多壁碳纳米管的生物学效应研究进展-论文.pdf

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1、706中华劳动卫生职业病杂志2014年9月第32卷第9期ChinJIndHygOccupDis，September2014，Vo1．，．·综述·多壁碳纳米管的生物学效应研究进展鞠莉张幸杨军纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度白的灵敏检测，从而进行疾病诊断并在细胞水平上对治疗效范围(1～100nm)或由纳米粒子作为基本单元构成的材料。纳果进行评价。MWCNT还能促进骨组织的修复生长，促进神米粒子处于原子簇和宏观物体交界的过渡区域，是一种典型经再生，减少神经组织瘢痕产生。MWCNT的应用也给肿的介观系统，与常规尺度物质相比具有表面效应、小尺寸效瘤的诊断与治疗带来了新的机遇。应和宏观量子隧

2、道效应等【l_，因而展现出许多优异的理化性二、MWCNT的接触途径质。纳米产品广泛应用于多个领域，如烧伤和创口敷料、牙随着MWCNT在工业制造、纳米技术和生物医学等各个科、化妆品、光学和电子产品等。但是纳米材料造福人类的同领域的广泛应用，MWCNT已经以各种不同的方式进入环境时，也给环境和人群健康带来潜在危害。和生物体内。一、多壁碳纳米管性质及医学领域内的应用1．生产MWCNT及其制品时造成的职业接触：生产过程1991年日本专家饭岛博~lS(Iijima)在制取C60的阴极结中MWCNT可以散在分布或者聚集成团以气溶胶形式在工疤中首次采用高分辨隧道电子显微镜发现一种外径为515作场所空气中扩散

3、，直径约20—200nm，长度约103～106nm，nm、内径为213nm，仅由两层同轴类石墨圆柱面叠成的针状可以形成直条形、弯曲、卷曲等多种形状，不同生产方法产生物。这就是今天被广泛关注的多壁碳纳米管(Multi．walled的气溶胶的紧实度和大小不同[11≈。Han等【31报道在完全没有carbonnanotube，MWCNT)。MWCNT结构类似于石墨的六边防护设备情况下，MWCNT称重时空气中粉尘颗粒浓度可达形网络组成的管状物，简单的可看成由碳原子形成的多层同37g／m3，而在混合搅拌时高达430咖。在混合搅拌过程心石墨烯片层卷成的无缝、中空的管状物质，两端由富勒烯中进行个体和台面采样

4、，经透射电镜分析MWCNT气溶胶颗半球封帽而成，直径不超过50nm，长度则可达到数微米，甚粒浓度分别达193．6和172．9根／cm。。封闭操作及通风除尘至数毫米。后，MWCNT气溶胶浓度大大降低，但是仍有0．018—0．05根／MWCNT具有比表面积大、高纵横比及完美的六边形连cm。生产操作中佩戴的手套及管道清洗过程中的废液也含接结构，使其不仅具有特殊的电化学特性，还有良好的光学有一定量MWCNT颗粒，被废弃后如不妥善处理，表面附着及储氢特性。MWCNT具有极高的强度和极大的韧性，理论值的MWCNT颗粒通过直接接触或者形成气溶胶漂浮于空气估计杨氏模量可达5TPa，强度约为钢的100倍，而重量

5、密度中，成为潜在的污染源㈣。却只有钢的1／6，被科学家称为未来的“超级纤维”，因此2．环境暴露：MWCNT产品越来越多地应用在各个领域，MWCNT是目前最常用的纳米材料之一。在医学领域，充分利接触机会大大增加。MWCNT的生物持久性和亲脂性特点，用了MWCNT的管状结构特点，在其外表面非共价吸附各种很容易在动植物中存留下来随着生物链传递，最终危害人群分子或者共价键结合各种化学基团(示踪性／靶向性／治疗性健康[14-15】。MWCNT具有大的比表面积，可以吸附和转移环境基团)，内部包埋多种小分子，大大提高了其表面负载率，也中一些有机污染物、金属等-81。Yang等曾发现MWCNT对实现了增溶和靶

6、向等需求，加之其微型、灵敏、精确的特点，多环芳烃(PAHs)有很强的吸附力，增加了释放在环境中PAHs在生物医学领域得到广泛应用。如生物医学压力，气体／电磁的破坏性。此外，环境中的理化因素，如PH值变化、紫外线传感器，医学微电子器件(微型电路的导线、开关、记忆原照射等可以改变原有产品中MWCNT的性质，使得不易逸散件)，人工材料(人工肌肉纤维，细胞养料、药品供给系统的新的MWCNT脱落下来，增加了进入生物体的机会【l9-2o1。职业场材料与人造毛细血管)，组织工程支架(为细胞生长及组织再所和环境中MWCNT大都经呼吸道、皮肤等途径进入体内。生提供诱导和支持)，基因、多肽、蛋白质及小分子药物和疫

7、3．医疗过程中的接触：随着越来越多的MWCNT被用于苗的转运工具等。此外，MWCNT在近红外区域有荧光信疾病治疗、药物转运等，增加了经消化道、静脉等途径暴露的号，而在这个区域细胞本底荧光较小，不会产生干扰，因此可可能性。MWCNT可穿越血脑屏障、血睾屏障、胎盘屏障等其以用MWCNT的近红外荧光特性实现对细胞表面低表达蛋他材料难以穿越的屏障，与不同的器官组织产生特殊的毒性。三、MWCNT生物学效应研