納米生物醫葯
1. 納米葯物的最新技術
記者從剛剛閉幕的「第六屆納米毒理學國際大會」上獲悉,我國納米科技研究目前處於國際領先地位,納米技術造就的新興領域如材料科學、醫葯學、微電子學等正在蓬勃發展,在不久的將來我國自行研製的納米葯物也將問世。
納米是一種幾何尺寸的度量單位,1納米等於百萬分之一毫米。大會主席、中國科學院納米生物效應與安全性重點實驗室主任趙宇亮研究員在接受記者采訪時介紹,當前納米技術的研究和應用主要在材料和制備、微電子和計算機技術、醫學與健康、航天和航空、環境和能源、生物技術和農產品等方面,用納米材料製作的器材和產品重量更輕、硬度更強、壽命更長、維修費更低、設計更方便,利用納米材料還可以製作出特定性質的材料或自然界不存在的材料,比如生物材料和仿生材料。在我們日常生活中也有納米科技的應用,如防曬霜中的二氧化鈦是納米尺度的,外用的抗菌葯物輔料如創可貼中會用到納米銀。在生物醫葯領域,用納米技術製作的葯物可以阻斷毛細血管,「餓死」癌細胞;納米技術可以觀察病人身體中的癌細胞病變及情況,讓醫生對症下葯。
趙宇亮告訴記者,納米技術在預防與控制癌症方面將大有作為,美國已啟動癌症納米科技計劃,將發展能投遞抗癌葯物及抗癌疫苗的納米級設備,目前美國已有22種納米葯物進入臨床試驗;而我國啟動了「納米973計劃」,在全國資助了一些研究團隊,這些團隊成員正夜以繼日地進行著相關研究,可以想見,在不久的將來,我國自主研製的納米葯物將問世,這些葯物能夠解決普通葯物解決不了的難題,屆時將引發腫瘤診療方面的革命。(
2. 納米生物技術在醫學上有成功的例子沒
納米生物技術成功應用在醫學上的典型例子是德賽博士的人造胰臟。德賽博士在波士頓大學工作,她正在研製一種可以注入糖尿病患者體內的新葯。目前病人必須注射胰島素來控制病情,而胰島素是在胰腺的胰島細胞內生成的一種激素類蛋白質。德賽博士選擇老鼠的胰島細胞進行試驗,這種細胞容易獲得,但通常只在老鼠體內持續幾分鍾就被來自免疫系統的抗體破壞。迄今為止這種納米技術還停留在老鼠試驗階段,被植入膠囊的糖尿病老鼠在沒有注射胰島素的情況下活了好幾個星期。因此這種裝置有可能成為一個成功的納米醫葯發明。
3. 什麼是納米醫學的奧秘
健康是現代人的追求,而醫學又與人體健康息息相關。那麼,納米醫學不同於傳統醫學的是什麼呢?
我們知道人體是由多種器官組成的,如大腦、心臟、肝、脾、胃、腸、肺、骨骼、肌肉和皮膚等;器官又是由各種細胞組成的,細胞是器官的組織單元,細胞的組合作用才顯示出器官的功能。那麼細胞又是由什麼組成的呢?按現在的認識,細胞的主要成分是各種各樣的蛋白質、核酸、脂類和其他生物分子,可以統稱為生物分子,它的種類有數十萬種。生物分子是構成人體的基本成分,它們各自具有獨特的生物活性,正是它們不同的生物活性決定了它們在人體內的分工和作用。由於人體是由分子構成的,所有的疾病包括衰老本身就都可歸因於人體內分子的變化。當人體內的分子機器,如合成蛋白質的核糖體、DNA復制所需的酶等,出現故障或工作失常時,就會導致細胞死亡或異常。從分子的微觀角度來看,目前的醫療技術尚無法達到分子修復的水平。納米醫學正是要彌補這個不足,它可以在分子水平上,利用一系列微小的工具從事診斷、醫療、預防疾病、防止外傷、止痛、保健和改善健康狀況等工作。而且當前某些難以治療的疾病利用納米醫學技術將能得到很好的治療。
有了納米技術,人們將從分子水平上認識自己,創造並利用納米裝置和納米結構來防病治病,改善人類的整個生命系統。
首先需要認識生命的分子基礎,然後從科學認識發展到工程技術,設計製造大量具有令人難以置信奇特功效的納米裝置,這些微小的納米裝置的幾何尺度僅有頭發絲的千分之一左右,是由一個個分子裝配起來的,能夠發揮類似於組織和器官的功能,並且能更准確和更有效地發揮作用。它們可以在人體的各處暢游,甚至出入細胞,在人體的微觀世界裡完成特殊使命。例如:修復畸變的基因、扼殺剛剛萌芽的癌細胞、捕捉侵入人體的細菌和病毒,並在它們致病前就消滅它們;探測機體內化學或生物化學成分的變化,適時地釋放葯物和人體所需的微量物質,及時改善人的健康狀況。未來的納米醫學將是強大的,它又會是令人驚訝的小,因為在其中發揮作用的葯物和醫療裝置都是肉眼所無法看到的。最終實現納米醫學,將使人類擁有持續的健康。
需要提醒的是,如果現在就跑到大夫那兒去要納米處方,大夫會被你弄得莫名其妙。上面所談的納米醫學景觀尚處於設計和萌芽階段,還有很多的未知領域需要去探索。例如:這些納米裝置該由什麼製成?它們是否可以被人體接受並發揮預期的作用?科學家們正在全力以赴地把納米醫學的科學想法變成醫學現實。
一定有人會問:納米醫學是不是科學幻想?它離我們到底有多遠?還要等多久才能看到醫學上的實現?事實上,它已經逐步進入我們的生活,並獲得蓬勃發展。下面讓我們看一看這一領域已經取得的科學進展。
納米技術找到瞌睡蟲
人困了就要睡覺,但睡覺是什麼因素在起作用呢?人們身上有沒有「瞌睡蟲」呢?
近年來,由於電腦、示蹤原子、電子顯微鏡等先進技術的使用,「瞌睡蟲」似乎已被發現了。科學家們曾做過一種實驗,使一隻山羊累得筋疲力盡,不讓它睡覺,然後取其一些腦髓液,再注入貓、狗或人體中,僅百萬分之一克,就能使受試者沉睡幾個小時,利用精密的分析方法,得知組成這種睡眠素的成分是二種睡眠肽,被稱為S因子,也就是人們常說的「瞌睡蟲」。另一種實驗方法,則把目標選在冬眠動物上。先用人工條件使黃鼠進入冬眠,抽取其血液,注入到活蹦亂跳的田鼠體中,田鼠也馬上進入冬眠。科學家深入研究,發現冬眠動物血液中存在三種奇異的微小顆粒,具有誘發動物冬眠的作用。
有趣的是,科學家通過應用生物納米技術已經找到了好幾種不同結構的睡眠素,它們在睡眠過程中能起不同的作用,有的能催眠,有的能延長睡眠的時間,有的能使睡眠更加深沉。
目前科學家正加緊研究睡眠素結構,以便找到人工合成的方法。一旦揭開其中奧秘,不僅可以使無數失眠病人解除痛苦,還給醫生找到一種新療法:手術後給病人注射微量睡眠素,使病人熟睡幾天或幾周,一覺醒來,傷口已癒合。利用睡眠素,宇航員在漫長的宇宙航行中沉睡幾個月甚至更長時間,使人類飛向茫茫宇宙成為現實。
我們平常吃葯要麼口服,要麼打針,都不太舒服。有沒有方法不用打針吃葯呢?要想治病,葯還是得「吃」。可是如果把葯物的顆粒變成了納米尺寸,那麼就可以不用嘴來吃了,而是讓我們的皮膚來「吃」,也就是讓皮膚來吸收葯物。如果把納米葯物做成膏葯貼在患處,葯物可以通過皮膚直接被吸收,而無須針管注射,少去了注射的感染。
按目前的認識,有半數以上的新葯存在溶解和吸收的問題。由於葯物顆粒縮小後,葯物與胃腸道液體的有效接觸面積將增加,葯物的溶解速率隨葯物顆粒尺度的縮小而提高。葯物的吸收又受其溶解率的限制,因此,縮小葯物的顆粒尺度成為提高葯物利用率的可行方法。一些原本不易被人體吸收的葯物如果變成納米葯物;如把維生素等做成納米粉或納米粉的懸浮液則極易被人體吸收。
隨著納米技術在醫葯領域的應用研究和開發的深入,超細納米技術將在醫葯領域發揮更重要的作用。運用納米技術,還可以對傳統的名貴中草葯進行超細開發,同樣服用貼葯,納米技術處理的中葯可以最大限度地發揮葯效。
人造胰臟
納米生物技術的典型例子是德賽博士的人造胰臟。德賽博士在波士頓大學工作,她正在研製一種可以注入糖尿病患者體內的新葯。目前病人必須注射胰島素來控制病情,而胰島素是在胰腺的胰島細胞內生成的一種激素類蛋白質。德賽博士選擇老鼠的胰島細胞進行試驗,這種細胞容易獲得,但通常只在老鼠體內持續幾分鍾就被來自免疫系統的抗體破壞。這里就應用了納米技術,雖然還相當粗糙。德賽博士將她的老鼠胰腺細胞裝進布滿納米孔的膜中,這些納米孔的直徑只有7個納米,是利用光刻技術獲得的。這種技術也應用在計算機晶元上。當血液中的葡萄糖通過納米孔滲透進來,胰島細胞會相應地釋放胰島素,7個納米的毛細孔足以讓小分子的葡萄糖和胰島素通過。但是相對較大的抗體分子卻不能通過,因而不會毀壞胰島細胞。
迄今為止這種技術還停留在老鼠試驗階段,被植入膠囊的糖尿病老鼠在沒有注射胰島素的情況下活了好幾個星期。因此這種裝置有可能成為一個成功的納米醫葯發明。
納米孔膠囊也能用做傳送穩定劑量的葯物,這種情況下毛細孔將擔當十字形轉門而不是看門者。由於比葯物分子略大,這些細孔將控制葯物分子的滲透率,從而保持細胞中的葯量恆定,與膠囊內剩餘的葯量無關。德賽博士將這種膠囊比做一間帶門的房子,門的寬度只能一次允許一人通過,房子里空餘面積的多少更多地依賴於人們擠過房門有多快,而不是房間有多滿。
人造紅細胞
我們人類必須時時刻刻地呼吸,因為我們需要空氣中的氧氣。當我們奔跑的時候,往往會覺得很累,那是因為劇烈運動要消耗很多的氧氣,而呼吸又不能馬上補充這種消耗,因此造成了我們身體不能得到足夠的氧氣,氧氣不夠你就會覺得筋疲力盡。有沒有可能讓我們總是得到充足的氧氣呢?那樣我們每個人或許都能成為「跑不死」。科學家正試圖利用納米技術製造一種紅細胞,它有望實現我們的願望。
納米醫學不僅具有消除體內壞因素的功能,而且還有增強人體功能的能力。我們知道,腦細胞缺氧6~10分鍾即出現壞死,內臟器官缺氧後也會呈現功能衰竭。設想一種裝備超小型納米泵的人造紅血球,攜氧量是天然紅血球的200倍以上。當人的心臟因意外突然停止跳動的時候,醫生可以馬上將大量的人造紅血球注入人體,隨即提供生命賴以生存的氧,以維持整個機體的正常生理活動。美國的納米技術專家初步設計了一種人造紅血球,這個血球是個1微米大小的金剛石的氧氣容器,內部有1000個大氣壓。它輸送氧的能力是同等體積天然紅細胞的236倍。
它可以應用於貧血症的局部治療、人工呼吸、肺功能喪失和體育運動需要的額外耗氧等。
美國密歇根大學的科學家已經用樹形聚合物發展了能夠捕獲病毒的納米陷阱。體外實驗表明納米陷阱能夠在流感病毒感染細胞之前就捕獲它們,同樣的方法期望用於捕獲類似艾滋病病毒等更復雜的病毒。納米陷阱使用的是超小分子,此分子能夠在病毒進入細胞致病前即與病毒結合,使病毒喪失致病的能力。
通俗地講,人體細胞表面裝備著含有某些特定成分的「鎖」,只准許持「鑰匙」者進入。不幸的是,病毒竟然有「鑰匙」。要是能把這個鑰匙毀掉的話,病毒就無法攻擊細胞了。密歇根大學的科學家正是採用這種想法,他們製造的納米陷阱實際上也是一個「鎖」,病毒攜帶的「鑰匙」也可以插入這個鎖,而且一旦插入,就無法拔出來,如此一來病毒的「鑰匙」就作廢了,無法再感染人體細胞了。
美國桑的亞國家實驗室的發現實現了納米技術愛好者的預言。正像所預想的那樣,納米技術可以在血流中進行巡航探測,及時地發現諸如病毒和細菌等的外來人侵者,並予以殲滅,從而消除傳染性疾病。實驗室的科研人員做了一個雛形裝置,發揮晶元實驗室的功能,它可以沿血流流動並跟蹤鐮刀狀紅細胞和感染了艾滋病病毒的細胞。
不久前美國密歇根大學生物納米技術中心的一群科學家來到了美國陸軍猶他州的德格偉試驗場。他們此行的目的是為了演示「納米炸彈」的威力。這些「納米炸彈」當然不是什麼龐然大物,而是分子大小的顆粒,其粗細約為針頭的1/5000。但它能摧毀人類的眾多微生物敵人,包括含有致命的生物病毒的炭疽的孢子。在試驗中這種設備的成功率竟然高達100%。作為一種抵禦炭疽攻擊的潛在武器,它同樣具有驚人的民用價值。例如,研究人員只要調整「炸彈」中溶劑、清潔劑和水的比例,就可以為炸彈提供生物編碼指令,使它殺死引起流感與皰疹的病毒。密歇根大學的科研小組現正在研製對目標極具選擇性的新型納米炸彈,它們能夠趁大腸桿菌、沙門氏菌或李氏病菌到達大腸之前進行攻擊。
4. 納米生物學是什麼
以納米尺度研究細胞內部各種細胞器的結構和功能,研究細胞內部、細胞內外之間以及整個生物體的物質、能量和信息交換。納米生物學發展到一定技術水平時,可以用納米材料製成具有識別癌細胞能力的納米生物細胞和能吸收癌細胞的生物醫葯,殺死癌細胞。
5. 納米材料在生物醫學上有什麼應用和優勢
納米材料在生物醫學上有什麼應用和優勢
納米技術對醫學發展具有重要的推動作用,疾病診斷、預防和治療的實際需求對納米技術提出了獲得更先進的葯物傳輸系統和早期檢測與診斷技術的期望,如早期診斷和預警、代謝產物中的生物標志物的發現、及其微量或痕跡量或瞬間的樣品量的檢測技術,適於大量或批量的實用檢測技術平台,載體的效率和容量,靶向、緩釋、可控的葯物載體,葯靶確證和葯物篩選,甚至是突變或個體化差異的檢測、診治等。利用DNA分子的自組裝特性,可以獲得新型的納米結構材料,用於發展全新的生物檢測技術,實現基因治療的關鍵因素之一是發展安全有效的基因運載系統,利用納米技術發展新型醫學感測器,利用納米技術發展新型活細胞檢測技術。另外納米技術對再生醫學的發展具有重要影響和推動作用,納米技術為模仿和構建天然組織里不同種類的細胞外基質提供了全新的視角和方法,納米技術將有助於探索和確定成體幹細胞中的信號系統,以激發成體幹細胞中巨大的自我修復潛能,納米技術在醫學科學中的應用,如單分子、單細胞體內成像應用、單一癌症細胞檢測、葯物釋放直觀技術等。
納米技術在傳染病防治中也有廣闊的應用,我國是乙肝大國,平均有8%乙肝病人或攜帶者,在偏遠農村遠遠高於這個比例。進展期肝病病人在中國的死亡率比較高,在大城市有60%的死亡率,在小的城市死亡率更是高達80%。雖然乙肝疫苗在乙肝病毒的傳染方面發揮了很大的作用,但是研究表明乙肝病毒的變異也是非常高的,而且目前一些治療乙肝的葯物的抗葯性在我國已經顯現出來,所以在中國開展乙肝病的納米醫葯研究尤其重要,探測活體細胞的功能,在分子的水平上認識和理解病變機理,做到早期診斷,實現早期治療。
納米葯物及其葯理學
目前國內外已開發並上市了許多納米葯物制劑,以提高原制劑的口服生物利用度、降低葯物不良反應和提高治療指數等,但是國際和國內納米技術標准化卻還沒有建立,所以在納米醫葯開發的過程中不可避免會受到制約和影響。所以,對於納米葯物學及其葯理學研究的基礎科學問題和近、中、長期的目標設定非常重要。
例如,腫瘤生長機制及阿黴素膠束自組裝分子的抗腫瘤活性研究。腫瘤的微環境對其生長及對葯物輸運有著巨大影響,腫瘤組織內部靜液壓高、低氧、低PH值等微環境使得葯物分子只能聚集在血管細胞周圍,不能達到腫瘤細胞,影響了葯物的使用效果。PEG-PE包裹阿黴素形成的膠束自組裝分子在治療腫瘤方面有著很好的效果,使用後腫瘤尺寸明顯減小。
「用於腫瘤診斷與治療的納米醫葯的材料發展潛力」的研究指出,納米生物技術在腫瘤的早期診斷和治療中可以發揮很大作用。研究結果表明,抗體修飾的脂質體納米復合載葯體系不僅可以對腫瘤進行靶向治療,結合納米粒子修飾的納米復合給葯體系還可以對轉移的腫瘤細胞進行診斷和靶向治療,而且納米膠囊的尺寸適中(50-200nm)時效果最好。「脂質分子自組裝系統及其作為葯物載體的應用」的研究認為,脂質分子作為生物體組成的主要成分具有無可比擬的生物相容性,自組裝形成的納米結構無論從均一性、穩定性,以及重復性方面,都有很大的優勢,而且小肽修飾的脂質體對腫瘤有一定的靶向作用。
在這一議題中,專家們就目前納米醫葯中其安全性評價和標准研究方法的問題進行了熱烈的討論。一致認為目前納米醫葯研究應該規范化,推行「力量集成、資源整合和有限目標」的策略。納米葯物學近期或近中期目標可以是通過葯物的直接納米化或納米載葯系統(NanoDDS),研製一批旨在提高生物利用度、延長葯物作用時間、降低葯物不良反應,或提高制劑順應性等的納米葯物制劑。在納米效應研究基礎上,針對我國重大疾病(如腫瘤、心血管疾病、肝炎、艾滋病、神經退行性疾病等),通過汲取這些疾病的病理學、生理學研究成果,研究和開發一批創新納米葯物制劑,並闡明與此相關聯的深層次科學問題,包括納米葯物的長循環機理、納米粒腫瘤葯物的EPR效應機理、納米葯物對微循環影響機理、基因非病毒納米載體的組裝、轉染機理、納米智能載葯系統的感測技術與葯物控制釋放技術的整合等。
生物感測與醫學示蹤
惡性腫瘤和心血管疾病等重大疾病嚴重威脅人類的健康,是當前醫學研究領域所面臨的一個重大挑戰。我國自上世紀70年代以來,惡性腫瘤和急性冠狀動脈綜合症的發病率和死亡率一直呈上升趨勢,已經成為危及人群健康及帶來巨大經濟負擔的社會問題。目前癌症病人和心血管病人死亡率居高不下的一個最主要原因,是現有技術還很難實現真正的疾病早期檢測,所以生物感測和醫學示蹤技術至關重要,特別是納米生物感測技術和納米材料在分子影像技術中的應用等是當前的研究熱點。
「生物醫學用磁性納米材料及器件」的中心議題報告中介紹了生物醫學用磁性納米材料及器件在生物學與生物技術、醫學以及葯學等方面的應用及發展;同時,也提出了在這個發展過程中存在的一些急需研究的問題:(1)還有哪些新奇的性質可以應用?對不同分子探針的組裝、聯合及效能等;(2)磁性納米材料究竟是在什麼水平,如究竟是在細胞層次還是在組織層次上,對生物產生綜合影響;(3)影像對磁性納米材料對比劑尺寸和其他性質的依賴程度;(4)磁性納米材料在生物體內的分散及循環問題;(5)磁性納米材料的生物安全性、生物相容性等。
《生物微納感測技術》的報告,對建立在納米材料的生物相容性、磁性、催化性能等特性基礎上的新型感測技術進行了綜述和探討,如納米單通道技術利用隨機感測形成的電流脈沖信號來實現DNA測序、單核苷多態性、特異序列DNA等的識別分析。此外,納米陣列通道技術、納米陣列電極、納米微流控通道、納米間隙等技術對基因識別、蛋白質的結構及修飾特徵、葯物作用靶標的發現與確證、葯物篩選等方面的研究有著廣闊的應用前景。
納米技術的生物效應及安全性
「納米生物環境健康效應與納米安全性」的研究發現,由於小尺寸效應、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,在進入生命體和環境以後,它們與生命體相互作用所產生的化學特性和生物活性與化學成分相同的常規物質有很大不同。一方面要充分評價其安全性問題,比如對人類健康以及生態環境等造成不利影響。另一方面,對納米顆粒與生命過程的相互作用過程的研究,發現納米顆粒對生命過程的調控功能和正面的影響,也是納米醫學發展高效診斷和治療的關鍵。與會專家一致認為對於納米技術安全性的評價是為了保障納米技術在納米醫學和納米生物學方面的更好的應用,更好地將納米技術應用到現實生活中去。
「納米材料安全評價的研究戰略和碳納米管的生物分布」的專題報告,對目前國際上納米材料安全評價的研究進行了綜述,指出納米安全性的研究並不是要阻礙納米科技的發展,而是為納米技術的快速高效發展鋪平道路。
6. 納米生物醫學什麼意思
納米技術對醫學發展具有重要的推動作用,疾病診斷、預防和治療的實際需求對納米技術提出了獲得更先進的葯物傳輸系統和早期檢測與診斷技術的期望,如早期診斷和預警、代謝產物中的生物標志物的發現、及其微量或痕跡量或瞬間的樣品量的檢測技術,適於大量或批量的實用檢測技術平台,載體的效率和容量,靶向、緩釋、可控的葯物載體,葯靶確證和葯物篩選,甚至是突變或個體化差異的檢測、診治等。利用DNA分子的自組裝特性,可以獲得新型的納米結構材料,用於發展全新的生物檢測技術,實現基因治療的關鍵因素之一是發展安全有效的基因運載系統,利用納米技術發展新型醫學感測器,利用納米技術發展新型活細胞檢測技術。另外納米技術對再生醫學的發展具有重要影響和推動作用,納米技術為模仿和構建天然組織里不同種類的細胞外基質提供了全新的視角和方法,納米技術將有助於探索和確定成體幹細胞中的信號系統,以激發成體幹細胞中巨大的自我修復潛能,納米技術在醫學科學中的應用,如單分子、單細胞體內成像應用、單一癌症細胞檢測、葯物釋放直觀技術等。
納米技術在傳染病防治中也有廣闊的應用,我國是乙肝大國,平均有8%乙肝病人或攜帶者,在偏遠農村遠遠高於這個比例。進展期肝病病人在中國的死亡率比較高,在大城市有60%的死亡率,在小的城市死亡率更是高達80%。雖然乙肝疫苗在乙肝病毒的傳染方面發揮了很大的作用,但是研究表明乙肝病毒的變異也是非常高的,而且目前一些治療乙肝的葯物的抗葯性在我國已經顯現出來,所以在中國開展乙肝病的納米醫葯研究尤其重要,探測活體細胞的功能,在分子的水平上認識和理解病變機理,做到早期診斷,實現早期治療。
納米葯物及其葯理學
目前國內外已開發並上市了許多納米葯物制劑,以提高原制劑的口服生物利用度、降低葯物不良反應和提高治療指數等,但是國際和國內納米技術標准化卻還沒有建立,所以在納米醫葯開發的過程中不可避免會受到制約和影響。所以,對於納米葯物學及其葯理學研究的基礎科學問題和近、中、長期的目標設定非常重要。
例如,腫瘤生長機制及阿黴素膠束自組裝分子的抗腫瘤活性研究。腫瘤的微環境對其生長及對葯物輸運有著巨大影響,腫瘤組織內部靜液壓高、低氧、低PH值等微環境使得葯物分子只能聚集在血管細胞周圍,不能達到腫瘤細胞,影響了葯物的使用效果。PEG-PE包裹阿黴素形成的膠束自組裝分子在治療腫瘤方面有著很好的效果,使用後腫瘤尺寸明顯減小。
「用於腫瘤診斷與治療的納米醫葯的材料發展潛力」的研究指出,納米生物技術在腫瘤的早期診斷和治療中可以發揮很大作用。研究結果表明,抗體修飾的脂質體納米復合載葯體系不僅可以對腫瘤進行靶向治療,結合納米粒子修飾的納米復合給葯體系還可以對轉移的腫瘤細胞進行診斷和靶向治療,而且納米膠囊的尺寸適中(50-200nm)時效果最好。「脂質分子自組裝系統及其作為葯物載體的應用」的研究認為,脂質分子作為生物體組成的主要成分具有無可比擬的生物相容性,自組裝形成的納米結構無論從均一性、穩定性,以及重復性方面,都有很大的優勢,而且小肽修飾的脂質體對腫瘤有一定的靶向作用。
在這一議題中,專家們就目前納米醫葯中其安全性評價和標准研究方法的問題進行了熱烈的討論。一致認為目前納米醫葯研究應該規范化,推行「力量集成、資源整合和有限目標」的策略。納米葯物學近期或近中期目標可以是通過葯物的直接納米化或納米載葯系統(NanoDDS),研製一批旨在提高生物利用度、延長葯物作用時間、降低葯物不良反應,或提高制劑順應性等的納米葯物制劑。在納米效應研究基礎上,針對我國重大疾病(如腫瘤、心血管疾病、肝炎、艾滋病、神經退行性疾病等),通過汲取這些疾病的病理學、生理學研究成果,研究和開發一批創新納米葯物制劑,並闡明與此相關聯的深層次科學問題,包括納米葯物的長循環機理、納米粒腫瘤葯物的EPR效應機理、納米葯物對微循環影響機理、基因非病毒納米載體的組裝、轉染機理、納米智能載葯系統的感測技術與葯物控制釋放技術的整合等。
生物感測與醫學示蹤
惡性腫瘤和心血管疾病等重大疾病嚴重威脅人類的健康,是當前醫學研究領域所面臨的一個重大挑戰。我國自上世紀70年代以來,惡性腫瘤和急性冠狀動脈綜合症的發病率和死亡率一直呈上升趨勢,已經成為危及人群健康及帶來巨大經濟負擔的社會問題。目前癌症病人和心血管病人死亡率居高不下的一個最主要原因,是現有技術還很難實現真正的疾病早期檢測,所以生物感測和醫學示蹤技術至關重要,特別是納米生物感測技術和納米材料在分子影像技術中的應用等是當前的研究熱點。
「生物醫學用磁性納米材料及器件」的中心議題報告中介紹了生物醫學用磁性納米材料及器件在生物學與生物技術、醫學以及葯學等方面的應用及發展;同時,也提出了在這個發展過程中存在的一些急需研究的問題:(1)還有哪些新奇的性質可以應用?對不同分子探針的組裝、聯合及效能等;(2)磁性納米材料究竟是在什麼水平,如究竟是在細胞層次還是在組織層次上,對生物產生綜合影響;(3)影像對磁性納米材料對比劑尺寸和其他性質的依賴程度;(4)磁性納米材料在生物體內的分散及循環問題;(5)磁性納米材料的生物安全性、生物相容性等。
《生物微納感測技術》的報告,對建立在納米材料的生物相容性、磁性、催化性能等特性基礎上的新型感測技術進行了綜述和探討,如納米單通道技術利用隨機感測形成的電流脈沖信號來實現DNA測序、單核苷多態性、特異序列DNA等的識別分析。此外,納米陣列通道技術、納米陣列電極、納米微流控通道、納米間隙等技術對基因識別、蛋白質的結構及修飾特徵、葯物作用靶標的發現與確證、葯物篩選等方面的研究有著廣闊的應用前景。
7. 納米生物醫學材料
納米材料
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生物材料
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納米甲殼質
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納米技術
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納米生物技術
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