纳米材料技术及其在医学中的应用.pdf

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1、介 入放 射学杂志 2 0 1 2年 7月第 2 1 卷第 7期J I n t e r v e n t R a d i o l 2 0 1 2，V o 1 2 1，N o 7 专论S p e c i a l c o m m e n t 纳米材料 技术及其在医学 中的应用 欧阳雪晖，欧阳墉，张学军【摘要】为了使临床医师，特别是介入放射学和肿瘤学等专科医师，对纳米材料和纳米技术给予更 多的关注，并进一步开展 与此先进技术相关 的临床或实验性研究，该文对纳米 材料 技术 的基础 知识(包 括定义、结构、分类和特性 等)以及其 在医学领域 中的应用，以图文相结合 的方式进行 了综合性 阐述，以 使其

2、内容更易理解。【关键词】纳米材料；纳米技术；应用；医学 中图分类号：R 一 1 文献标志码：A文章编号：1 0 0 8 7 9 4 X(2 0 1 2)一 0 7 0 5 2 9 0 7 Na n o ma t e r i a l s a n d n a n o t e c h n o l o g y a s we H a s i t s a p p l i c a t i o n i n me d i c i n e：a c o mp r e h e n s i v e r e v i e w wi t h g r a p h i c s O U Y A NG Xu e h u i，0 U

3、Y A NG Y o n g，Z H A NG Xu e-j u,D e p a r t m e n t o fI n t e r v e n t i o n a l R a d i o l o g y，P e o p l e Ho s p i t a l o fI n n e r Mo n g o l i a Au t o n o mo u s R e g i o n，Hu h h o t O 1 0 0 1 7，C h i n a C o r r e s p o n d i n g a u t h o r：Z H A NG X u e j u n，E m a i l：z h x j O 2

4、 0 8 s h o u c o rn 【A b s t r a c t】T h i s p a p e r a i ms t o ma k e a c o mp r e h e n s i v e r e v i e w a b o u t t h e n a n o m a t e r i a l s a n d n a n o t e c h n o l o g y i n o r d e r t o a t t r a c t t h e c l i n i c a l e x p e r t s (e s p e c i a l l y t h e i n t e r v e n t

5、 i o n a l r a d i o l o g i s t s a n d o n c o l o g i s t s)mo r e a t t e n t i o n t O t h i s ma t e ri a l a n d t o i mp e l t h e p h y s i c i a n s t o ma k e f u rt h e r c l i n i c a l a n d e x p e ri me n t a l r e s e a r c h e s r e l a t e d t o t h i s a d v a n c e d t e c h n i

6、 q u e T h e r e f o r e，t h e f o u n d a t i o n a l k n o w l e d g e o f n a n o ma t e r i a l s a n d n a n o t e c h n o l o g y，i n c l u d i n g i t s d e fi n i t i o n，s t r u c t u r e，c l a s s i f i c a t i o n a n d c h a r a c t e r i s t i c s，a s we l l a s t h e a p p l i c a t i

7、o n o f n a n o ma t e r i a l s a n d n a n o t e c h n o l o g y i n t h e me d i c a l fi e l d a r e c o mp r e h e n s i v e l y d e s c rib e d i n d e t a i l，a n d a b u n d a n t a n d e x c e l l e n t g r a p h i c s a r e a c c o mp a n i e d wi t h t h e e s s a y S O t h a t t h i s t

8、e x t c a n b e u n d e t o o d mo r e e a s i l y (J I n t e r v e n t R a d i o l，2 0 1 2，2 1：5 2 9-5 3 5)【Ke y w o r d s】n a n o ma t e r i a l；n a n o t e c h n o l o g y；a p p l i c a t i o n；me d i c i n e 1 纳 米材 料和 纳米 技术 简 介 1 1 定义 纳米(n m)是一 长度计量 单位，即既往 称之 为“毫微 米”(1 1 0 0 0 m)的新词。一米(m)之十亿分 之

9、一(1 0 )为 一 纳米(n m)，一 根 头 发 丝 的直 径(1 0 m)相当于 1 0万 n m。在生物界和人体 中。尺度 小到纳米级者很多，如各类病毒由 1 0 n m至 2 5 0 n m 不等，人体各种分子(如血蛋 白分子、血红素分子和 D N A)和原子 团簇(几十个原子的聚集体)尺度为 6 2 0 n m。各类细菌(直径 O 51 m)和人血液中的 红 细胞 和 白细 胞(直径 72 0 I x m)的大小 达 不 到纳 米级，仍属微米和亚微米级范畴。在材料学上，纳米材料是指固体颗粒小到纳米 D O I：1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 8-7 9 4 X

10、2 0 1 2 0 7 0 0 1 作者单位：0 1 0 0 1 7呼和浩特 内蒙古 自治区人民医院介入科 通信作 者：张学军 E-m a i l：z h x j 0 2 0 8 s h o u c o rn 尺度 的超微粒子和 晶粒尺寸小到纳米量级的 固体 和薄膜。纳米技术是指在单个原子、分子层次上对 物质的种类、数量和结构形态进行精确 的观测、识 别 和控 制 的技术 并 在 纳米 尺 度(11 0 0 n m)内研 究 物质 的特性和相互作用 以达到创制新物质的高 新技术(如通过直接操作和安排原子、分子创制具 有特定功能的新产品)。纳米材料和纳米技术是 2 l 世纪科技产业革命 的重要

11、内容之一，具有广阔的前 景，已被广泛用于工业领域，但在我 国医学领域，对 其认知和研究尚较少。1 2 结构 和 分类 从广义上讲，纳米材料在微观结构的三维空间 中至少有一维处于纳米尺度范 围或 由它们作为基 本 结 构 单 元，所 以 纳 米 材 料 的 结 构 具 有 以下 共 同 特点：纳米尺度 的结构单元，大量 的界面或 自由表 面 以及于结构单元和大量界 面单元之间存在着交 介入放射学杂志 2 0 1 2年 7月第 2 1卷第 7期J I n t e r v e n t R a d i o l 2 0 1 2，V o 1 2 1 N o 7 1 1 R a me s h R，S a e

12、 k i T，T e m p l e t o n NS，e t a 1 S u c c e s s f u l t r e a t me n t o f p r i ma r y a n d s y s t e mi c d e l i v e r y o f t u mo r s u p p r e s s o r g e n e s u s i n g a n i mp r o v e d l i p o s o m e v e c t o r J Mo l T h e r，2 0 0 1，3：3 3 7 3 5 0 1 2 Ma n s o u ri S，L a v i g n e P，

13、C o r s i K，e t a 1 C h i t o s a n D N A n a n o p a r t i c l e s a s n o n v i r a l v e c t o r s i n g e n e t h e r a p y：s t r a t e g i e s t o i m p rov e t r a n s f e c t i o n e f f i c a c y J E u r J P h a r m B i o p h s y，2 0 0 4，5 7：18 1 3 R h a e s e S，y o n B ri e s e n H，R fi b s

14、 a m e n-Wa i g ma n n H，e t a 1 Hu ma n s e r u m a l b u mi n-p0 1 y e t h y l e n i mi n e n a no p a r t i c l e s f o r g e n e d e l i v e r y J J C o n t r o l R e l e a s e，2 0 0 3，9 2：1 9 9 2 0 8 1 4 邹芬，潘一峰，张红，等 聚乙二醇一 聚乙烯 亚胺 四氧 化 三铁 纳米磁流体的毒性及其生物 相容 性 J 中国组织工程研 究与 临床康复，2 0 1 0，1 4：4 4 7 4 5

15、1 1 5蔡水洲，夏先平，谢长生 载铜宫 内节育器(I U D)及其腐蚀 的 研究 J 生殖与避孕，2 0 0 4，2 4：2 9 9 3 0 2 1 6 路 琴，张 静，何 春霞 纳米 S i O一2对工程塑料 改性的研 究进展 J 化 工新材料，2 0 0 8，3 6：4 6 1 7 朱友 良，裴建 云 无 机纳米粒 子填充改 性聚 四氟乙烯 复合材 料的研究 J 塑料工业，2 0 0 5，3 3：8 1 1 1 8 刘立柱，马红杰，朱兴松，等 聚乳酸 纳米二 氧化硅原 位复 合材料 的制备 和性 能 J 北京化工 大学 学报：自然科 学版，2 0 08，3 5：6 6 6 9 1 9 赵

16、钢，朱伟，陆 志刚，等 载有匹伐他汀 的纳米涂 层支架 的研究 J 介入放射学杂志，2 0 1 2，2 1：4 8 6 4 9 1 2 0 董 生，袁 正，吴胜 伟，等 放射性覆膜金 属支架制备 方 法的研究 J 介入放射学杂志，2 0 1 0，1 9：9 6 8 9 7 1 2 1 B u g a j J E，Ac h i l e f u S，D o m h o w R B，e t a 1 N o v e l fl u o r e s c e n t c o n t r a s t a g e n t s for o p t i c a l i ma g i ng o f i n v i v

17、 o t u mo r s b a s e d o n a r e c e p t o r t a r g e t e d d y e-p e p t i d e c o n j u g a t e p l a t f o r m J J B i o me d Op t，2 0 01，6：1 2 2 1 3 3 2 2S a x e n a V，S a d o q i M，S h a o J E n h a n c e d i n t r a e e l l u l a r u p t a k e o f i n d o c y a n i n e g r e e n b y po l y m

18、e r i c n a n o p a r t i c u l a t e d e l i v e ry s y s t e ms J J B i o m e d Na n o t e c h n o l，2 0 0 5，1：1 6 8-2 1 5 2 3 G a o J，C h e n K，X i e R，e t a 1 I n v i v o t u m o r t a r g e t e d fl u o r e s c e n c e i ma g i n g us i n g n e ar-i n f r a r e d n o n c a d mi u m q u a n t u

19、m d o t s J B i o c o n j u g C h e m，2 0 1 0，2 1：6 0 4 6 0 9 2 4 刘红霞 最新的纳米细胞探测器 J 世界医疗器械，2 0 1 0，1 8：7 5 2 5 D e s h p a n d e N，N e e d l e s A，Wi l l ma n n J K Mo l e c u l a r u l t r aso u n d i m a g i n g：c u r r e n t s t a t u s a n d f u t u r e d i r e c t i o n s J C l i n R a d i o l，2

20、0 1 0，6 5：5 6 7 5 8 1 2 6 K e H，Wa n g J，D a i Z，e t a 1 G o l d n a n o s h e l l e d mi c r o c a p s u l e s：a t h e r a n o s t i c a g e n t f o r u l t r a s o u n d c o n t r a s t i ma g i n g a n d p h o t o t h e rm a l t h e r a p y J A n g e w C h e m I n t E d E n g l，2 0 1 1，5 0：3 01 7

21、 3 0 21 2 7 袁亮，邹利光 磁性纳米粒 子肿瘤分子成像 研究及进展 J 放 射学实践，2 0 1 2，2 7：3 5 3 3 5 5 2 8 杨蕊梦，曹晶，余田，等 新 型 MR对 比剂 长循环超顺磁 氧化 铁脂质体纳米微粒 的体 内外 实验研究 J 中华放射学 杂 志，2 0 1 1，4 5：5 6 9 5 7 4 2 9 张琨，李健丁，张瑞平，等 抗血管 内皮生长 因子 MR靶 向 超顺 磁分 子探 针 的构 建及体 外大 肠癌 细胞显 像 的实验 研究 J 中华放射学杂志，2 0 1 0，4 4：8 4 8 9 3 0罗先 富，吴晶涛，胡晓华，等 C D 4 0突变体靶向 MR

22、分子成像 探针 制备及 体外卵巢 癌成像 的实验研究 J 中华放射 学杂 志，2 0 1 2，4 6：2 6 4 2 6 8 3 1 L i m E K，H u h YM，Y a n g J，e t a1 P H t ri g g e r e d d r u g r e l e a s i n g ma g n e t i c n a n o p a r t i c l e s f o r c a n c e r t h e r a p y g ui d e d b y mo l e c u l a r i m a g i n g b y MR I J A d v Ma t e r，2 0 1

23、 1，2 3：2 4 3 6 2 4 4 2 3 2 牛焕章，顾宁，余辉，等 碘油磁液 经肝动脉栓塞 热疗免 V X 2肝癌 的实验研究 J 中华放射 学杂志，2 0 1 0，4 4：3 1 6 3 2 2 3 3 We b s t e r T J，Wa i d MC，Mc k e n z i e J L，e t a 1 N a n ob i o t e-c h n o l o g y：Ca r b o n n a n o fi b e r s a s i mp r o v e d n e u r al a n d o r t h o p a e d i c i mp l a n t s J N a n o T e c h，2 0 0 4，1 5：4 8 3 4 张文征，王广文 纳米银抗菌材料研究 现状 J 化工新材 料，2 0 0 3，31：42 4 4(收稿 日期：2 0 1 1-0 5 0 5)(本文 编辑：侯 虹鲁)