納米醫(yī)學與危害

主講人：XXX納米生物醫(yī)學

與危害納米技術(shù)

納米技術(shù)是指在納米尺度上研究物質(zhì)的特性和相互作用以及利用這種特性開發(fā)新產(chǎn)品的一門科學技術(shù)。納米科學技術(shù)研究領(lǐng)域包括單原子操縱與原子搬遷技術(shù)、納米電子學與納米電子技術(shù)、納米生物學、納米摩擦學、原子團簇科學、和納米材料科學等。納米醫(yī)學是隨著納米生物醫(yī)藥發(fā)展起來用納米技術(shù)解決醫(yī)學問題的學科1.使診斷更精確應用納米技術(shù)可將微型的診斷儀器植入人體內(nèi)，可隨血液在體內(nèi)運行，實時將體內(nèi)信息傳送到于體外記錄置。2.使治療更有效將常規(guī)治療藥物納米化，可提高藥效、減少用量、降低副作用。這對于惡性腫瘤的治療，有重要作用。3.成為防病新武器運用納米技術(shù)在血流中進行巡航探測，可及時發(fā)現(xiàn)病毒、細菌的入侵，并予以殲滅，從而消除傳染病。

納米醫(yī)學的特點：納米藥物載體及藥物釋放方面在細胞分離方面的應用

納米復合材料的理化性能一般都很穩(wěn)定，能夠在生理條件下穩(wěn)定存在，因此被廣泛應用在醫(yī)學診斷上，用于細胞分離如單細胞分離、基因擴增與免疫分析、基因突變分析等在細胞內(nèi)部染色方面的應用利用復合物納米粒子分別與細胞和組織內(nèi)各種抗原結(jié)合而形成的復合物，在白光或單色光照射下呈紅色，從而給各種組合“貼上”了不同的標簽，對于提高細胞內(nèi)組織的分辨率，提供了一種急需的染色技術(shù)。在組織工程方面的應用

通過模擬天然的細胞外基質(zhì)-膠原的基本結(jié)構(gòu)而制成的富含納米纖維的生物可降解納米材料，在組織工程支架材料方面具有十分重大的意義在納米藥物載體及藥物控釋方面的研究納米粒子由于其納米級別的尺寸，往往可以在組織間隙自由穿透。因此，通過利用納米粒子獨特的理化性質(zhì)，可以實現(xiàn)靶向、緩釋等治療手段，實現(xiàn)高效、低毒的治療效果。在醫(yī)用抗菌材料方面的應用

納米抗菌材料是將無機抗菌劑采用高科技的納米技術(shù)處理，使其具有更廣泛、卓越的抗菌殺菌功能。腫瘤是機體在各種致癌因素作用下,局部組織的某個細胞在基因水平上失去對其生長的正常調(diào)控,導致其克隆性異常增生而形成的新生物。腫瘤細胞惡性腫瘤已經(jīng)成為人類第二大致死疾病,每年全世界約有700萬人死于癌癥腫瘤細胞有三個顯著的基本特征即：不死性遷移性失去接觸抑制腫瘤的治療一般分為兩個階段:第一階段是減瘤,腫瘤體通過傳統(tǒng)的治療手段,如手術(shù)、放療或化療最大程度地消除腫瘤細胞第二階段是維持,采用某種方法使腫瘤不再復發(fā)手術(shù)切除目前只是在早期的實體瘤方面有一定的治療效果,但是對于處于中晚期的惡性實體腫瘤和白血病等非實體瘤來說均無法發(fā)揮作用

放療與化療雖然對惡性腫瘤具有一定的治療效果,但是這兩種治療方法均具有較大的毒副作用,不可能進行無限期的使用。放療在產(chǎn)生身體虛弱疲勞、皮膚敏感、脫發(fā)、厭食等副作用的同時,也會使體內(nèi)殘存一些腫瘤細胞,這些腫瘤細胞在體內(nèi)行癌變增殖,導致患者預后效果不理想。化療很容易使腫瘤細胞產(chǎn)生耐藥性,對癌癥患者的化療效果產(chǎn)生一定的影響。癌細胞表面的納米圖像

目前，科學家已經(jīng)開發(fā)出很多納米材料用于腫瘤的熱療，如磁性納米材料在交變磁場的作用下產(chǎn)生熱量來治療腫瘤；

在激光的照射下，碳納米管、氧化石墨烯、不同形狀的金納米材料等能將光能轉(zhuǎn)化為熱能，從而殺死癌細胞。一旦納米機器人研制成功，將來為癌癥病人做手術(shù)的可能不再是穿著白大褂的醫(yī)生，而是一個個肉眼看不見的“納米機器人”。它們會被醫(yī)生注射進患者的血管中，然后以每秒鐘2毫米的速度游向患者的癌腫瘤位置，眾多“納米機器醫(yī)生”將會一起聯(lián)手合作將癌細胞全部殺死。納米機器人治療納米材料也可以作為藥物的載體納米粒子作為載體的抗腫瘤給藥系統(tǒng)，用于抗腫瘤藥物的治療，一方面可以改變藥物在體內(nèi)的分布和藥物動力學的特性，提高藥物對腫瘤部位的靶向性，從而提高療效，降低毒副作用；另一方面，腫瘤部位的細胞通透性處在亢進狀態(tài)，抗癌藥物在血液循環(huán)中存在的時間越長，越有利于對腫瘤的治療。羥基磷石灰（HPA）可制成微丸將抗生素和抗癌藥物加入其中，能有效的治療腫瘤。高性能磁性納米粒子DNA阿霉素給藥系統(tǒng)是特別有效的肝癌治療藥物。納米生物醫(yī)學科技的發(fā)展也存在兩面性將實驗大白鼠暴露在含有直徑20nm的“特氟龍”塑料（聚四氟乙烯）顆粒的空氣中15min，它們大多數(shù)在4小時內(nèi)死亡。而暴露在直徑120nm顆粒中的對照則安然無恙。聚四氟乙烯納米顆粒

納米粒子很小，比細胞小上千倍。由于小尺寸效應、量子效應和巨大比表面積等，納米材料具有特殊的物理化學性質(zhì)。在進入生命體后，它們與生命體相互作用所產(chǎn)生的化學特性和生物活性，與化學成分相同的常規(guī)物質(zhì)有很大不同。前期研究表明，一些人造納米顆粒在很小劑量下容易引起靶器官炎癥；容易導致大腦損傷；容易使機體產(chǎn)生氧化應激；容易進入細胞甚至細胞核內(nèi)；表面吸附力很強，容易把其他物質(zhì)帶入細胞內(nèi)；有隨納米尺寸減小生物毒性增大的趨勢；表面的輕微改變導致生物效應發(fā)生巨變等。

一些研究發(fā)現(xiàn)，工程科學新近制造的一些納米粒子可能會引發(fā)癌癥。納米技術(shù)可以創(chuàng)造并操控1納米大小的物質(zhì)。與此相比，一根頭發(fā)的直徑大約是8萬納米。科學家說，通過操控這些納米粒子，有望利用一個一個原子制造出超微型機器，就好像從單個細胞培育出生物體一樣。問題在于，這些粒子也許對人體有害。納米粒子非常微小，所以能穿透細胞膜，但同時又大得足以將異物帶入DNA鏈。一般病毒直徑在100nm以內(nèi).目前發(fā)現(xiàn)的最大的是痘病毒直徑約300nm,最小的是圓環(huán)病毒直徑17nm

納米材料的生物效應與毒性的研究數(shù)據(jù)，目前還很少。初步的實驗證據(jù)提示我們，即使化學成分相同的物質(zhì)，它的微米顆粒與納米顆粒也可能具有不同的生物效應，這些生物效應，可能有益也可能有害，大量未知的問題需要研究。一些納米顆粒對生物體有害納米是一個長度單位，是1米的10億分之一。當物質(zhì)顆粒小到納米量級時，這種物質(zhì)就被稱為納米材料。在一段時間里，我們一直認為納米科技給社會帶來的都是益處，而近年來，不少研究者發(fā)現(xiàn)，一些納米顆粒和碳納米管對生物體有害。據(jù)《自然》雜志介紹，美國紐約羅切斯特大學研究人員在實驗鼠身上完成的實驗顯示，直徑為35納米的碳納米粒子被老鼠吸進身體后，能夠迅速出現(xiàn)在大腦中處理嗅覺的區(qū)域內(nèi)，并不斷堆積起來。他們認為碳納米粒子是同“捕捉”香味的大腦細胞一道進入大腦的。今年4月，美國化學學會在一份研究報告中指出，碳60會對魚的大腦產(chǎn)生大范圍的破壞，這是研究人員首次找到納米微?？赡芙o水生物種造成毒副作用的證據(jù)。這些都說明，納米材料對人類健康和環(huán)境都存在危害韓聯(lián)社首爾8月13日電據(jù)一份研究結(jié)果顯示，吃進納米銀粒子會對肝臟造成危害。迄今為止，由于擁有優(yōu)秀的抗菌效果，納米銀被廣泛應用在嬰兒奶瓶、玩具、牙刷、牙膏、空氣凈化器等產(chǎn)品。胡西大學教授兪日在