纳米技术在医学中的应用

纳米材料和技术在医学中的应用

应101-4 刘明秀 [1**********]5

摘要：随着纳米材料及纳米技术的不断发展，纳米材料以其独特的结构和理化性质在精细陶瓷、微电子学、生物工程、化工、医学等领域得到了成功应用，使得纳米材料及其技术成为目前科学研究的热点之一。纳米材料和技术在医学领域得到了飞速发展，在一些疑难疾病的治疗上取得了明显进展。本文对纳米技术及纳米材料在生物医学上的研究现状及进展进行综述，并简单探讨了纳米医学的发展前景。

关键词：纳米材料；纳米技术；生物医学；纳米传感器；诊断；肿瘤治疗；骨修复材料

引言

纳米材料和技术是20世纪90年代成熟起来的一个学科领域,这是继互联网、基因之后世界各国竞相逐鹿的又一个焦点，被认为是2 1世纪的又一次产业革命。

纳米技术、信息技术及生物技术将成为世纪社会经济发展的三大支柱。纳米科技的兴起，对我国提出了严峻的挑战，同时也为我国实现跨越式发展提供了难得的机遇。纳米材料是纳米科技的基础，功能纳米材料是纳米材料科学中最富有活力的领域，它对信息、生物、能源、环境、宇航等高科技领域，将产生深远的影响并具有广阔的应用前景。

纳米技术与医学的结合形成了新兴边缘学科——纳米医学,即在分子水平上利用分子工具和人体相关的知识,从事疾病的诊断、治疗、预防和保健等。纳米技术与医学相结合，促进了基础医学技术的完善、临床诊断技术的革新及治疗水平的提高，兴起了纳米医学诊断技术、组织修复和再生医学中的纳米材料、纳米药物载体，纳米药物、纳米中药、及纳米医学材料安全性等一系列技术。

正文

1纳米材料

1.1纳米材料的定义及结构分类

纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级(10 nm)的超细材料。它的微粒尺寸大于原子簇,小于通常的微粒,一般为1~10nm。它包括体积分数近似相等的两个部分:一是直径为几个或几十个纳米的粒子,二是粒子间的界面前者具有长程序的晶状结构,后者是既没有长程序也没有短程序的无序结构[1,2]。

纳米材料的分类：零维、一维、二维和三维纳米材料

（1）零维纳米材料：类似于点状结构，立体空间的三个方向均在纳米尺度， 如纳米粒子、原子团簇等。

（2）一维纳米材料：类似于线状结构，立体空间的三个方向中的两个在纳米尺度，如纳米线、纳米棒、纳米管等。

（3）二维纳米材料：类似于面状结构，立体空间的三个方向中的一个在纳米尺度，2 9

如纳米薄膜、纳米多层膜、超晶格薄膜等。

（4）三维纳米材料：在三维空间中有上述纳米材料的块体，如纳米陶瓷等。

C60结构示意图 碳纳米管

纳米粒子光学薄膜 纳米陶瓷滤芯

1.2纳米材料的性质

（1）纳米材料的体积效应

当纳米粒子的尺寸与传导电子的德布罗意波相当或更小时，周期性的边界条件将被破坏，磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化性及熔点等都较普通粒子发生了很大的变化，这就是纳米粒子的体积效应。

（2）纳米材料的表面效应

表面效应是指纳米粒子表面原子与总原子数之比随着粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。

（3）纳料材料的量子尺寸效应

粒子尺寸下降到一定值时，费米能级接近的电子能级由准连续能级变为分立能级的现象称为量子尺寸效应。在纳米粒子中处于分立的量子化能级中的电子的波动性带来了纳米粒子一系列特性，如高的光学非线性，特异的催化和光催化性质等。

（4）纳米材料的宏观量子隧道效应

微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。近年来，人们发现一些宏观量，例如微颗粒的磁化强度、量子相干器件的磁通量以及电荷等亦具有隧道效应它们可以穿越宏观系统的势垒产生变化，故称为宏观的量子隧道效应。用此概念可定性解释超细镍微粒在低温下保持超顺磁性等。

2纳米技术

纳米技术是指在0.1～100 nm空间尺度上操纵原子和分子对材料进行加工,制造具有特定功能的产品或对物质及其结构进行研究的一门综合性的高新技术学科。

纳米技术所涉及的领域纳米技术几乎涉及到各个科技领域,纳米材料与纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米摩擦学、纳米测量学、纳米化学和纳米物理学共同构成了纳米科学技术的内涵。

3纳米材料技术在医学上的应用

3.1纳米检测技术

（1）细胞分离

细胞分离技术解决了医学界乃至生物界细胞标本快速获取的难题。

20世纪80 年代初，用纳米SiO2微粒实现了细胞分离的新技术[3]：将15~20nm的SiO2包覆粒子均匀分散到含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮溶液中，通过离心技术，利用梯度原理，快速分离所需要的细胞。这种技术在临床医学上得到了很好的应用，利用此技术可以讲孕妇腹中胎儿细胞分离出来，通过对染色体的分析，判断胎儿是否有遗传缺陷。

目前，磁性纳米粒子的发发现与研究在生物分子分析与细胞分离中的得到应用。国内周晓荣等[4]采用免疫磁珠法从人外周血单个核细胞中分离和纯化了CD4+T细胞,分离后的CD4+T细胞对植物血凝素的刺激保持了良好的增殖能力。杜英等[5]用磁性微珠标记的CD133单抗与脑组织的细胞悬液孵育,通过磁性分选器分离出CD133+的细胞,并经体外培养扩增和诱导分化。唐岩等[6]用其来分离人外周血树突状细胞。应用纳米免疫磁珠检测早期肺癌患者循环血液中肿瘤细胞，可以监测肺癌的转移情况。

（2）细胞染色

纳米微粒的出现，为建立新的细胞染色技术提供了新的途径。用自行合成和纯化的一种新颖的树枝状大分子——PAMAM，介导制备出粒子分散均匀，稳定性强，偶联性良好的水溶性纳米PAMAM-Au复合物。该纳米复合物具有长时间稳定的蓝紫色荧光效应和紫红色光学效应，可广泛用于革蓝氏阴性细菌、真菌、蓝细菌、藻类等微生物细胞以及其它真核细胞（系）的非特异性染色；显著地提高了普通光学显微镜对细胞观察的分辨力，操作极为简单；同时该纳米复合物具有特别易于修饰的外部端基功能团，方便改性和制成生物特异性靶向制剂，携带抗体或基因，进行体内靶向示踪科学实验。应用前景十分可观。

3.2纳米诊断技术

（1）对比剂

在纳米生物材料方面，纳米微粒还可以用作对比剂，为医学影像诊断助一臂之力。目前，制备出了一种小粒径磁共振成像（MRI）超敏感的纳米对比剂，并已经进行了初步动物实验[7],探讨其用于分子影像学研究的可行性。 将纳米对比剂由鼠尾静脉注射入Balb/c裸鼠体内,利用MRI于注射前、注射后1、3、6、12、24 h共6个时间点进行扫描,观察其在裸鼠体内的分布特点及循环时间。结果 制备的纳米对比剂粒径为（38±3）am,Fe3O4含量为37.0％,横向弛豫率R2为110 Fe（mmol/L）-1·s-1，磁学性质测定结果表明其具有超顺磁性。经外周静脉注射后,主要分布于肝脏,且循环时间长,与注射前相比,1 h信号强度明显降低（498±60比120±32,P＜0.05）,至24 h降低至88＋28（P＜0.05）。结果表明，负载单颗粒SPIO的聚合物纳米对比剂粒径小、MRI超敏感,具有成为MRI对比剂并用于分子靶向成像的潜能。

（2）光学相干层析术

光学相干层析术分辨率很高，可达一个微米级，相较CT和核磁共振技术的精密度高出上千倍。它以2000次/秒的速度实现生物体内活细胞的动态成像，发现单个细胞的病变，但不会像X射线、CT、核磁共振那样杀死活细胞，被称为“分子雷达”。

（3）病理诊断

应用纳米级粒子可进行定量免疫组织化学分析，提高免疫化学组织病理诊断的灵敏性，解决了大多数免疫化学组织只能定性而不能定量诊断的问题。

（4）传感器诊断

近来，纳米传感器的应用越来越广泛。据国外媒体报道，美国斯坦福大学的研究人员合成出一种名为“纳米碳管”的新材料，他们将这种纳米碳管用荧光标记物标记后注入癌症实验动物体内，再用拉曼光谱仪检查，可精确诊断肿瘤所在位置及其大小。我国旅美科学家陈晓原博士及其助手研制出的一种可供MRI/PET等成像诊断设备使用的新型纳米传感器，采用了放射性碘标记的锰/铁纳米磁颗粒。将其注入患有癌症的实验动物体内，再用MRI/PET检查，可立即测出癌细胞是否已通过淋巴系统转移。这种放射性碘标记的纳米颗粒在诊断恶性肿瘤上有广泛的应用前景。

应用：肿瘤早期诊断

纳米晶体量子点能够在较宽的波长范围内被激发而发出荧光。通过量子点表面连接的肿瘤特异性抗体，量子点可以有效定位于肿瘤细胞并与细胞表面的肿瘤特异性生物标记物相结合，通过波长分辨成像技术，成功对成活裸鼠体内的肿瘤细胞进行高灵敏度多色荧光标记[8]，利用纳米传感器准确诊断肿瘤病变细胞。

3.3纳米治疗技术

（1）纳米药物和基因载体

目前，纳米粒子介导的药物输送是纳米医学领域的一个关键技术。就是利用纳米粒子药物载体将药物输送到所需要治疗的细胞，纳米粒子上带有高分子和蛋白质，这

样容易被细胞上的识别蛋白识别，与细胞分子作用，发挥药效。

1987年，Felgner等[9]首次将等量的氯化三甲基-2, 3-二油烯氧基丙基铵（DOTMA）和二油酰基磷脂酰乙醇胺（DOPE）制成小单层脂质体，即转染试剂Lipofectin。实验结果表明此转染试剂可有效地用于DNA转染。1989年将该转染试剂用于RNA的转染，发现其可高效转移RNA到人、鼠等多种动物细胞内。这一发现大大促进了阳离子脂质体作为一类新型高效基因载体的广泛应用研究。现在，纳米脂质体介导研究已经取得了更大的进展。

龚连生等专家发现，磁性阿霉素蛋白纳米粒具有高效磁靶向性，对移植性肿瘤有很好的疗效。另外，碳纳米管也是一种很好的纳米载体，将药物储存在纳米管中，通过一定的机制来激发药物的释放。

（2）纳米药物

纳米抗菌药物的研制是疾病的治疗更加方便有效。

（3）纳米人工细胞、组织和器官

由肿瘤、炎症及各类创伤而导致的骨组织坏死、病变、缺火及骨折是临床多发病症，这些疾病给患者带来极大的痛占有些还威胁到患者的生命安全。尽管现在临床上采用自体骨移植或异体骨甚至异种骨移植的方法，但这些方法有许多不足之处。

近年来国内外人工骨修复材料研究发展成为一种趋势，就是通过对天然骨本身的成分、结构 特性及矿化过程模仿，即以仿生的理念，应用先进材料制备技术，特别是纳米技术，对材料的组成、结构进行设计与调控，获得新型仿生骨修复材料或者对传统材料进行仿生功能化修饰。2005 年 A ng—strom M edica 公司研发的NanOss骨填料获得FDA的批准，它是通过水溶液中沉积的磷酸钙纳米颗粒经过热处理后形成 的透明纳米磷酸钙陶瓷，具有一定的强度和较的骨传导性，并具有可降解的特性[10]。

现在有许多实验已经证明了已经显示出仿生材料的特殊结构特征(如纳米结构 特性)可以使仿生纳米人工骨功能的发挥更为高效。特别是随着组织工程和再生医学以及干细胞研的不断深入，这类高度模仿天然骨成分、结构与功能的新型仿生材料被视为生物材料发展的主要趋势之一。

据专家介绍纳米材料还可以仿制人体的红细胞、牙齿等细胞组织、结构，解决了生物医学上的许多疑难问题，促进了临床医学的再一次发展[11]。

4纳米技术在医学上的展望

虽然，现在的纳米材料与纳米技术是一颗小星星，但它是一颗冉冉升起的新星，在不久的将来它将发出夺目的光辉。

在生物医学方面，利用先进的纳米技术，在不久的将来，利用纳米技术还可制成各种分子传感器和探测器；利用纳米羟基磷酸钙为原料，可制作人的牙齿、关节等仿生纳米材料；将药物储存在碳纳米管中，并通过一定的机制来激发药剂的释放， 则可控药剂有希望变为现实。

另外，大胆的想象一下，我觉得可以制造一种纳米监测器，这种监测器可以与电脑或手机等无线连接，植入人体里，可以像分子传感器一样与细胞结合，并且可以长期存在，可以一生存在体内，随时监测身体状况，将监测结果反馈到电脑或手机上，让人们随时了解自己的身体情况。还可以控制治疗一些疾病，比如清理病变细胞，调节激素分泌...或许到时候也没有了背后陷害，没有那么多人死于非命了，因为这种纳米监测器可以感知到危险，并且也可以及时救助。听着非常可怕，更不可能，不过我觉得人类的智慧是无限的，随着技术的发展，在很久很久的将来会实现的。

总结

纳米技术正成为各国科技界所关注的焦点 ，正如钱学森院士所预言的那样: 纳米左右和纳米以下的结构将是下一阶段科技发展的特点，会是一次技术革命 ，从而将是2 1世纪的又一次产业革命。我们期待着这次产业革命的大爆发，并且急切地想享受这一革命带来的巨大成果。

参考文献

[1] 方德声，中国纳米功能材料研究的七大成果 1999

[2] 李 彦，万景华，顾镇南，六方液晶模板合成CdS纳米线 1999(01)

[3] 曹献英，杜晶晶，纳米技术在医学中的应用，医学综述，2009,15（7):969-971

[4] 周晓荣,等免疫磁珠法纯化人外周血CD4+T细胞,交通医学,2003, 17(6): 625.

[5] 杜英,等免疫磁珠法分离和纯化人胚胎神经干细胞,郑州大学学报(医学版),2003, 38(1): 13

[6] 唐岩,等免疫磁珠法在分离人外周血树突状细胞中的应用,解剖学报,2003,26(3): 298

[7] 洪国斌，周经兴，苑仁旭，李新春，小粒径磁共振成像超敏感纳米对比剂的研制及初步动物实验，中华生物医学工程杂志，2011年第17卷第1期 :39-42

[8] 李苏宜，纳米技术与肿瘤内科临床，实用临床医药杂志，2012,16（1）

[9] 杜 昶，赵娜如，叶建东，陈晓峰，王迎军，仿生功能骨修复材料研究，中国材料进展 ，2012-5,31（5）:1-11

[10] 平其能，郭建新．脂质体在基因治疗中的应用．药学进展，1998，22（2）：69-72

[11] 李世普，生物医药材料导论[M]，武汉工业大学出版社，2000:116-128

[12] 张中太,林元华,唐子龙,张俊英，纳米材料及其技术的应用前景，材料工程，2000,3:42-48

纳米材料和技术在医学中的应用

应101-4 刘明秀 [1**********]5

摘要：随着纳米材料及纳米技术的不断发展，纳米材料以其独特的结构和理化性质在精细陶瓷、微电子学、生物工程、化工、医学等领域得到了成功应用，使得纳米材料及其技术成为目前科学研究的热点之一。纳米材料和技术在医学领域得到了飞速发展，在一些疑难疾病的治疗上取得了明显进展。本文对纳米技术及纳米材料在生物医学上的研究现状及进展进行综述，并简单探讨了纳米医学的发展前景。

关键词：纳米材料；纳米技术；生物医学；纳米传感器；诊断；肿瘤治疗；骨修复材料

引言

纳米材料和技术是20世纪90年代成熟起来的一个学科领域,这是继互联网、基因之后世界各国竞相逐鹿的又一个焦点，被认为是2 1世纪的又一次产业革命。

纳米技术、信息技术及生物技术将成为世纪社会经济发展的三大支柱。纳米科技的兴起，对我国提出了严峻的挑战，同时也为我国实现跨越式发展提供了难得的机遇。纳米材料是纳米科技的基础，功能纳米材料是纳米材料科学中最富有活力的领域，它对信息、生物、能源、环境、宇航等高科技领域，将产生深远的影响并具有广阔的应用前景。

纳米技术与医学的结合形成了新兴边缘学科——纳米医学,即在分子水平上利用分子工具和人体相关的知识,从事疾病的诊断、治疗、预防和保健等。纳米技术与医学相结合，促进了基础医学技术的完善、临床诊断技术的革新及治疗水平的提高，兴起了纳米医学诊断技术、组织修复和再生医学中的纳米材料、纳米药物载体，纳米药物、纳米中药、及纳米医学材料安全性等一系列技术。

正文

1纳米材料

1.1纳米材料的定义及结构分类

纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级(10 nm)的超细材料。它的微粒尺寸大于原子簇,小于通常的微粒,一般为1~10nm。它包括体积分数近似相等的两个部分:一是直径为几个或几十个纳米的粒子,二是粒子间的界面前者具有长程序的晶状结构,后者是既没有长程序也没有短程序的无序结构[1,2]。

纳米材料的分类：零维、一维、二维和三维纳米材料

（1）零维纳米材料：类似于点状结构，立体空间的三个方向均在纳米尺度， 如纳米粒子、原子团簇等。

（2）一维纳米材料：类似于线状结构，立体空间的三个方向中的两个在纳米尺度，如纳米线、纳米棒、纳米管等。

（3）二维纳米材料：类似于面状结构，立体空间的三个方向中的一个在纳米尺度，2 9

如纳米薄膜、纳米多层膜、超晶格薄膜等。

（4）三维纳米材料：在三维空间中有上述纳米材料的块体，如纳米陶瓷等。

C60结构示意图 碳纳米管

纳米粒子光学薄膜 纳米陶瓷滤芯

1.2纳米材料的性质

（1）纳米材料的体积效应

当纳米粒子的尺寸与传导电子的德布罗意波相当或更小时，周期性的边界条件将被破坏，磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化性及熔点等都较普通粒子发生了很大的变化，这就是纳米粒子的体积效应。

（2）纳米材料的表面效应

表面效应是指纳米粒子表面原子与总原子数之比随着粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。

（3）纳料材料的量子尺寸效应

粒子尺寸下降到一定值时，费米能级接近的电子能级由准连续能级变为分立能级的现象称为量子尺寸效应。在纳米粒子中处于分立的量子化能级中的电子的波动性带来了纳米粒子一系列特性，如高的光学非线性，特异的催化和光催化性质等。

（4）纳米材料的宏观量子隧道效应

微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。近年来，人们发现一些宏观量，例如微颗粒的磁化强度、量子相干器件的磁通量以及电荷等亦具有隧道效应它们可以穿越宏观系统的势垒产生变化，故称为宏观的量子隧道效应。用此概念可定性解释超细镍微粒在低温下保持超顺磁性等。

2纳米技术

纳米技术是指在0.1～100 nm空间尺度上操纵原子和分子对材料进行加工,制造具有特定功能的产品或对物质及其结构进行研究的一门综合性的高新技术学科。

纳米技术所涉及的领域纳米技术几乎涉及到各个科技领域,纳米材料与纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米摩擦学、纳米测量学、纳米化学和纳米物理学共同构成了纳米科学技术的内涵。

3纳米材料技术在医学上的应用

3.1纳米检测技术

（1）细胞分离

细胞分离技术解决了医学界乃至生物界细胞标本快速获取的难题。

20世纪80 年代初，用纳米SiO2微粒实现了细胞分离的新技术[3]：将15~20nm的SiO2包覆粒子均匀分散到含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮溶液中，通过离心技术，利用梯度原理，快速分离所需要的细胞。这种技术在临床医学上得到了很好的应用，利用此技术可以讲孕妇腹中胎儿细胞分离出来，通过对染色体的分析，判断胎儿是否有遗传缺陷。

目前，磁性纳米粒子的发发现与研究在生物分子分析与细胞分离中的得到应用。国内周晓荣等[4]采用免疫磁珠法从人外周血单个核细胞中分离和纯化了CD4+T细胞,分离后的CD4+T细胞对植物血凝素的刺激保持了良好的增殖能力。杜英等[5]用磁性微珠标记的CD133单抗与脑组织的细胞悬液孵育,通过磁性分选器分离出CD133+的细胞,并经体外培养扩增和诱导分化。唐岩等[6]用其来分离人外周血树突状细胞。应用纳米免疫磁珠检测早期肺癌患者循环血液中肿瘤细胞，可以监测肺癌的转移情况。

（2）细胞染色

纳米微粒的出现，为建立新的细胞染色技术提供了新的途径。用自行合成和纯化的一种新颖的树枝状大分子——PAMAM，介导制备出粒子分散均匀，稳定性强，偶联性良好的水溶性纳米PAMAM-Au复合物。该纳米复合物具有长时间稳定的蓝紫色荧光效应和紫红色光学效应，可广泛用于革蓝氏阴性细菌、真菌、蓝细菌、藻类等微生物细胞以及其它真核细胞（系）的非特异性染色；显著地提高了普通光学显微镜对细胞观察的分辨力，操作极为简单；同时该纳米复合物具有特别易于修饰的外部端基功能团，方便改性和制成生物特异性靶向制剂，携带抗体或基因，进行体内靶向示踪科学实验。应用前景十分可观。

3.2纳米诊断技术

（1）对比剂

在纳米生物材料方面，纳米微粒还可以用作对比剂，为医学影像诊断助一臂之力。目前，制备出了一种小粒径磁共振成像（MRI）超敏感的纳米对比剂，并已经进行了初步动物实验[7],探讨其用于分子影像学研究的可行性。 将纳米对比剂由鼠尾静脉注射入Balb/c裸鼠体内,利用MRI于注射前、注射后1、3、6、12、24 h共6个时间点进行扫描,观察其在裸鼠体内的分布特点及循环时间。结果 制备的纳米对比剂粒径为（38±3）am,Fe3O4含量为37.0％,横向弛豫率R2为110 Fe（mmol/L）-1·s-1，磁学性质测定结果表明其具有超顺磁性。经外周静脉注射后,主要分布于肝脏,且循环时间长,与注射前相比,1 h信号强度明显降低（498±60比120±32,P＜0.05）,至24 h降低至88＋28（P＜0.05）。结果表明，负载单颗粒SPIO的聚合物纳米对比剂粒径小、MRI超敏感,具有成为MRI对比剂并用于分子靶向成像的潜能。

（2）光学相干层析术

光学相干层析术分辨率很高，可达一个微米级，相较CT和核磁共振技术的精密度高出上千倍。它以2000次/秒的速度实现生物体内活细胞的动态成像，发现单个细胞的病变，但不会像X射线、CT、核磁共振那样杀死活细胞，被称为“分子雷达”。

（3）病理诊断

应用纳米级粒子可进行定量免疫组织化学分析，提高免疫化学组织病理诊断的灵敏性，解决了大多数免疫化学组织只能定性而不能定量诊断的问题。

（4）传感器诊断

近来，纳米传感器的应用越来越广泛。据国外媒体报道，美国斯坦福大学的研究人员合成出一种名为“纳米碳管”的新材料，他们将这种纳米碳管用荧光标记物标记后注入癌症实验动物体内，再用拉曼光谱仪检查，可精确诊断肿瘤所在位置及其大小。我国旅美科学家陈晓原博士及其助手研制出的一种可供MRI/PET等成像诊断设备使用的新型纳米传感器，采用了放射性碘标记的锰/铁纳米磁颗粒。将其注入患有癌症的实验动物体内，再用MRI/PET检查，可立即测出癌细胞是否已通过淋巴系统转移。这种放射性碘标记的纳米颗粒在诊断恶性肿瘤上有广泛的应用前景。

应用：肿瘤早期诊断

纳米晶体量子点能够在较宽的波长范围内被激发而发出荧光。通过量子点表面连接的肿瘤特异性抗体，量子点可以有效定位于肿瘤细胞并与细胞表面的肿瘤特异性生物标记物相结合，通过波长分辨成像技术，成功对成活裸鼠体内的肿瘤细胞进行高灵敏度多色荧光标记[8]，利用纳米传感器准确诊断肿瘤病变细胞。

3.3纳米治疗技术

（1）纳米药物和基因载体

目前，纳米粒子介导的药物输送是纳米医学领域的一个关键技术。就是利用纳米粒子药物载体将药物输送到所需要治疗的细胞，纳米粒子上带有高分子和蛋白质，这

样容易被细胞上的识别蛋白识别，与细胞分子作用，发挥药效。

1987年，Felgner等[9]首次将等量的氯化三甲基-2, 3-二油烯氧基丙基铵（DOTMA）和二油酰基磷脂酰乙醇胺（DOPE）制成小单层脂质体，即转染试剂Lipofectin。实验结果表明此转染试剂可有效地用于DNA转染。1989年将该转染试剂用于RNA的转染，发现其可高效转移RNA到人、鼠等多种动物细胞内。这一发现大大促进了阳离子脂质体作为一类新型高效基因载体的广泛应用研究。现在，纳米脂质体介导研究已经取得了更大的进展。

龚连生等专家发现，磁性阿霉素蛋白纳米粒具有高效磁靶向性，对移植性肿瘤有很好的疗效。另外，碳纳米管也是一种很好的纳米载体，将药物储存在纳米管中，通过一定的机制来激发药物的释放。

（2）纳米药物

纳米抗菌药物的研制是疾病的治疗更加方便有效。

（3）纳米人工细胞、组织和器官

由肿瘤、炎症及各类创伤而导致的骨组织坏死、病变、缺火及骨折是临床多发病症，这些疾病给患者带来极大的痛占有些还威胁到患者的生命安全。尽管现在临床上采用自体骨移植或异体骨甚至异种骨移植的方法，但这些方法有许多不足之处。

近年来国内外人工骨修复材料研究发展成为一种趋势，就是通过对天然骨本身的成分、结构 特性及矿化过程模仿，即以仿生的理念，应用先进材料制备技术，特别是纳米技术，对材料的组成、结构进行设计与调控，获得新型仿生骨修复材料或者对传统材料进行仿生功能化修饰。2005 年 A ng—strom M edica 公司研发的NanOss骨填料获得FDA的批准，它是通过水溶液中沉积的磷酸钙纳米颗粒经过热处理后形成 的透明纳米磷酸钙陶瓷，具有一定的强度和较的骨传导性，并具有可降解的特性[10]。

现在有许多实验已经证明了已经显示出仿生材料的特殊结构特征(如纳米结构 特性)可以使仿生纳米人工骨功能的发挥更为高效。特别是随着组织工程和再生医学以及干细胞研的不断深入，这类高度模仿天然骨成分、结构与功能的新型仿生材料被视为生物材料发展的主要趋势之一。

据专家介绍纳米材料还可以仿制人体的红细胞、牙齿等细胞组织、结构，解决了生物医学上的许多疑难问题，促进了临床医学的再一次发展[11]。

4纳米技术在医学上的展望

虽然，现在的纳米材料与纳米技术是一颗小星星，但它是一颗冉冉升起的新星，在不久的将来它将发出夺目的光辉。

在生物医学方面，利用先进的纳米技术，在不久的将来，利用纳米技术还可制成各种分子传感器和探测器；利用纳米羟基磷酸钙为原料，可制作人的牙齿、关节等仿生纳米材料；将药物储存在碳纳米管中，并通过一定的机制来激发药剂的释放， 则可控药剂有希望变为现实。

另外，大胆的想象一下，我觉得可以制造一种纳米监测器，这种监测器可以与电脑或手机等无线连接，植入人体里，可以像分子传感器一样与细胞结合，并且可以长期存在，可以一生存在体内，随时监测身体状况，将监测结果反馈到电脑或手机上，让人们随时了解自己的身体情况。还可以控制治疗一些疾病，比如清理病变细胞，调节激素分泌...或许到时候也没有了背后陷害，没有那么多人死于非命了，因为这种纳米监测器可以感知到危险，并且也可以及时救助。听着非常可怕，更不可能，不过我觉得人类的智慧是无限的，随着技术的发展，在很久很久的将来会实现的。

总结

纳米技术正成为各国科技界所关注的焦点 ，正如钱学森院士所预言的那样: 纳米左右和纳米以下的结构将是下一阶段科技发展的特点，会是一次技术革命 ，从而将是2 1世纪的又一次产业革命。我们期待着这次产业革命的大爆发，并且急切地想享受这一革命带来的巨大成果。

参考文献

[1] 方德声，中国纳米功能材料研究的七大成果 1999

[2] 李 彦，万景华，顾镇南，六方液晶模板合成CdS纳米线 1999(01)

[3] 曹献英，杜晶晶，纳米技术在医学中的应用，医学综述，2009,15（7):969-971

[4] 周晓荣,等免疫磁珠法纯化人外周血CD4+T细胞,交通医学,2003, 17(6): 625.

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[6] 唐岩,等免疫磁珠法在分离人外周血树突状细胞中的应用,解剖学报,2003,26(3): 298

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