纳米材料与纳米技术rr

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1、《纳米材料与纳米技术》论文纳米材料在医疗器械中的应用及常见制备方法学号：205080120姓名：郭鑫0引言随着纳米技术研究的不断深入,各种各样的纳米材料被赋予了更多更好的性能,已被广泛应用到建筑涂料、环境净化、医疗、医药、陶瓷、塑料、纺织品、纸制品、化妆品等领域，伴随着医疗器械行业的迅猛发展,各种各样的纳米医疗器械也越来越多地应用于临床，我国尽管对纳米技术的研究起步较晚,但近几年纳米技术产品层出不穷,尤其在医疗器械行业。本文简单综述了纳米材料在医疗器械中的应用、合成与制备中常用的几种方法。1纳米材料在医疗器械

2、中的应用1.1纳米银在医疗器械中的医用在多种使用了纳米技术的医疗器械中，目前应用最广泛的是纳米抗菌剂，如纳米ZnO、TiO2、SiO2、纳米银以及SiO2与纳米银的复合抗菌剂等，其中又以纳米银作为抗菌剂最为普遍。我国已经发放的国内企业生产的涉及纳米技术的医疗器械产品有医用绷带、敷料、贴剂、凝胶剂、栓剂、洗液、泡腾片、喷雾剂、冲洗器、避孕套等多种不同的规格型号，但所有产品都基于纳米银的抗菌机理。纳米银抗菌敷料主要是将含纳米银的抗菌剂与医用纱布或非织造布进行有效复合，由于纳米银粉体对各种纤维材质无亲和力，因此需借

3、助无毒、对皮肤无刺激性过敏反应，一次性牢固好的粘合剂[1]，纳米银敷料较之传统灭菌纱布在抗感染促进伤口愈合方面有明显优势，并能延长换药时间间隔，有效缩短治疗时间。关于纳米银的杀菌作用原理，多数学者认为超细状态银由于其比表面积极大，遇水或在水溶液中产生银离子[2]，银离子扩散到微生物的细胞内，破坏细胞内的蛋白质结构，引起细胞代谢障碍。也有人认为纳米银颗粒利用其小尺寸效应和表面效应，可直接进入菌体与氧代谢酶(–SH)结合，使菌体窒息而死；能和细菌细胞壁上暴露的肽聚糖反应，产生可塑性化合物，阻止病菌活动，杀死病菌；

4、银可以和病原体的DNA结合，导致细菌DNA结构变异,抑制了DNA复制，导致病菌失去了活力。纳米银粒子通常在低浓度下可显示抗菌效能，其抗菌性与纳米粒子的总表面积有关[3],与目前使用的所有抗生素不同，细菌对银离子不产生耐药性[4]。1.2纳米陶瓷在医疗器械中的应用纳米陶瓷是20世纪80年代中期发展起来的一种新型纳米材料，纳米陶瓷的显微结构中，晶粒、晶界以及它们之间的结合都处在纳米水平，决定陶瓷性能的主要因素是晶粒、晶界、气孔或裂纹的组合性状，其中最主要的是晶粒尺寸问题[5]。由于晶粒等的小尺寸效应和表面效应，使

5、纳米陶瓷的强度、硬度、韧性和超塑性都大为提高，在室温下就可以发生弯曲变形和塑性变形，TiO2(晶粒8nm)和CaF2这两种纳米陶瓷在180˚C时，在外力作用下出现正弦型塑性弯曲变形，即使是已经有裂纹的TiO2纳米陶瓷也还能承受一定程度的塑性弯曲而不会造成裂纹扩展。传统的氧化物陶瓷已经是生物医学的一种重要材料，如人工骨骼、人工关节、骨螺钉、人工齿、耳听骨修复体等，利用纳米陶瓷的优越性能,人工器官的制造和临床应用的范围得到了进一步扩大。1.3纳米碳管在医疗器械中的应用纳米碳管是1991年在实验室里发现的，是一种新

6、型纳米材料。纳米碳管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，它是碳的一种同素异形体，由几十到几百个碳原子所构成。纳米碳管有各种形态，其中最简单的纳米碳管为“单壁碳管”，其直径约为0.4nm，最长不超过100nm；更常见的纳米碳管为多层碳管，称为“多壁碳管”，由多个同心圆筒状碳原子所组成，其直径最大可达100nm，长度可达数百微米。在形形色色的纳米材料中，纳米碳管这一全新材料的未来，最为医疗器械业人士看好，所以，纳米碳管一经

7、发现，就引起了各国科学家的广泛关注，积极致力于各种相关新产品的开发和研究，德国巴斯夫公司和拜耳公司均为国际纳米碳管开发商中的佼佼者。当然，目前纳米碳管在医疗器械中的应用大多处于研究试验阶段，还没有真正使用于临床。纳米碳管的伸缩性和灵敏度超过了迄今任何人造材料，具有良好的表面、机械和电学特性，而且随着外加电压的变化，碳管的长度会规律地伸展或收缩，利用这一特性，可制成人造肌肉纤维，用于人类肌纤维的移植和修复[6]。据2008年4月16日澳大利亚广播公司网站报道，美国的科学家日前称，他们最近以碳纳米管作为电极，取代

8、传统材料中含金属的膜，成功地研制出一种新型的人造肌肉，克服了有些人造肌肉因为体积大而撕裂，产生不平衡的膜厚度和不规则粒子，从而导致肌肉失灵的缺点，它的伸缩性和自我愈合的能力可以和人的肌肉相媲美。纳米碳管在修饰电极、原子显微镜探针、气体传感器等方面的研究正方兴未艾，相信在不久的将来，它们将在临床检验、检测、诊断、对病人的监控等方面，产生更大的作用。1.4其他纳米医疗器械美国科学家利用纳米技术，正在开发