《碳纳米医用材料》ppt课件

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1、CarbonMaterialsinMedicalField主讲内容：Partone:碳纳米管类医用纳米材料Parttwo:石墨烯类医用纳米材料Partthree:其他类医用纳米材料Partone:碳纳米管类医用材料-概要DefinitionofNanotube:碳纳米管是由碳元素构成的一种具有中空管状结构，直径在几纳米至几十纳米之间（一纳米等于一百万分之一毫米），长度可达数微米（一微米等于一千分之一毫米）的新型碳纳米材料它是在1991年1月由日本筑波NEC实验室的物理学家饭岛澄男使用高分辨率分析电镜从电弧法生产的碳纤维中发现

2、的ChemicalStructureofNanotube:它是一种管状的碳分子，管上每个碳原子采取SP2杂化，相互之间以碳-碳σ键结合起来，形成由六边形组成的蜂窝状结构作为碳纳米管的骨架。每个碳原子上未参与杂化的一对p电子相互之间形成跨越整个碳纳米管的共轭π电子云Partone:碳纳米管类医用材料-应用Applicationone:药物载体系统碳纳米管可简单地看作是由碳原子组成的石墨烯片层卷成的中空管体,其直径在纳米尺度范围内。它在养料、药品供给系统方面有很大的应用潜力。高强度碳纳米管可在养料、药品供给系统与细胞之间形成圆筒

3、形的渠道，输送肽、蛋白质、质粒DNA或寡核苷酸等物质。Venkatesan等的研究表明碳纳米管可显著增强促红细胞生成素在大鼠小肠内的吸收率。这可望在将来解决口服促红细胞生成素吸收率低的问题Partone:碳纳米管类医用材料-应用Applicationtwo:生物传感器生物传感器的工作原理是将酶促反应过程中的化学、光学和热转换成电信号罗济文等研究了单壁碳纳米管修饰玻碳电极对L-半胱氨酸氧化的催化作用。L-半胱氨酸在单壁碳纳米管修饰玻碳电极上可产生不可逆的氧化峰。峰电位大大低于其在裸玻碳电极上的电位。该修饰电极可用于药物中L-半

4、胱氨酸的测定及其他领域唐婷等利用化学偶联法将末端修饰氨基的寡聚核苷酸固定在表面修饰有羧基化碳纳米管(CNTs-COOH)的金电极表面，制备新型核酸探针，可以特异性结合目标单链寡聚核苷酸。应用碳纳米管特有的纳米结构对检测结果的放大作用，提高了传感器的检测限和灵敏度另外有研究表明碳纳米管具有明显的促进生物分子的电子传递作用Singh等用经化学修饰的水溶性的功能性碳纳米管作为DNA质粒载体在哺乳动物细胞中成功表达了目的基因。并且通过透射电镜，琼脂糖凝胶电泳等方法对经不同基团修饰的碳纳米管与DNA结合形成的复合体进行了检测。结果显示

5、3种阳离子碳纳米管都可在不同程度上对DNA进行浓缩，碳纳米管的表面积与电荷浓度都达到了临界值。这说明功能性碳纳米管确实与DNA载体形成了某种物理化学性的结合Partone:碳纳米管类医用材料-应用Applicationthree:促进骨组织修复生长羟基磷灰石与占人体硬组织70%左右的无机质成分极为相似,具有优良的生物活性和生物相容性,是目前国际上公认的硬组织植入材料。但是,纯的羟基磷灰石的力学性能较差,不能用作承重植入体。而碳纳米管具有相当高的强度和韧性,还具有优异的电学、磁学、吸波等性能,是一种公认的超强一维增强材料。将其

6、与羟基磷灰石复合,有望在保持其生物相容性的同时,较大幅度的提高其力学性能,甚至使其产生磁性或吸波性,从而制成一种功能活性生物材料Partone:碳纳米管类医用材料-应用孙康宁等对碳纳米管/羟基磷灰石复合材料的制备工艺进行研究,结果显示加入碳纳米管后的碳纳米管/羟基磷灰石复合材料的弯曲强度与断裂韧性明显提高且以超声分散工艺所得复合粉体最佳。Price等和Elias等的研究还表明碳纳米纤维能促进成骨细胞的分裂、增殖。因此可以设想用碳纳米纤维促进成骨细胞的吸附与生长。他们希望将此种材料用于牙种植体表面的修饰，以提高其组织相容性。研

7、究者还指出碳纳米管较碳纳米纤维具有更优良的机械性能，但造价更高一些Applicationthree:促进骨组织修复生长另外，基于碳纳米管优越的表面、体积比，Webster等尝试用多壁碳纳米管与聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥复合成生物复合骨修复材料。实验证明，应用不同多壁碳纳米管与聚甲基丙烯酸甲酯配比浓度(多壁碳纳米管质量比2%～10%)制备的碳纳米管复合材料，能在不同程度上增强原有材料的静态和动态机械性能。而且随多壁碳纳米管浓度的增高，复合材料的机械抗疲劳及抗拉力参数总体呈上升趋势Partone:碳纳米管类医用材料-应用Applic

8、ationfour:促进神经再生,减少神经组织瘢痕产生美国的研究人员开发出了一种自组装液体，注射到体内即可凝固，形成一种类似于“脚手架”的结构，能向细胞发出有序的生物学信号，引导组织重建。这种“纳米脚手架”可以引导神经祖细胞选择性分化为神经细胞，这一成果有望产生新的治疗中枢系统瘫痪的方法W