纳米医学诊断和治疗技术探究新进展

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1、纳米医学诊断和治疗技术探究新进展　　[摘要]本文介绍对近期在纳米科学与技术与医学的交叉研究和所发展的用于疾病诊断和医疗新型纳米材料等新进展。利用纳米技术将生物分子的识别功能与纳米粒子的光、电、磁功能结合在一起，在造影成像技术、新型诊断方法和快速诊断等方面已取得了重要进展。将纳米技术应用于靶向和环境响应性纳米药物输送体系已成为近年来治疗领域的热点和重点。治疗一体化的纳米材料体系是一个有望满足医疗需求的纳米医学新方向。[关键词]纳米诊断材料；纳米医药；纳米靶向药物传输；环境响应性纳米给药体系[中图分类号]R446[文献标识码]A[文章编号]1673-7210（2013）02（c）-00

2、25-0414作为医学领域中的新兴分支学科，纳米医学主要研究纳米尺度的生命现象，从纳米尺度来进行原来不可能达到的医疗和防治。这是因为当材料的结构基元尺寸小到纳米量级的时候，其性能会有意想不到的变化；同时纳米量级与生命物质的结构单元尺度相匹配，能更加有效的与生物体进行物质和能量交换，从而提高治疗效果。纳米医学可分为两大类：一是传统分子医学的延伸，即在分子水平上进行医学研究，基因药物和基因疗法等就是代表性实例；二是把化学和材料领域的纳米研究新成果引入医学领域，如发展新型纳米材料并用于疾病诊断和医疗等。很多纳米材料都展现出诱人的医学应用前景。这些新方法极大地促进了纳米医学概念的形成，吸引

3、了众多基础研究和临床实验兴趣。经过近二十年的大发展，纳米材料用于诊断的方法学已日趋完善，国际上研究重点正逐渐转移到使用纳米材料进行疾病治疗。国际上纳米医学发展标志性事件包括于2004和2005年分别新出版的专业期刊Nanomedicine、Nanomedicine：NBMNanotechnology，BiologyandMedicine和IntJNanomedicine等。前些年曾有国内学者分别归纳过该领域进展，如纳米技术在癌症早期诊断和治疗中的部分研究进展[1]，叶成红等[2]归纳了纳米技术在止血材料、骨科移植材料、血管支架材料等领域的研究进展。鉴于该领域发展很快，本文将纳米医学

4、诊断与治疗技术研究最新进展进行综述。1纳米诊断材料14癌症早期精准检测诊断对其治疗具有重要的意义，目前，许多癌症患者因种种原因未能在早期检出，因而延误了病情。以肠癌为例，我国早期临床诊断率低于20%，超过80%患者确诊时已发展至中晚期。如能发展更为方便灵敏的早期检测方法，早治疗，术后5年生存率可达90%以上。肿瘤发生是多种基因参与的结果，肿瘤的浸润与转移表达能够用一套分子标志物来预测与表征[3]。肿瘤标志物的传统检测方法存在敏感性与特异性方面的问题。对于早期诊断来说，诊断灵敏度是其中至关重要的因素。利用纳米粒子的独特的光、电、热、磁和力学性能，可以显著增强检测的灵敏度与特异性，纳米

5、技术推动了疾病诊断技术的快速发展。目前，基于纳米粒子的肿瘤疾病诊断技术主要包括早期肿瘤标志物检测技术、活体动态多模式影像诊断技术等。例如，将能够识别肿瘤细胞表面受体的特异性配体与纳米粒子结合，待纳米粒子与肿瘤细胞特异性结合后，利用物理方法如测试传感器中的磁讯号、光讯号等，通过成像系统显影，能够对体内是否存在恶性肿瘤进行早期诊断。除了诊断功能外，利用纳米诊断材料与肿瘤细胞结合的特性，进行肿瘤细胞示踪与捕获杀灭，实现诊断-治疗一体化是肿瘤纳米诊断治疗技术的重要目标，也是本领域的研究热点[4-5]。量子点又称半导体纳米微晶体，直径1～10014nm，是半径小于或接近于激子玻尔半径的一类半

6、导体纳米粒子。量子点具有一般纳米微粒的基本性质如表面效应、体积效应和量子尺寸效应，在激发光的诱导下会产生荧光，具有宽的激发光谱、窄的发射光谱、可精确调谐的发射波长、可忽略的光漂白等优越的荧光特性，是一类应用于光学分子影像的纳米材料，可以同时使用多种颜色的探针而不会发生波谱重叠现象。量子点被用作荧光探针用于细胞的标记和光学探针，特别适合于活体细胞成像和多组分同时检测。为某些肿瘤的早期诊断提供一种新型分子诊断手段。同时，量子点又可以作为一种新型的光敏化试剂用于某些肿瘤光动力学治疗。化合物半导体量子点尚存在毒性问题，最近发展的碳量子点具有生物相容性优异的特点，有望真正获得临床应用。金纳米

7、粒子因为其独特的表面等离子共振效应被用作光学造影剂和传感器[6]，其具有良好的生物相容性和稳定性，尤其是具有较高的电子密度和X射线吸收系数，在100KeV下，金的吸收系数是碘造影剂的2～3倍，可用于肿瘤的诊断等。利用金纳米颗粒结合杂交DNA片段，能够很容易地穿透细胞膜进入细胞核与核内染色体结合，并具有较高的特异作用。碳量子点是2004年发现的一种新型碳材料[7]，与传统量子点和有机染料相比，不仅拥有发光范围可调，双光子吸收截面大，光稳定性好，无光闪烁，而且碳材料毒性小