纳米材料在医学上的应用

纳米材料在生物工程及医药上的应用汇报人：•为什么我们纳米材料会广泛应用在医药上？•纳米材料引入医药对医药有何影响？•………•我们都知道，目前的医疗技术尚无法达到分子修复的水平。而纳米医学则是在分子水平上，利用分子工具和人体的分子知识，创造并利用纳米装置和纳米结构来防病治病，改善人类的整个生命系统。例如：修复畸变的基因、扼杀刚刚萌芽的癌细胞、捕捉侵入人体的细菌和病毒等等，最终实现纳米医学，使人类拥有持续的健康。一、在诊断方面的应用1、遗传病诊断纳米技术有助诊断胎儿是否有遗传缺陷。妇女怀孕8个星期时，血液中开始出现少量胎儿细胞。利用具有纳米级大小孔洞的半透膜或特殊的合成纳米管等，可把胎儿细胞分离出来进行诊断。不需要进行羊水穿刺。目前美国已将此项技术应用于临床诊断中。2、病理学诊断肿瘤诊断最可靠的手段是建立在组织细胞水平上的病理学方法，但存在着良恶性及细胞来源判断不准确的问题。利用原子力显微镜可以在纳米水平上揭示肿瘤细胞的形态特点。通过寻找特异性的异常纳米级结构改变，以解决肿瘤诊断的难题。二、在治疗方面的应用1、纳米化增加药物吸收度增大药物的表面积促进溶解。药物大分子就能穿透组织间隙，也可以通过人体最小的毛细血管。而且分布面极广。应用于中药制剂。药物的物理活性、靶向性比普通中药大大提高。2、纳米医用材料纳米氧化镐；目前广泛使用的人工心脏瓣膜，是由钛金属与不锈钢合金所构成，但在移植入人体后仍有损坏的可能性。结晶纳米氧化镐是一种具有高度抗生物损耗的替代材料。•纳米银粉：银在纳米状态下的杀菌能力产生了质的飞跃。只需用极少量的纳米银即可产生强力的杀菌作用。•纳米骨材料：把它植入体内填充各类型的骨缺损，网状结构可生长出很多新生的骨细胞，所有填的纳米骨材料，最后会降解消失，骨缺损部能完全被新生骨取代。具有纳米级别的天然骨分级结构和天然骨的多孔结构•智能药物:美国正在设计一种纳米智能炸弹，它可以识别出癌细胞的化学特征。这种智能炸弹很小，仅有20纳米左右，能够进入并摧毁单个的癌细胞三、纳米技术在分子生物学中的应用工程1.生物芯片技术•生物芯片是基因生物学与纳米技术相结合的产物，它不同于半导体芯片，它是在很小的几何尺度的表面积上，装配一种或集成多种生物活性分子，仅用微量生理或生物采样，即可同时检测和研究不同的生物细胞、生物分子和DNA的特性，以及它们之间的相互作用，获得生命微观活动的规律。生物芯片可以粗略地分为细胞芯片、蛋白质芯片（生物分子芯片）和基因芯片（DNA芯片）等几类，都有集成、并行和快速检测的优点，已经成为21世纪生物医学工程的前沿科技。2.纳米机器人•纳米技术与分子生物学的结合将开创分子仿生学新领域。“纳米机器人”是根据分子水平的生物学原理为设计原型，设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。在血管中运动的纳米机器人，正在使用纳米切割机和真空吸尘器来清除血管中的沉积物。纳米机器人消灭癌细胞虚拟图纳米机器人应用前景•动脉粥样硬化的治疗机器人能够从动脉壁上清除粥样沉积物。这不仅会提高动脉壁的弹性,还会使通过动脉的血液流动状况得到改善。•肾结石、胆结石的治疗将纳米机器人以插入导管的方式引入到尿道或胆道里内,直接到达结石所在的部位,并且直接把结石击碎。•检查体内疾病四、纳米技术在相关领域的其他应用1.生化检查伊利诺依大学迈尔·斯特拉诺(MichaelStrano)的研究组正研究用碳纳米管验血。原理：给纳米管涂上一层酶，它就能在有糖的环境下制造过氧化氢，然后激发电子流，当激发的电子流与红外线接触会发出光照——这是纳米管的一种独特反应2.用量子点检测肿瘤细胞由于量子点技术有其独特的标记特点，它必将成为今后生物分子检测的尖端技术，为DNA检测(DNA芯片)、蛋白质检测(蛋白质芯片)和探索蛋白质－蛋白质之间(抗原－抗体、配体－受体、酶－底物)反应原理提供更先进的方法。同时也将极大的推动生物显像技术和生物制药技术的迅猛发展，给疾病的诊断和治疗带来巨大进步。Quantumdotsmodifiedwithantibodiestohumanprostatespecificmembraneantigenlightupmurinetumorsthatdevelopedfromhumanprostatecells.NatureBiotechnology,Vol22,2004Quantumdotsmodifiedwithantibodiestohumanprostatespecificmembraneantigenlightupmurinetumorsthatdevelopedfromhumanprostatecells.NatureBiotechnology,Vol22,20043.跟踪生物体内活动•美国伯克利大学的纳米研究部门的崔先生指出：有的纳米颗粒具有发光功能，科学家们把这种纳米颗粒送进人的组织、器官内，然后从人体外部向内照射近红外线，纳米颗粒在体内会发光，可以跟踪了解人体细胞的变化情况，从而达到追踪病毒等效果4.智能化的纳米药物传输系统方法靶向纳米粒子治疗非靶向纳米粒子治疗化学抗癌药物docetaxel存活率100%57%14%研究者制备的纳米粒子进入前列腺癌细胞中靶向传输化疗药物把药物放入磁性纳米颗粒的内部，这些颗粒就可以自由地在血管和人体组织内运动加外磁场导向，使其向病变部位聚集。纳米材料的危害•德国对产品中纳米材料和纳米粒子潜在的癌症风险进行评估•生意社3月16日讯纳米材料被广泛应用于工业和消费品中。近日，德国环境风险评估委员会(BfR)和联邦环境局(UBA)对各类纳米材料可能产生的致癌作用进行了风险评估。•BfR和UBA称，一系列的动物研究表明许多纳米材料，如碳纳米管(CarbonNanotubesCNTs)和二氧化钛(TiO2)可能会通过呼吸道摄入(吸入)而致癌。然而，可用的数据并不足以将这些材料归类为“可能导致癌症”之中。原因是这些数据通常来源于动物实验，这些物质的内在性能并不知晓。结束语•纳米材料，既给我们的生活带来了无限的便利，但同时，我们对于纳米材料的危害还不甚了解。•因此，在开发利用纳米材料的同时，我们还应该持严谨保守的态度来看待纳米材料在纳米级的特性突变，对于一切有害的性质要防微杜渐，把危害扼杀在萌芽阶段。切不可让纳米材料成为人类的公敌，危害人类的健康。谢谢欣赏！