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医学领域中纳米技术的运用探究

  • 投稿康斯
  • 更新时间2015-10-29
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贾志君 宋慧洁

凯里学院 贵州省凯里市 556000

【摘 要】随着纳米技术的应用与发展,人们对微观世界的认知更加清晰;而医学领域纳米技术的运用,给人类战胜疾病提供了更加有力的武器。本文将结合当前纳米技术应用与发展现状,对纳米技术在医学领域诊断、治疗及医学材料中的运用进行具体探究。

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关键词 医学领域;纳米技术;医学诊断;临床治疗;生物材料

当前,纳米技术已在我国医学领域广泛应用,它是将纳米技术与医药技术相结合,运用日益成熟的纳米技术理论与应用方法,对医学技术、临床治疗方法等加以综合研究。随着纳米医学的不断深入,一些纳米药物制剂也被研发出来并投入医疗市场。将纳米技术与医学技术相结合,夯实了临床诊断与治疗的基础,促进我国医学研究又上一个新水平。

1 纳米技术在医学诊断中的应用

1.1 病理诊断

目前,在临床病理诊断中,免疫组织化学虽然发挥了一定作用,但是在定量诊断方面仍存在不足。如果引入纳米级粒子,则既能定性检测又能定量检测,适应性良好,可提高诊断的敏感性,也减少了处理标本的繁琐过程,诊断结果更快捷、更准确。

1.2 癌症诊断

纳米技术应用于恶性肿瘤的早期诊断,便于癌症的早发现、早治疗。当恶性肿瘤仅有约4 个细胞大小时,利用纳米微型温度计就能够检测到人体内部的癌变温度,筛选正常细胞和已经癌变的细胞,诊断后可利用高温将细胞杀死[1]。再如,中国医科大学研制并使用了超顺磁性氧化铁超微颗粒脂质体,能够检测到3mm 以下直径的肝脏肿瘤,有效避免病情恶化。

1.3 血液异常识别

利用纳米技术进入血流中进行探测,能够及时发现细菌、病毒等,以此诊断传染性疾病并及早治疗。例如,在电场的作用下,细胞芯片能够实现自动寻址,精准定位蛋白质亚细胞,便于人体基因功能研究。

2 纳米技术在医学治疗中的应用

2.1 药物治疗

纳米技术在医学药物治疗中的应用较为普遍和广泛,其主要具备如下优势和作用:其一,有利于药物的快速吸收,能够提高诊治效果。纳米转释方法应用于药物中,由于适用的表面积较大,因此加快了药物的溶解,更利于药物吸收;再加上纳米粒径的药物能够较快穿透组织的间隙,分布范围更广,增强了药物利用效率;其二,利用纳米技术进行控制与释放,如应用于纳米胶囊中,可更好地保证药物作用时间,增大药物效果,同时也能减少患者对药物的摄入量,降低副作用及不良反应发生率,同时纳米技术对提高药物稳定性也具有良好作用;其三,药物定向释放。将药物传递到人体内指定的部位,精准定位治疗,是纳米技术应用于医学领域的主要方面之一[2]。通过靶向用药方式,将药物作用于人体某一部位,以提高治疗效果、降低不良反应。如目前使用靶向药较多应用于肝脏、卵巢、心脏等部位;其四,采用全新给药途径,如临床使用多肽类药物较多、效果良好,但是这种药物成分极易被蛋白水解酶降解,而采用纳米技术,则避免了此类问题。

2.2 基因治疗

纳米技术在基因疾病方面的治疗,是纳米生物技术的一大亮点,其中包含了基因改性与基因仿生两大方面。在基因改性方面的应用,主要作用在显微镜获取的蛋白质、核算分子等图像中,在微小的环境中,利用纳米技术实现了碱基序列的重新排列,改变了DNA 分子变构;同时,有关DNA纳米仿生制造的应用,主要利用了DNA 在复制过程中会遵循碱基互补法则这一特性,再加上遗传信息的多样性,对单个原子和分子进行操作,创造出与人体生命功能类似的纳米有机- 无机复合机器。

2.3 纳米机器人

诺贝尔奖得主理查德·费曼最先提出将微型机器人应用于医疗领域,即纳米机器人。按照医生事先制定好的运作程序,通过血管将纳米机器人注入患者体内,可以将血液中含有的氧气、葡萄糖等转化为能量,清除动脉中的脂类沉积物,清理血管,杀死细菌和癌细胞,同时也可反映人体内病变情况。另外,人体器官修复也可应用纳米机器人技术,对基因进行装配,清除有害的DNA 基因,置入正常的DNA 基因,或者修复大脑及人体脏器的冻伤,在低温环境下使人复活;经纽约大学研制使用的纳米机器人,设计了两个使用DNA 制作的手臂,可以在指定的位置旋转,适用范围更广、更灵活[3]。

3 纳米技术在医学材料中的应用

3.1 人工血红细胞

纳米材料制成人工血红细胞主要应用于肺功能损伤、贫血、人工呼吸等治疗中,在约1000 个大气压的条件下,将高压氧充入100mm 内径的球体中,让氧气在球中释放浓度,此时充当人体天然红细胞的作用,且输送氧能力优于人体红细胞,能够有效维持生物炭的活性。

3.2 介入性治疗

当纳米微粒子材料与人体或者动物体内的物质产生反应时,就会发光。利用这一原理,将光导纤维深入到人体血管中,利用光谱分析物质的特征、性质等要素,这种方法多用于检测人体的血糖值,用于糖尿病的临床诊断与治疗。

3.3 医用敷料

在医用敷料中选用纳米级银粒子,主要利用其选择性与吸附性良好的特征,能够穿透人体内的细菌细胞壁,对细胞内特殊结构加以改变,破坏酶活性。一旦纳米银粒子遇到水分,其中粒子将更快地析出,扩散到四周,效果更加明显。因此,即使在湿润的环境中,该种材料仍能够起到抗菌、抗感染的作用。

总之,纳米技术的应用给人类生存与发展带来积极影响,目前已在医药、生物等诸多领域采用,未来人们战胜各种疾病的美好愿望将得以实现,各种疑难杂症将迎刃而解。因此,加快对纳米技术的研究,客观分析利弊两方面,改进不利因素,发挥有利优势,实现纳米技术在医学领域的全面应用,具有重要意义。

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参考文献

[1] 张晓玲. 纳米材料和纳米技术在生物医学中的应用[J]. 职业技术,2013(02).

[2] 贾文霞. 纳米医学诊断与治疗技术研究新进展[J]. 中国医药导报,2013(06).

[3] 于磊. 纳米生物技术与个性化医学[J].中国现代医学杂志,2013(09).