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1、納米材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究進展【摘要】在最近幾年，納米材料和納米技術(shù)迅速發(fā)展，得到了科學(xué)界的重視。由于納米材料的特殊的尺寸效應(yīng)，納米顆粒、納米管以及各種納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用正蓬勃發(fā)展，勢頭十足。但在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的同時，人們也逐漸認識到其中的一些問題，如納米材料的生物毒性等。本文主要綜述納米科技在基醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)和預(yù)防醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用研究進展、問題及改進。【關(guān)鍵詞】納米材料納米科學(xué)納米技術(shù)藥物載體醫(yī)學(xué)生物毒性毒理學(xué)1引言納米僅是一個長度單位，1nm=10-9m，當(dāng)物質(zhì)進入納米尺度時，會展現(xiàn)出特有的理化性質(zhì)，如:小尺寸效應(yīng)、表面效
2、應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)以及宏觀量子隧道效應(yīng)等［1］。隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，各種納米材料逐漸進入了我們的視野。碳納米材料主要包括碳納米管、富勒烯［2］、石墨烯和納米鉆石及其衍生物，是目前應(yīng)用非常廣泛的一類納米材料，現(xiàn)有的研究結(jié)果表明，碳納米材料在組織工程、藥物/基因載體、生物成像、腫瘤治療、抗病毒/抗菌以及生物傳感等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中具有潛在的應(yīng)用前景。2納米材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用2.1納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用應(yīng)用于生物體內(nèi)應(yīng)用的納米材料，它本身既可以是具有生物活性，也可以不具有生物活性，但它在滿足使用需要時還必須易于被生物體接受，而不引起不
3、良反應(yīng)。目前納米微粒在這方面的應(yīng)用十分的廣泛，如生物芯片、納米生物探針、核磁共振成像技術(shù)、細胞分離和染色技術(shù)、作為藥物或基因載體、生物替代納米材料、生物傳感器等很多領(lǐng)域［3］。納米探針一種探測單個活細胞的納米傳感器，探頭尺寸僅為納米量級，當(dāng)它插入活細胞時，可探知會導(dǎo)致腫瘤的早期DNA損傷。一些高選擇性和高靈敏度的納米傳感器可以用于探測很多細胞化學(xué)物質(zhì)，可以監(jiān)控活細胞的蛋白質(zhì)和感興趣的其他生物化學(xué)物質(zhì)。隨著納米技術(shù)的進步，最終實現(xiàn)評定單個細胞的健康狀況。使用納米生物熒光探針可以快速準(zhǔn)確的選擇性標(biāo)記目標(biāo)生物分子，靈敏測試細胞內(nèi)的失蹤劑，標(biāo)
4、記細胞，也可以用于細胞表面的標(biāo)記研究。納米微粒在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用遠不止上面提到的這些，利用納米微粒技術(shù)制備生物替代納米材料、生物傳感器等也已有很大發(fā)展。如納米人工骨的研究成功［4］，并已進行臨床試驗。功能性納米粒子與生物大分子如多肽、蛋白質(zhì)、核酸共價結(jié)合，在靶向藥物輸運和控制釋放、基因治療、癌癥的早期診斷與治療、生物芯片和生物傳感器等許多方面顯示出誘人的應(yīng)用前景和理論研究價值。2.2智能納米材料在藥物傳遞系統(tǒng)中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀傳統(tǒng)的給藥方式主要是口服和注射。但是，新型藥物的開發(fā)，特別是蛋白質(zhì)、核酸等生物藥物，要求有新的載體和藥物輸送技術(shù)
5、，以盡可能降低藥物的副作用，并獲得更好的藥效。粒子的尺寸直接影響藥物輸送系統(tǒng)的有效性。納米結(jié)構(gòu)的藥物輸送是納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個關(guān)鍵技術(shù)，具有提高藥物的生物可利用度、改進藥物的時間控制釋放性能、以及使藥物分子精確定位的潛能。納米結(jié)構(gòu)的藥物輸送系統(tǒng)的優(yōu)勢體現(xiàn)在能夠直接將藥物分子運送到細胞中，而且可以通過健康組織把藥物送到腫瘤等靶組織。如通過制備大于正常健康組織的細胞間隙、小于腫瘤組織內(nèi)孔隙的載藥納米粒子，就可以把治療藥物選擇性地輸送到腫瘤組織中去。當(dāng)前研究的用于藥物輸送的納米粒子主要包括生物型粒子、合成高分子粒子、硅基粒子、碳基粒子以及金屬
6、粒子等。用納米控釋系統(tǒng)輸送核苷酸有許多優(yōu)越性，如能保護核苷酸，防止降解，有助干核苷酸轉(zhuǎn)染細胞，并可起到定位作用，能夠靶向輸送核苷酸等。還可以對于一些藥材，如中藥加工成由納米級顆粒組成的藥，有助于人體的吸收。近年來，用磁性納米粒(如氧化鐵納米粒)構(gòu)建的復(fù)合藥物載體已成為研究熱點。用作藥物載體的磁性納米粒除了具有一般納米粒子所具有的粒徑小、比表面積大、形態(tài)/粒徑可控等特性外，還具有較好的生物相容性、低細胞毒性及低溶血性;并可通過在病變部位施以外加磁場，實現(xiàn)靶向富集;且能通過調(diào)節(jié)磁場強度產(chǎn)生熱能，控制藥物的釋放;也可用作磁共振成像的造影劑。
7、磁性納米粒與高分子藥用材料的雜化通常有2種形式:1)將藥物和磁性納米粒同時包載入高分子載體中。如，Li等［5］采用W/O/W型乳化法將DOX和氧化鐵納米粒(MNPs)同時包載入聚乳酸－羥基乙酸共聚物(PLGA)納米粒中，該PLGA-DOX-MNPs系統(tǒng)可借助外加磁場力有效輸送藥物至病灶，且MNPs的存在不影響DOX活性。體外實驗顯示，該納米粒系統(tǒng)在37℃緩沖液中呈現(xiàn)藥物緩釋效果。2)在磁性納米粒表面包覆聚合物材料或多孔硅材料，將藥物包載于聚合物或多孔硅的空隙中。如，Guo等［6］以MNPs為內(nèi)核，在其表面同時包覆三嵌段聚合物聚乙二醇單
8、甲醚-b-聚(甲基丙烯酸-N-甲基丙烯酸丁酯)-b-聚(甘油單甲基丙烯酸甲酯)［mPEG-P(MAA-nBMA)-PGMA］和連接葉酸的嵌段共聚物葉酸－聚乙二醇-b-聚(甘油單甲基丙烯酸甲酯)(FA-PEG-PGMA)，
