纳米在生物医药、医学领域的应用

纳米材料在生物医学、医学领域的应用，集团：105562117 - 105562122，由于纳米材料在生物学和医学领域的应用，现代医学有更大的发展空间，使人们在生命探索、疾病治疗、健康管理等方面有更大的发展。国际社会的纳米生物技术研究范围集中在纳米生物材料、药物和基因操作纳米载体、纳米生物相容性人工器官、纳米生物传感器和成像技术、利用扫描探针显微镜分析蛋白质和DNA的结构和功能等重要领域，目前国际纳米生物技术在医学领域的研究取得了一定进展。美国、日本、德国等都致力于将纳米生物技术作为21世纪科学研究的优先事项。纳米生物材料是一种新的尖端纳米材料，用于诊断、治疗、修复或替换受损的组织或器官，或提高其功能。纳米生物材料可以分为适合在体内使用的纳米材料：两类，其本身可以是生物活性或非生物活性，容易被生物体接受，不会引起不良反应。另一类是利用生物分子的特性开发的新纳米材料，这些特性不再用于生物体，可以用于其他纳米技术或微制造。1 .在纳米生物材料、纳米生物材料研究中，目前的研究热点和取得了更好的基础和实际结果，是药物纳米载体和纳米粒子基因转移技术。该技术将纳米粒子用作药物和基因转移向量，将药物、DNA、RNA等基因治疗分子包裹在纳米粒子上或吸附在其表面，同时在粒子表面结合特定的配体、单克隆抗体等特定的目标分子，结合目标分子和细胞表面特异性受体，通过细胞摄取作用进入细胞内，实现安全有效的目标剂和基因治疗。纳米生物材料对人类起着重要的作用。纳米材料与砌块材料有很多不同的特性。这些特性使纳米材料发挥独特的作用，因此，世界上很多国家都开始研究纳米生物材料。纳米生物技术是目前国际生物技术领域最尖端的研究和开发热点，美国、日本、德国等发达国家将纳米生物技术引入本国的主力开发领域，在这项研究上投入巨资。纳米生物技术的迅速发展给其在生物医学领域的应用带来了机会。目前引领国际纳米研究的国家有美国、日本、德国、中国等，美国将纳米生物医学作为划时代的焦点，主要内容包括分子生物学中的应用、疾病的早期检测和治疗、纳米药物运输、纳米仿生、组织工程的核心纳米技术、人机通信的纳米技术。日本在纳米装置、复合纳米结构及分子电子技术领域，凭借尖端半导体微加工技术及生产-学习合作的竞争优势，以着重于诊断和治疗体内病变的微系统、纳米仿生材料等为中心，引领纳米生物技术领域。德国在纳米生物技术的研究领域具有很大的优势，如先进的药物传递方式、生物分子或复合体的处理操作和检测、具有生物体接口的纳米电子学、具有生物体接口的研究生物体的电子勘探等。中国从时间上开始将纳米技术与国外几乎同步，中国的纳米生物技术集中在用于治疗恶性肿瘤的纳米目标药物载体、医用纳米生物材料、纳米生物传感器、纳米肥料、杀虫剂等上。2，纳米材料在医学、医学领域的应用，目前在生命医学领域广泛应用，纳米材料在基础医学、药学、临床医学和预防医学领域的作用不容忽视。纳米材料在生物医学中被检测和诊断。药物治疗及健康预防等都很发达，应用2.1纳米材料的医学检查诊断技术，生物医学源于诊断，没有好的诊断手段，也没有好的治疗和预防，随着目前科学技术的发展，诊断手段越来越明显，进步，取得了前所未有的发展。纳米材料主要应用于检查诊断三个方面。即利用纳米材料追踪生物体内的活动，判断生物体内元素的积累和排除。利用纳米粒子的极高传感灵敏度，早期诊断疾病。利用纳米材料的特性测试试验样品，辅助治疗。在特定应用领域，量子点的荧光效果、磁性纳米材料的磁性效果、纳米材料的吸附等具有代表性。使用具有2.2纳米材料的药物治疗、生物相容性、生物降解、药物缓释和药物目标转移等良好特性的纳米生物材料在药物治疗中取得了巨大成功。药物纳米载体具有高靶点、药物调节释放、不溶性药物的溶解度和吸收率提高、提高药物疗效和减少毒性副作用等优点。纳米粒子作为基因载体有几个重要的优点，纳米粒子可以包裹、浓缩和保护核苷酸，使其免受核酸酶降解的影响。比表面积、生物亲和力、表面结合特定目标分子，容易遗传治疗的特异性；循环系统的循环时间比一般粒子长得多，在一定时间内不会像一般粒子一样迅速被吞噬细胞去除。缓慢释放核苷酸，有效延长作用时间，保持有效产物浓度，提高转染效率和转染产物的生物利用率。代谢产物少，副作用少，没有免疫排斥反应等。纳米粒子用作药物载体，磁性纳米粒子用作药物载体，在外部磁场的诱导下，聚焦患者部位，进行病变治疗，提高药效，减少副作用。使用金溶液制成的金纳米粒子连接抗原或抗体，可以进行免疫学的间接凝集实验，以进行快速诊断。此外，生物降解性高分子纳米材料可以作为药物载体植入人体特定组织部位，通过这种给药，可以直接在消化系统和肝脏中分解，防止药物起代谢作用，防止药物作用于全身。美国麻省理工学院的科学家们根据可降解聚乳酸(PLA)制成的微芯片，开发了准确剂量的药物传递系统，并被批准用于人体。近年来，生物可降解聚合物纳米粒子(NPs)在基因治疗的DNA载体和蛋白质、多肽、基因等半衰期短的大分子药物的口服释放载体上具有广泛的应用前景。药物纳米载体技术将改变恶性肿瘤、糖尿病、阿尔茨海默病的治疗。纳米抗菌剂和伤口敷料，Ag抑制细胞膜中蛋白质的活性，杀死细菌，纳米银颗粒制成的医用敷料对黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌等40多种临床常见的外科感染细菌具有很好的抑制效果。智能-靶向药物在超临界高压下细胞能“变软”，而纳米生物化学能微渗透，医药家能改变细胞基因，因此纳米生物化学最有力的应用是基因药物的开发。德国柏林医疗中心用葡萄糖分子包裹铁氧体的纳米粒子，溶解在水中，然后注入肿瘤部位，癌细胞部位被磁场完全封闭，通电时温度达到47 ，慢慢杀死癌细胞。这种方法已经在对老鼠进行的实验中取得了初步成功。密歇根大学正在开发一种20纳米专用的小型智能炸弹，它可以掌握癌细胞的化学特性，攻击癌细胞，甚至在单个细胞内引爆。3、纳米材料在生物医学领域的应用前景，3.1纳米材料的细胞分离和利用纳米复合材料的性能稳定性，一般与胶体溶液和生物溶液不反应的特性的细胞分离在医学临床诊断中具有广泛的应用前景。自20世纪80年代以来，纳米SiO2涂层粒子均匀分布在含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液中，迅速分离出所需细胞。目前，生物芯片材料已成功地用于单细胞分离、基因突变分析、基因扩增和免疫分析，如癌症等临床诊断中作为细胞内信号的传感器。伦敦的儿科医院、挪威理工大学、美国喷气推进实验室利用纳米磁性粒子从人体骨架液中分离出癌细胞，成功地治疗了生病的患者。美国科学家利用这项技术在肿瘤早期血液中检查癌细胞，实现癌症的早期诊断和治疗。3.2纳米机器人，近10年在癌症治疗、细胞开发和疾病检测中应用纳米材料，诞生了新领域-生物纳米技术。生物纳米技术在纳米尺度上认识生物分子的微观结构和功能之间的联系，并在此基础上按照研究者的意愿组合、组装，以满足人们的意愿，并制造出执行特定功能的生物纳米机器。美国哥伦比亚大学的科学家成功地开发了“纳米蜘蛛”微型机器人，在二维物体的表面行走。这个机器人可以沿着DNA的运行轨迹自由行走、移动、重定向和停止，还可以自由地在二维物体的表面漫游。据悉，这种“纳米蜘蛛”机器人的大小为4纳米，比人类头发直径的10万分之一小。这种“纳米蜘蛛”机器人的发明是几年前“蜘蛛分子”机器人的改进和升级，使其更加强大，这种纳米机器人不仅能自由地在二维物体的表面上行走，还能吞下面包屑。之前开发的DNA分子机器人也有步行功能，但不超过3个阶段的纳米蜘蛛机器人可以走100纳米的距离，相当于走50步。不久，人类将制造更精密复杂的机器人，为人类做更多的工作。例如，可以进入人体，治病，检查器官，清除体内垃圾。为人类做出更多贡献。纳米生物技术的国际研究范围是纳米