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1、 纳米材料在医药领域的应用及发展【摘要】纳米材料优异的性能和全新的功能在医学领域展示出广阔的应用前景，为现代疾病的诊断与治疗、现代药物的开发与创新提供了崭新的技术手段和工具。【关键词】纳米；医药；应用 1.引言 纳米材料（又称为超微颗粒材料）由纳米粒子组成。粒子尺寸范围在 1100 nm 之间。由于纳米材料具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面和宏观量子隧道效应等1，因而在性能上与相同组成的传统概念上的微米材料有非常显著的差异，表现出许多优异的性能和全新的功能，已在许多领域展示出广阔的应用前景，引起了世界各国科技界和产业界的广泛关注。随着人们研究的深入，纳米材料已广泛应用于医药领域，为现代疾病的诊
2、断与治疗、现代药物的开发与创新提供了崭新的技术手段和工具。例如：Drezek等专门研究用于体内组织病理的光学成像技术，正在开发一种仅在遇到特定分子时发光的成像试剂。通过可降解的多肽交联剂与金纳米粒连接在一起，得到了一种分子成像试剂，在与特定分解酶结合时才改变颜色2。此外，纳米雄黄、纳米磁石以及纳米胰岛素口腔喷剂等已相继研制成功，并且显示出良好的药理药效作用，其发展前景十分乐观。如林本兰等人制备磁性纳米粒阿霉素白蛋白微球靶向抗癌药物3，4。2.纳米材料在医学领域中的应用 在医学领域中，纳米材料应用于疾病的诊断和治疗，如肿、瘤、心血管病、传染病等重大疾病的诊治方面显示其重大的意义。2.1 疾病诊断
3、方面的应用5 2.1.1 影像学诊 通过将纳米大小的成像试剂靶向到肿瘤或身体其他特定部位，可为疾病诊断提供一种更快捷、对人体损伤更小、更精确的手段。2.1.2 实验室诊断 一种具有超高灵敏性激光单原子分子探测术问世了，它可通过人的唾液、血液、粪便以及呼出的气体，及时发现人体中哪怕只有亿万分之一的各种致病或带病游离分子。2.1.3 植入传感器诊断 利用纳米级微小探针技术，可向人体内植入传感器，根据不同的诊断和监测目的，可定位于体内的不同部位，也可随血液在体内运行，随时将体内的各种生物信息反馈于体外记录装置。此项技术有可能成为 21 世纪医学界常用的手段。2.1.4 细胞分离诊断 目前生物芯片材料
4、已成功运用于单细胞分离、基因突变分析、基因扩增与免疫分析（如在癌症等临床诊断中作为细胞内部信号的传器）。美国等科学家利用纳米磁性粒子成功地分离出人体骨髓中癌细胞，从而达到检查细胞，实现癌症的早期诊断和治疗。病理诊断方面，目前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结构改变，以解决现有的良恶性肿瘤及细胞来源判断不准确的难题。2.1.5 遗传病诊断方面 为判断胎儿是否具有遗传缺陷，以前常采用价格昂贵并对人体有损害的羊水诊断技术。如今应用纳米技术，可简便安全地达到目的。妇女怀孕 8 周左右，在血液中开始
5、出现非常少量的胎儿细胞，用纳米微粒很容易将这些胎儿细胞分离出来进行诊断。纳米颗粒对关节疾病的诊断6，利用准弹性激光散射技术所测量的关节液纳米颗粒的平均粒度数据，可较易分析和判断所检查关节经历的病理生理变化。2.2 疾病治疗方面的应用 2.2.1 基因方面7 如今纳米材料问世，在纳米尺度上建造的设备已使科学突飞猛进。纳米技术为当前基因疗法中的难题提供一些解决办法，并为癌症和糖尿病等顽症的疗法带来显著的疗效。器官移植方面，纳米科技所要做的是寻找生物兼容物质。纳米无机材料 Fe3O4 是一种天然无机磁性材料，对细胞毒性小，且容易被代谢。对磁性 Fe3O4 晶粒表面加以修饰8，使其包覆一层或多层生物高
6、分子，如多聚糖，蛋白质等而形成核壳式结构，可增加材料的生物相容性；将使 Fe3O4 颗粒作为理想的基因载体成为可能。纳米磁粒靶向基因治疗动脉闭塞性疾病实验研究。张铁民等人9采用共沉淀法合成了纳米级磁粒，以逆转录聚合酶链式反应法（RT2PCR）克隆人血管内皮生长因子基因并构建高拷贝的真核表达质粒，应用乳化复合技术合成磁粒基因复合微球。使用纳米磁粒靶向 VEGF 基因治疗实验性血管闭塞性病变疗效显著，安全可靠，创立了一种新的基因治疗闭塞性血管病的方法。2.2.2 肿瘤研究方面 现在研究成的极其细小的氧化铁纳米颗粒10，可注入病人的癌瘤中，然后将患者置于可变的磁场中，使病人癌瘤中的氧化铁纳米颗粒升温
7、 46 左右，烧毁癌瘤细胞，而其周围的健康组织不会受到伤害。另一种纳米壳，将其金质涂层贴在特定的束缚肿瘤细胞的抗体上，过充分加热纳米壳也能杀死癌细胞。也可把药物与这种氧化铁纳米颗粒结合注入患者体内，在外磁场作用下，使其向病变部位集中，从而达到定向治疗和提高疗效的目的。我国研发的纳米药物载体治疗恶性肿瘤技术已取得显著成果，最近将转入临床试验阶段。张阳德教授介绍，这种新疗法是把原有的治癌药物稀释分解后的产物吸附在纳米颗粒上，然后再把带药的纳米颗粒利用靶向技术，直接作用于患病细胞，并在患病细胞上缓慢释放和分解药物，可望征服部分恶性肿瘤。3.纳米科技在医药领域的发展前景 未来 20 年纳米与医药学的联
8、系更为紧密，其趋势为：纳米材料将使诊断、检测技术向微观、微量、微型、微创或无创、快速、实时、动态、功能性和智能化的方向发展；应用于分子间的相互作用、分子复合物和分子组装的研究，将在病毒结构、细胞器结构细节和自身装配机理上取得进展；将使药物的作用实现器官和细胞内结构靶向化，这样不但减少了药物在其他健康细胞上的毒副作用，也提高了药物的稳定性、生物利用度和疗效，还可降低制药成本。随着世界上大量人力物力财力的投入，随着人们研究的深入，在科技高速发展的环境下，二十一世纪纳米技术将推动信息、医学、自动化及能源科学的迅速发展，给人类带来新的变化，引导 21 世纪又一次科技产业革命。参考文献：1王天赤，路嫔，
9、车丕智，等.纳米材料的特性及其在催化领域的应用J.哈 尔滨商业大学学报（自然科学版），2003，8：501502.2纳米医药传递系统英/shafer cDr.Discov Today.2005，l0（23/24）：1581.3张晓琨，于滨.纳米技术在中药研究中的进展J.中华中医药杂志（原中国医药学报），2007，22（7）：465467.4林本兰，沈晓冬，崔升，等.磁性纳米粒阿霉素微球制备的初探J.中国医院药学杂志，2005，25（5）：424426.5陈伙德，贾振斌，邱敏，等.纳米材料在医药领域中的应用与展望J.广东化工，2008，10（35）：9395.6吴昊，屠美，姚平，等.关节液中纳米颗粒的测量对关节疾病诊断的意义J.中国病理生理杂志，2007，23（1）：173177.7陈伙德，贾振斌，邱敏，等.纳米材料在医药领域中的应用与展望J.广东化工，2008，10（35）：9395.8何喜生，徐雪青，沈辉，等.纳米靶向材料在基因治疗中的应用J.工新型材料，2005，33（8）：1820.9张铁民，许军，姜洪池，等.纳米磁粒靶向基因治疗动脉闭塞性疾病的实验研究J.中华普通外科杂志，2004，19（8）：669701.