脏分解而代谢掉，并防止药物对全身的作用。如美国麻省理HYPERLINK"http://www.lunwentianxia.com/class_free/18_1.shtml"\h工学院的科学家已研制成以用生物降解性聚乳酸（PLA）制的微芯片为基础，能长时间配选精确剂量药