納米材料在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用.ppt

納米材料在生物工程及醫(yī)藥上的應(yīng)用 匯報人 為什么我們納米材料會廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥上 納米材料引入醫(yī)藥對醫(yī)藥有何影響 我們都知道 目前的醫(yī)療技術(shù)尚無法達(dá)到分子修復(fù)的水平 而納米醫(yī)學(xué)則是在分子水平上 利用分子工具和人體的分子知識 創(chuàng)造并利用納米裝置和納米結(jié)構(gòu)來防病治病 改善人類的整個生命系統(tǒng) 例如 修復(fù)畸變的基因 扼殺剛剛萌芽的癌細(xì)胞 捕捉侵入人體的細(xì)菌和病毒等等 最終實現(xiàn)納米醫(yī)學(xué) 使人類擁有持續(xù)的健康 一 在診斷方面的應(yīng)用 1 遺傳病診斷納米技術(shù)有助診斷胎兒是否有遺傳缺陷 婦女懷孕8個星期時 血液中開始出現(xiàn)少量胎兒細(xì)胞 利用具有納米級大小孔洞的半透膜或特殊的合成納米管等 可把胎兒細(xì)胞分離出來進(jìn)行診斷 不需要進(jìn)行羊水穿刺 目前美國已將此項技術(shù)應(yīng)用于臨床診斷中 2 病理學(xué)診斷腫瘤診斷最可靠的手段是建立在組織細(xì)胞水平上的病理學(xué)方法 但存在著良惡性及細(xì)胞來源判斷不準(zhǔn)確的問題 利用原子力顯微鏡可以在納米水平上揭示腫瘤細(xì)胞的形態(tài)特點 通過尋找特異性的異常納米級結(jié)構(gòu)改變 以解決腫瘤診斷的難題 二 在治療方面的應(yīng)用 1 納米化增加藥物吸收度增大藥物的表面積促進(jìn)溶解 藥物大分子就能穿透組織間隙 也可以通過人體最小的毛細(xì)血管 而且分布面極廣 應(yīng)用于中藥制劑 藥物的物理活性 靶向性比普通中藥大大提高 2 納米醫(yī)用材料納米氧化鎬 目前廣泛使用的人工心臟瓣膜 是由鈦金屬與不銹鋼合金所構(gòu)成 但在移植入人體后仍有損壞的可能性 結(jié)晶納米氧化鎬是一種具有高度抗生物損耗的替代材料 納米銀粉 銀在納米狀態(tài)下的殺菌能力產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍 只需用極少量的納米銀即可產(chǎn)生強力的殺菌作用 納米骨材料 把它植入體內(nèi)填充各類型的骨缺損 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可生長出很多新生的骨細(xì)胞 所有填的納米骨材料 最后會降解消失 骨缺損部能完全被新生骨取代 具有納米級別的天然骨分級結(jié)構(gòu)和天然骨的多孔結(jié)構(gòu) 智能藥物 美國正在設(shè)計一種納米 智能炸彈 它可以識別出癌細(xì)胞的化學(xué)特征 這種 智能炸彈 很小 僅有20納米左右 能夠進(jìn)入并摧毀單個的癌細(xì)胞 三 納米技術(shù)在分子生物學(xué)中的應(yīng)用工程 1 生物芯片技術(shù)生物芯片是基因生物學(xué)與納米技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物 它不同于半導(dǎo)體芯片 它是在很小的幾何尺度的表面積上 裝配一種或集成多種生物活性分子 僅用微量生理或生物采樣 即可同時檢測和研究不同的生物細(xì)胞 生物分子和DNA的特性 以及它們之間的相互作用 獲得生命微觀活動的規(guī)律 生物芯片可以粗略地分為細(xì)胞芯片 蛋白質(zhì)芯片 生物分子芯片 和基因芯片 DNA芯片 等幾類 都有集成 并行和快速檢測的優(yōu)點 已經(jīng)成為21世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程的前沿科技 2 納米機(jī)器人納米技術(shù)與分子生物學(xué)的結(jié)合將開創(chuàng)分子仿生學(xué)新領(lǐng)域 納米機(jī)器人 是根據(jù)分子水平的生物學(xué)原理為設(shè)計原型 設(shè)計制造可對納米空間進(jìn)行操作的 功能分子器件 在血管中運動的納米機(jī)器人 正在使用納米切割機(jī)和真空吸塵器來清除血管中的沉積物 納米機(jī)器人消滅癌細(xì)胞虛擬圖 納米機(jī)器人應(yīng)用前景 動脈粥樣硬化的治療機(jī)器人能夠從動脈壁上清除粥樣沉積物 這不僅會提高動脈壁的彈性 還會使通過動脈的血液流動狀況得到改善 腎結(jié)石 膽結(jié)石的治療將納米機(jī)器人以插入導(dǎo)管的方式引入到尿道或膽道里內(nèi) 直接到達(dá)結(jié)石所在的部位 并且直接把結(jié)石擊碎 檢查體內(nèi)疾病 四 納米技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域的其他應(yīng)用 1 生化檢查伊利諾依大學(xué)邁爾 斯特拉諾 MichaelStrano 的研究組正研究用碳納米管驗血 原理 給納米管涂上一層酶 它就能在有糖的環(huán)境下制造過氧化氫 然后激發(fā)電子流 當(dāng)激發(fā)的電子流與紅外線接觸會發(fā)出光照 這是納米管的一種獨特反應(yīng) 2 用量子點檢測腫瘤細(xì)胞 由于量子點技術(shù)有其獨特的標(biāo)記特點 它必將成為今后生物分子檢測的尖端技術(shù) 為DNA檢測 DNA芯片 蛋白質(zhì)檢測 蛋白質(zhì)芯片 和探索蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)之間 抗原 抗體 配體 受體 酶 底物 反應(yīng)原理提供更先進(jìn)的方法 同時也將極大的推動生物顯像技術(shù)和生物制藥技術(shù)的迅猛發(fā)展 給疾病的診斷和治療帶來巨大進(jìn)步 3 跟蹤生物體內(nèi)活動 美國伯克利大學(xué)的納米研究部門的崔先生指出 有的納米顆粒具有發(fā)光功能 科學(xué)家們把這種納米顆粒送進(jìn)人的組織 器官內(nèi) 然后從人體外部向內(nèi)照射近紅外線 納米顆粒在體內(nèi)會發(fā)光 可以跟蹤了解人體細(xì)胞的變化情況 從而達(dá)到追蹤病毒等效果 4 智能化的納米藥物傳輸系統(tǒng) 研究者制備的納米粒子進(jìn)入前列腺癌細(xì)胞中靶向傳輸化療藥物 把藥物放入磁性納米顆粒的內(nèi)部 這些顆粒就可以自由地在血管和人體組織內(nèi)運動加外磁場導(dǎo)向 使其向病變部位聚集 納米材料的危害 德國對產(chǎn)品中納米材料和納米粒子潛在的癌癥風(fēng)險進(jìn)行評估生意社3月16日訊納米材料被廣泛應(yīng)用于工業(yè)和消費品中 近日 德國環(huán)境風(fēng)險評估委員會 BfR 和聯(lián)邦環(huán)境局 UBA 對各類納米材料可能產(chǎn)生的致癌作用進(jìn)行了風(fēng)險評估 BfR和UBA稱 一系列的動物研究表明許多納米材料 如碳納米管 CarbonNanotubesCNTs 和二氧化鈦 TiO2 可能會通過呼吸道攝入 吸入 而致癌 然而 可用的數(shù)據(jù)并不足以將這些材料歸類為 可能導(dǎo)致癌癥 之中 原因是這些數(shù)據(jù)通常來源于動物實驗 這些物質(zhì)的內(nèi)在性能并不知曉 結(jié)束語 納米材料 既給我們的生活帶來了無限的便利 但同時 我們對于