纳米在生物医药、医学领域的应用

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1、纳米材料在生物、医药、医学领域的应用概述纳米技术是一门新兴的学科领域，是20世纪80年代末、90年代初才逐步发展起来的。21世纪初，随着美国实施全国纳米科技计划，带动了全世界对该学科的研究开发。纳米科技属于前沿、交叉性的科技领域，近几年，科技界更加注意纳米技术与其他技术的结合，譬如：生物技术、信息科学、认知科学等方面的结合，其应用也是相当广泛，应用于医学、航天、军工产品、民用产品等领域，在广泛的领域中应用，使得纳米科技受到了科学界和产业界的重视。纳米在生物、医学中的应用更是使得现代医学有了较大的发展空间，使人们在对生命探索、治疗疾病、卫生保健

2、等方面有了进一步的发展。国际社会纳米生物技术的研究范围注意涉及纳米生物材料、药物和基因运转纳米载体、纳米生物相容性人工器官、纳米生物传感器和成像技术，以及利用扫描探针显微镜分析蛋白质和DNA的结构与功能等重要领域。目前，国际上纳米生物技术在医药领域的研究已取得一定的进展。美国、日本、德国等国家均已将纳米生物技术作为21世纪的科研优先项目予以重点发展。1、纳米生物材料自古以来，人类文化的进步都是以材料的的发展为其标志，并在历史上以此来划分人类的时代，由石器走向铁器，发展到青铜器、钢、硅等材料，纳米技术的出现，又使得这些材料向深一步的领域拓展，加

3、深了材料在各个领域中的应用。纳米材料对生物医学的影响具有深远的意义，纳米医学的发展进程如何，在很大程度上取决于纳米材料科学的发展。纳米生物材料是指用于对生物材料进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的新型高技术纳米材料。纳米生物材料可以分为两类：一种是适合于生物体内应用的纳米材料，它本身既可以是具有生物活性的，也可以是不具有生物活性的，而仅仅易于被生物体所接受，且不引起不良反应；另一类是利用生物分子的特性而发展的新型纳米材料，它们可能不再被用于生物体，而被用于其他纳米技术或微制造。6纳米材料分为两个层次：纳米微粒和纳米固体。如

4、今，人们已经能够直接利用原子、分子进行生产、制备出仅包含几十个到几百万个原子的单个粒径为1~100纳米的纳米微粒，并把它们作为基本构成单元，适当排列成三维的纳米固体。纳米材料由于其结构的特殊性，表现出许多不同于传统材料的物理、化学性能。在自然界，天然纳米生物材料早就存在，自然界的蛋白质就有许多纳米微孔；人类及兽类的牙齿也是由纳米级有机物质所构成。在医学领域中，纳米材料也已经得到成功的应用，最引人注目的是作为药物载体，或制作人体生物医学材料，如人工肾脏、人工关节等。国外用纳米陶瓷微粒作载体的病毒诱导物也取得成功。由于纳米微粒比红细胞还要小很多，

5、因此，可以在血液中自由运行，从而在疾病的诊断和治疗中发挥独特的作用。在纳米生物材料研究中，目前研究的热点和已有较好基础及做出实质性成果的是药物纳米载体和纳米颗粒基因转移技术。这种技术是以纳米颗粒作为药物和基因转移载体，将药物、DNA和RNA等基因治疗分子包裹在纳米颗粒之中或吸附在其表面，同时也在颗粒表面耦联特异性的靶向分子，如特异性配体、单克隆抗体等，通过靶向分子与细胞表面特异性受体结合，在细胞摄取作用下进入细胞内，实现安全有效的靶向性药物和基因治疗。纳米材料可以有许多种分类方法，综合这些分类方法，按照纳米生物材料的材料性质，纳米生物材料可以

6、分为无机纳米生物材料、有机纳米生物材料、纳米复合材料。纳米生物材料对人类有着重要作用，纳米材料有许多不同于块体材料的性质，这些性质使得纳米生物材料有着独特的作用，因此，世界许多国家都展开对纳米生物材料的研究。纳米生物技术是目前国际生物技术领域的最前沿的研发热点，美国、日本、德国等发达国家已将纳米生物技术列入其国家重点发展领域，斥巨资投入该项研究。纳米生物技术的迅速发展，为其在生物医药领域的应用带来了机遇。目前，在国际纳米研究处于领先的国家有美国、日本、德国、中国等，美国将纳米生物医药列为突破重点，主要内容为：在分子生物学中的应用、疾病早期检测

7、和治疗、纳米药物运输、纳米仿生、组织工程中的关键纳米技术、人机通讯中的纳米技术。日本凭借其发达的半导体精细加工技术以及产—学合作的竞争优势，在纳米器件、复合纳米结构以及分子电子学技术领域均处于全球领先地位，6其纳米生物技术的研究重点包括对体内病灶进行诊断和治疗的微型系统、纳米仿生材料。德国在纳米材料、纳米测量技术、超薄膜的研发领域具有很强的优势，其纳米生物技术的研究重点包括：先进的药物传递方式、生物分子或复合物的处理操纵和探测、具有生物实体的纳米电子学、生物实体界面的研究生物实体的电子探测。中国开始研究纳米技术在时间上几乎与国外同步，中国纳米

8、生物技术的发展重点为：用于治疗恶性肿瘤的纳米靶向药物载体、医用纳米生物材料、纳米生物传感器、纳米肥料和农药。2、纳米材料在医药、医学领域的应用目前纳米材料在生物医学