现代医学终极版

1、原子物理学讨论课分工名单：武东亮 PPT讲解赵爱庆 杨文新 赵勐 蔺海 主题确定、查找资料、PPT策划魏萍 王晓阳 PPT制作幻灯片1 现代医学 与原子物理学 光电1302班第五组幻灯片2l 原子物理学是研究原子的结构、运动规律及相互作用的物理学分支.它主要研究：原子的电子结构；原子光谱；原子之间或与其他物质的碰撞过程和相互作用.l 经过相当长时期的探索,直到20世纪初,人们对原子本身的结构和内部运动规律才有了比较清楚的认识,之后才逐步建立起近代原子物理学.l 原子物理学的发展,也带动了现在医学的进步.幻灯片3lllll 纳米技术l 基于纳米粒子荧光特性的生物芯片研究：生物芯片是在很小几何尺度

2、的表面积上,装配一种或集成多种生物活性,仅用微量生理或生物采样、即可以同时检测和研究不同的生物细胞、生物分子和DNA的特性,以及它们之间的相互作用获得生命微观活动的规律.生物芯片可以粗略地分为细胞芯片、蛋白质芯片(生物分子芯片)和基因芯片(A芯片)等几类,都有集成、并行和快速检测的优点,已成为2l世纪生物医学工程的前沿科技.幻灯片4l 纳米技术l 纳米生物技术：因为纳米微粒的尺寸一般比生物体内的细胞、红血球小得多,这就为生物学研究提供了一个新的途径.即利用纳米微粒进行细胞分离、细胞染色及利用纳米微粒制成特殊药物或新型抗体进行局部治疗.采用纳米金属颗粒制成金属溶胶,接上抗原或抗体就能进行免疫学的

3、间接凝集试验,用于快速诊断.关于这方面的研究现在还处于初始阶段,但却有广阔的应用前景.还有人工红血球。l 美国的纳米技术专家Robert Freitas初步提出的人造红血球的设计,已成为纳米技术的标志性结果,当人的心脏因意外,突然停止跳动的时候,医生可以马上将大量的人造红血球注入人体,随即提供生命赖以生存的氧,以维持整个机体的正常生理活动.幻灯片5l 纳米技术l 纳米技术与生物医学材料：60年代末Hench用熔融法制出了CaONa20Si02P2O5玻璃,并发现这类材料具有与骨骼键合的能力,从而掀开了生物玻璃研究的新篇章.现已用溶胶-凝胶法制备出生物活性玻璃陶瓷,其粒子大小、形状和微孔结构均可

4、通过分子反应过程进行控制.随着生物技术和仿生技术的发展,这方面的工作将会成为材料科学的一个前沿.l 生物活性陶瓷又叫生物降解陶瓷，包括表面生物活性陶瓷和生物吸收性陶瓷。生物表面活性陶瓷通常含有羟基，还可做成多孔性，生物组织可长入并同其表面发生牢固的键合；生物吸收性陶瓷的特点是能部分吸收或者全部吸收，在生物体内能诱发新生骨的生长。幻灯片6l 纳米技术l 纳米探针：一种探测单个活细胞的纳米传感器,探头尺寸仅为纳米量级可以用于探测很多细胞化学物质,可以监控活细胞的蛋白质和其它所感兴趣的生物化学物质.幻灯片7lllll 纳米技术l 纳米导向药物和皮肤护理保健品：如果在人体外部加以导向,可利用纳米药物阻

5、断毛细血管饿死癌细胞,那么药物治疗的效果会大大提高.纳米颗粒还可以用于人体的细胞分离或细胞染色,也可以用来携带DNA进行DNA治疗基因缺陷.如果把纳米药物做成膏药贴在患处,药物可以通过皮肤直接被吸收,而无须针管注射,少去了注射的感染.纳米传感系统能进行病症的早期诊断,利用纳米材料还能制作耐用的人体友好的人工组织和器官、复明和复聪器件,提高病人的生活质量.幻灯片8l 纳米技术l 纳米技术在免疫分析方面的研究：将罗丹明分子6G分子吸附于Ag纳米粒子表面,利用SERS实现了单分子和单纳米粒子的检测,增强系数高达10的14次方,灵敏度甚至超过了荧光检测,不仅有极高的灵敏度(有可能实现单抗原或抗体分子的

6、检测).而且标记技术简单(易于在一个抗体分子上标记两种或多种燃料分子),光谱信息丰富(荧光分析，通常只显示一个较宽的发射峰而拉曼光谱显示多个狭窄的发射峰)在免疫分析中有广阔的应用前景.l 纳米粒径级载体替代病毒载体：从理论上讲,利用基因治疗的方法是可以通过修复那些异常的基因而治疗这种疾病的.但在实际的治疗过程中,基因治疗还存在着许多的因难,现在使用的方法还很原始.其中一个问题就是如何避开人体自身免疫系统而把外源基因导人体内细胞.目前,应用最多的是以自然界中存在的病毒作为基因治疗载体.但免疫学研究认为,用病毒作为基因治疗载体不可避免地会遇到严重的免疫反应问题,甚至置人死亡,此种病症在国外已有报道

7、.因此,在进行基因治疗时就需要一个安全的载体来代替传统的病毒载体.贝克及其同事研究出了一种树突状的多聚物,由于它有着精确的纳米结构和表面与内部都可以携带分子的特性,使之成为一个很好的DNA导入细胞的载体.在用大、小鼠实验中,结果表明这种载体没有任何毒副作用,而且基因转移效率很高,这样就解决了基因治疗中免疫反应这个难题.幻灯片9lll X射线l 物理作用穿透作用  穿透作用是指X射线通过物质时不被吸收的能力.X射线能穿透一般可见光所不能透过的物质.可见光因其波长较长,光子其有的能量很小,当射到物体上时,一部分被反射,大部分为物质所吸收,不能透过物体；而X射线则不然,因其波长短

8、,能量大,照在物质上时,仅一部分被物质所吸收,大部分经由原子间隙而透过,表现出很强的穿透能力. X射线穿透物质的能力与X射线光子的能量有关,X射线的波长越短,光子的能量越大,穿透力越强.X射线的穿透力也与物质密度有关,密度大的物质,对X射线的吸收多,透过少；密度小者,吸收少,透过多.利用差别吸收这种性质可以把密度不同的骨骼、肌肉、脂肪等软组织区分开来.这正是X射线透视和摄影的物理基础. 幻灯片10l X射线l 物理作用电离作用  物质受X射线照射时,使核外电子脱离原子轨道,这种作用叫电离作用.在光电效应和散射过程中,出现光电子和反冲电子脱离其原子的过程叫一次电离,

9、这些光电子或反冲电子在行进中又和其它原子碰撞,使被击原子逸出电子叫二次电离.在固体和液体中.电离后的正、负离子将很快复合,不易收集.但在气体中的忘离电荷却很容易收集起来,利用电离电荷的多少可测定X射线的照射量：X射线测量仪器正是根据这个原理制成的.由于电离作用,使气体能够导电；某些物质可以发生化学反应；在有机体内可以诱发各种生物效应.电离作用是X射线损伤和治疗的基础. l 荧光作用  由于X射线波长很短,因此是不可见的.但它照射到某些化合物如磷、铂氰化钡、硫化锌镉、钨酸钙等时,由于电离或激发使原子处于激发状态,原子回到基态过程中,由于价电子的能级跃迁而辐射出可见光或紫外线,

10、这就是荧光.X射线使物质发生荧光的作用叫荧光作用.荧光强弱与X射线量成正比.这种作用是X射线应用于透视的基础.在X射线诊断工作中利用这种荧光作用可制成荧光屏,增感屏,影像增强器中的输入屏等.荧光屏用作透视时观察X射线通过人体组织的影像,增感屏用作摄影时增强胶片的感光量.幻灯片11l X射线l 物理作用l 热作用物质所吸收的X射线能,大部分被转变成热能,使物体温度升高,这就是热作用.l 干涉、衍射、反射、折射作用这些作用与可见光一样.在X射线显微镜、波长测定和物质结构分析中都得到应用. 幻灯片12ll X射线l 化学作用Error! Reference source not found

11、.l X射线探伤仪幻灯片14ll X射线l 诊断和治疗l X射线诊断l X射线应用于医学诊断,主要依据X射线的穿透作用、差别吸收、感光作用和荧光作用.由于X射线穿过人体时,受到不同程度的吸收,如骨骼吸收的X射线量比肌肉吸收的量要多,那么通过人体后的X射线量就不一样,这样便携带了人体各部密度分布的信息,在荧光屏上或摄影胶片上引起的荧光作用或感光作用的强弱就有较大差别,因而在荧光屏上或摄影胶片上(经过显影、定影)将显示出不同密度的阴影.根据阴影浓淡的对比,结合临床表现、化验结果和病理诊断,即可判断人体某一部分是否正常.于是,X射线诊断技术便成了世界上最早应用的非刨伤性的内脏检查技术.l X射线治疗l X射线应用于治疗,主要依据其生物效应,应用不同能量的X射线对人体病灶部分的细胞组织进行照射时,即可使被照射的细胞组织受到破坏或抑制,从而达到对某些疾病,特别是肿瘤的治疗目的.l X射线防护l 在利用X射线的同时,人们发现了导致病人脱发、皮肤烧伤、工作人员视力障碍,白血病等射线伤害的问题,为防止X射线对人体的伤害