張陽(yáng)德--納米生物技術(shù)學(xué)概述.ppt

1、納米生物技術(shù)學(xué)概述,國(guó)家衛(wèi)生部肝膽腸外科研究中心主任 國(guó)家衛(wèi)生部納米生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任 中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)內(nèi)鏡醫(yī)師分會(huì)主席 中南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究院院長(zhǎng) 中南大學(xué)湘雅醫(yī)院外科主任 國(guó)家十一五“863計(jì)劃專(zhuān)家委員會(huì)納米生物技術(shù)專(zhuān)家,張陽(yáng)德,概 念,納米是尺寸或大小的度量單位：千米（103 ）米厘米毫米微米納米（ 10-9） 4倍原子大小 萬(wàn)分之一頭發(fā)粗細(xì) 納米科學(xué)技術(shù)是研究在千萬(wàn)分之一米(10-7)到十億分之一米(10-9米)內(nèi)，原子、分子和其它類(lèi)型物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和變化的學(xué)問(wèn)；同時(shí)在這一尺度范圍內(nèi)對(duì)原子、分子進(jìn)行操縱和加工。,納米生物技術(shù),為研究工作方便，有人把尺寸0.11m視為亞微米體系，尺寸110

2、0nm劃分納米體系。 我國(guó)科學(xué)家在 石墨表面“寫(xiě)”出“中國(guó)”和中科院的英文縮寫(xiě)“CAS”。字的尺寸為 200nm200nm。按照這個(gè)尺寸，可以在大頭針針尖一樣的面積上記錄下一部紅樓夢(mèng)的全部?jī)?nèi)容。,納米生物技術(shù),納米技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、人類(lèi)健康等領(lǐng)域有重大應(yīng)用。納米生物醫(yī)用材料將解決臨床對(duì)高性能組織修復(fù)、器官替換和診療的迫切需求，在人類(lèi)康復(fù)工程中發(fā)揮重要作用。預(yù)期在未來(lái)30年內(nèi)，與醫(yī)學(xué)和健康領(lǐng)域相關(guān)的納米技術(shù)的研究將影響產(chǎn)值達(dá)4800億美元的生物醫(yī)藥制造業(yè)。納米生物醫(yī)用材料和醫(yī)藥技術(shù)研究既有現(xiàn)實(shí)的迫切需求，又有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的社會(huì)效益。,納米生物技術(shù),國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀,納米生物技術(shù)是目前國(guó)際生

3、物技術(shù)領(lǐng)域的前沿和熱點(diǎn)問(wèn)題，在醫(yī)藥和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用和明確的產(chǎn)業(yè)化前景。 美、日、德等先進(jìn)國(guó)家均已將納米生物技術(shù)作為21世紀(jì)的科研優(yōu)先項(xiàng)目予以重點(diǎn)發(fā)展，一場(chǎng)新的國(guó)際納米生物技術(shù)科技競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)開(kāi)始。醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域納米生物技術(shù)的研究尚處于起步階段，但近幾年在醫(yī)藥領(lǐng)域的研究已取得一定的進(jìn)展。,納米生物技術(shù),總預(yù)算為505.21億歐元的歐盟第七研發(fā)框架計(jì)劃（2007-2013）將“納米科學(xué)、納米技術(shù)、材料和新制造技術(shù)”列為十大主題研究領(lǐng)域合作計(jì)劃之一。,納米生物技術(shù),2003年美國(guó)科學(xué)年會(huì)的報(bào)告,納米醫(yī)學(xué)技術(shù)已 經(jīng)被列入美國(guó)的優(yōu)先科研計(jì)劃?，F(xiàn)任總統(tǒng)布什 2003年12月簽署的21世紀(jì)納米技術(shù)研

4、究開(kāi)發(fā)法 案,自2005財(cái)年開(kāi)始的4年內(nèi)，聯(lián)邦政府將投入 約37億美元用于支持納米技術(shù)研發(fā)工作。 美國(guó)的優(yōu)先研究領(lǐng)域包括： 生物材料（材料-組織介面，生物相容性材料） 儀器（生物傳感器，研究工具） 治療（藥物和基因載體），已有一種納米藥物載體通過(guò)了FDA批準(zhǔn)并應(yīng)用于臨床。,納米生物技術(shù),2005年，全世界投入用于納米技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)的資金便已超過(guò)50億美元。 據(jù)報(bào)道，迄今為止全美國(guó)至少已有60種以上的藥物新制劑以及90種左右的醫(yī)療器械、診斷試劑等新產(chǎn)品使用了納米材料。,國(guó)際上納米生物技術(shù)的研究范圍涉及納米生物材料、藥物和轉(zhuǎn)基因納米載體、納米生物相容性人工器官、納米生物傳感器和成像技術(shù)、利用掃描探

5、針顯微鏡分析蛋白質(zhì)和DNA的結(jié)構(gòu)與功能等重要領(lǐng)域，以疾病的早期診斷和提高療效為目標(biāo)。,納米生物技術(shù),納米生物技術(shù)的研究進(jìn)展,多肽納米管作為抗菌劑，可在細(xì)菌細(xì)胞膜上穿孔，導(dǎo)致細(xì)菌死亡。,納米生物技術(shù),納米粒用作除污劑給士兵消毒,納米生物技術(shù),基因和藥物納米載體,納米藥物載體（納米微粒藥物輸送）技術(shù)是納米生物技術(shù)的重要發(fā)展方向之一, 將給惡性腫瘤、糖尿病和老年性癡呆等疾病的治療帶來(lái)變革。 利用納米技術(shù)能夠把新型基因材料輸送到已經(jīng)存在的DNA里，而不會(huì)引起任何免疫反應(yīng)。 按目前的認(rèn)識(shí)，有半數(shù)以上的新藥存在溶解和吸收的問(wèn)題，納米晶體技術(shù)可將藥物顆粒轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的納米粒子，同時(shí)提高溶解性，以提高難溶性藥物

6、的藥效率。,納米生物技術(shù),非生物材料藥物載體，不會(huì)誘發(fā)病人的免疫反應(yīng)，作為藥物的納米載體，攜帶藥物分子進(jìn)入人體的血液循環(huán)，使藥物在無(wú)免疫排斥的條件下發(fā)揮治病的效果，這種技術(shù)用于糖尿病和癌癥治療前景廣泛。同時(shí)，這些賦形劑在胃腸道中起表面活性劑的作用，也提高了納米藥物顆粒的溶解率。一旦不溶性藥物轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的納米顆粒，就適合于口服或者注射了。,納米生物技術(shù),生物芯片技術(shù),生物芯片是不同于半導(dǎo)體電子芯片的另一類(lèi)芯片。半導(dǎo)體電子芯片是集成具有特定電子學(xué)功能的微單元，所形成的電子集成電路；而生物芯片則是在很小幾何尺度的表面積上，裝配一種或集成多種生物活性，僅用微量生理或生物采樣，即可以同時(shí)檢測(cè)和研究不同的

7、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(guān)活動(dòng)的規(guī)律。,納米生物技術(shù),近兩年，采用微制作技術(shù)，制成了微米量級(jí)的機(jī)械手，能夠在細(xì)胞溶液中捕捉到單個(gè)細(xì)胞，進(jìn)行細(xì)胞結(jié)構(gòu)，功能和通訊等特性研究。美國(guó)哈佛大學(xué)的研究人員發(fā)展了微電子工業(yè)普遍使用的光刻技術(shù)在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，并研制出效果更好的軟光刻方法。以此，制出了可以捕捉和固定單個(gè)細(xì)胞的生物芯片，通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞間距等，研究細(xì)胞分泌和胞間通訊。此類(lèi)細(xì)胞芯片還可以作細(xì)胞分類(lèi)和純化，利用芯片表面微單元的幾何尺寸和表面改性，即可達(dá)到選擇和固定細(xì)胞，及細(xì)胞面密度控制。,納米生物技術(shù),納米管或納米線(xiàn),多元納米傳感芯片,納米復(fù)合免疫磁性微珠,

8、納米復(fù)合免疫磁性微珠是當(dāng)代疾?。ㄓ绕浒┌Y）早期診斷的最重要的技術(shù)之一。實(shí)驗(yàn)室利用有機(jī)-無(wú)機(jī)納米復(fù)合技術(shù)研制了系列疾病診斷試劑盒。,納米生物技術(shù),診斷原理 每種疾病在血液中都存在與之對(duì)應(yīng)的特征活性蛋白，因此疾病早期診斷決定于疾病特征蛋白的確定。診斷過(guò)程由三大技術(shù)組成： 免疫反應(yīng)技術(shù) 抗原和抗體的反應(yīng)，具有高度的特異性，從而保證了分析的精確性。 磁性微珠技術(shù) 磁性微珠即是反應(yīng)場(chǎng)所，又是反應(yīng)物分離的工具。首先在磁性微珠表面與抗體發(fā)生化學(xué)鍵耦聯(lián)，使之成為與某種疾病特征蛋白實(shí)現(xiàn)抗原抗體反應(yīng)的載體。然后在磁場(chǎng)作用下將反應(yīng)物分離出來(lái)。 示蹤分析技術(shù) 為精確定量分析必須對(duì)待測(cè)活性蛋白的抗體進(jìn)行示蹤劑的標(biāo)記，以

9、便將待測(cè)物轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)的信號(hào)(如放射信號(hào)、顏色信號(hào)、光信號(hào))，從而對(duì)待測(cè)物進(jìn)行精確分析。,納米生物技術(shù),關(guān)鍵技術(shù) (1) 磁性微珠的制備技術(shù) 納米級(jí)Fe3O4粉末表面改性處理后，與有機(jī)高分子單體復(fù)合， 經(jīng)聚合形成微珠。 微珠表層經(jīng)化學(xué)修飾處理，并接種具有活性的化學(xué)基團(tuán),納米生物技術(shù),(2) 磁性微珠表面與抗體（抗原）聯(lián)結(jié)技術(shù), 通過(guò)化學(xué)交聯(lián)或化學(xué)吸附，將抗體（Antibody)或抗原（Antigen) 聯(lián)結(jié)在微珠表面。,(3) 抗體或抗原與示蹤劑的標(biāo)記技術(shù),納米生物技術(shù),(4) 在磁性微珠載體上進(jìn)行免疫反應(yīng),納米生物技術(shù),（5） 免疫反應(yīng)產(chǎn)物的示蹤和定量分析, 通過(guò)對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物比色或在一定時(shí)間內(nèi)（

10、一般為5 秒）測(cè)定發(fā)出光光子強(qiáng)度，測(cè)定待測(cè)物質(zhì)濃度。,納米生物技術(shù),美國(guó)東北大學(xué)發(fā)明了一種新的DNA檢測(cè)技術(shù)，是利用DNA-金納米顆粒的選擇性以及目標(biāo)DNA序列的連接，導(dǎo)致納米顆粒在電極之間排列，從而通過(guò)電子信號(hào)來(lái)表示對(duì)不同DNA序列的響應(yīng)。這種檢測(cè)比以往的低聚核苷酸檢測(cè)在靈敏度上提高了10倍，在選擇性上則更高出了許多。并采用低聚核苷酸和Raman-活化染料為標(biāo)記的金納米顆粒探頭專(zhuān)門(mén)檢測(cè)DNA和RNA。這種表面增強(qiáng)Raman散射技術(shù)有飛摩爾探測(cè)極限，并且能在一種溶液中同時(shí)探測(cè)多種成分，將來(lái)有可能替代以分子熒光為基礎(chǔ)的生物探測(cè)技術(shù)。,目前已開(kāi)發(fā)30多種檢測(cè)疾病的試劑盒，其中包括7 種癌細(xì)胞的早期

11、診斷 AFP 甲胎蛋白（肝癌早期普查） CEA 癌胚抗原 FERRITIN 鐵蛋白 PSA 前列腺特異性抗原 CA199 乳腺癌 CA125 胃癌 CA153 腸癌,納米生物技術(shù),磁性微珠的其它應(yīng)用 細(xì)胞分離 基因分離,納米生物技術(shù),醫(yī)用植入體和人工器官 200-300種 幾乎每一品種都可使用納米技術(shù)予以改造，并將產(chǎn)生眾多的新品種,美國(guó)幾種醫(yī)用植入體的市場(chǎng)情況,納米生物技術(shù),美國(guó)部分生物材料年耗量（件/年） （美國(guó)企業(yè)約有200-300個(gè)品種）,納米生物技術(shù),我國(guó)幾種生物材料的市場(chǎng)需求統(tǒng)計(jì) （我國(guó)企業(yè)僅有約50余種制品）,納米生物技術(shù),功能和壽命不能滿(mǎn)足臨床要求,常規(guī)生物醫(yī)學(xué)材料的問(wèn)題,納米生

12、物技術(shù),醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展: 通 用個(gè)體化 大創(chuàng)傷微創(chuàng)傷 圍繞人體的微細(xì)組成與結(jié)構(gòu)，及其生物與功能特性開(kāi)展納米生物材料與檢測(cè)技術(shù)研究,納米生物技術(shù),分子馬達(dá),分子馬達(dá)是由生物大分子構(gòu)成，利用化學(xué)能進(jìn)行機(jī)械做功的納米系統(tǒng)。 美國(guó)康納爾大學(xué)的科學(xué)家利用ATP酶作為分子馬達(dá)，研制出了一種可以進(jìn)入人體細(xì)胞的納米機(jī)電設(shè)備-納米直升機(jī)。該設(shè)備共包括三個(gè)組件，兩個(gè)金屬推進(jìn)器和一個(gè)附屬于與金屬推進(jìn)器相連的金屬桿的生物分子組件。其中的生物分子組件將人體的生物燃料ATP轉(zhuǎn)化為機(jī)械能量，使得金屬推進(jìn)器的運(yùn)轉(zhuǎn)速率達(dá)到每秒8圈。這種技術(shù)仍處于研制初期，它的控制和如何應(yīng)用仍是未知數(shù)。將來(lái)有可能完成在人體細(xì)胞內(nèi)發(fā)放藥物等醫(yī)療任

13、務(wù)。,納米生物技術(shù),美國(guó)杜克大學(xué)研究人員利用自行組裝的分子作為分子建筑材料，建造了支撐蛋白質(zhì)的納米級(jí)腳手架和金屬線(xiàn)，其直徑只有數(shù)十億分之一米。這是在納米級(jí)合成方面取得的重要成就，可能由此開(kāi)發(fā)可編程的分子級(jí)傳感器或電路。 以色列和美國(guó)的研究人員在制造分子馬達(dá)的聯(lián)合研究方面獲得新進(jìn)展。他們通過(guò)光或者電的驅(qū)動(dòng)，可以使分子按照控制模式圍繞一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)，并且能夠停止或者暫停。這一成果將使納米級(jí)的分子機(jī)械能夠在一些較大機(jī)械無(wú)法應(yīng)用的場(chǎng)合，例如一些外科手術(shù)中大顯身手。,一種探測(cè)單個(gè)活細(xì)胞的納米傳感器，當(dāng)插入活細(xì)胞時(shí)，可探知會(huì)導(dǎo)致腫瘤的早期DNA損傷。Tuan Vo-Dinh認(rèn)為此高選擇和高靈敏的納米傳感器，可

14、用于探測(cè)很多細(xì)胞化學(xué)物質(zhì)，監(jiān)控活細(xì)胞的蛋白質(zhì)和其它所感興趣的生化物質(zhì)。,納米傳感器,納米生物技術(shù),此傳感器還可以探測(cè)基因表達(dá)和靶細(xì)胞的蛋白生成，用于篩選微量藥物，以確定哪種藥物能夠最有效地阻止細(xì)胞內(nèi)。隨著納米技術(shù)的進(jìn)步，納米機(jī)器人可在血液系統(tǒng)中自由運(yùn)動(dòng)，評(píng)定單個(gè)細(xì)胞的健康狀況，在體內(nèi)出現(xiàn)幾個(gè)癌細(xì)胞時(shí)即可發(fā)現(xiàn)。,納米生物技術(shù),化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科聯(lián)合，在納米級(jí)操作分子來(lái)調(diào)控生命系統(tǒng)： 基因測(cè)序和基因表達(dá)檢測(cè)等繁瑣的勞動(dòng)，通過(guò)應(yīng)用納米技術(shù)制造的表面裝置和系統(tǒng)，工作效率將得到顯著提高。 納米技術(shù)應(yīng)用于新藥的制造和作為藥物載體，將極大地增加藥物的治療效果，一些以前不能應(yīng)用于人體的化

15、合物將成為新的藥物。,納米生物技術(shù),納米探針等新分析工具的研發(fā)成功，將進(jìn)一步促進(jìn)探明細(xì)胞的化學(xué)和機(jī)械特征，測(cè)定單個(gè)分子的特性。 通過(guò)調(diào)節(jié)材料的納米結(jié)構(gòu)，可獲得生物相容性和可高度控制、耐用的人體內(nèi)植入物。 人工無(wú)機(jī)物和有機(jī)物納米級(jí)材料能進(jìn)入細(xì)胞，發(fā)揮診斷作用。 分子工程生產(chǎn)的可降解化學(xué)制劑可促進(jìn)植物生長(zhǎng)和抵抗病蟲(chóng)害。 作為基因和藥物的載體進(jìn)入動(dòng)物。,納米生物技術(shù),世界專(zhuān)利現(xiàn)狀分析,納米生物技術(shù),我國(guó)納米材料研究始于80年代末，“八五”期間，“納米材料科學(xué)”列入國(guó)家攀登項(xiàng)目。國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家教委分別組織了8項(xiàng)重大、重點(diǎn)項(xiàng)目，國(guó)家“863”、“973”新材料專(zhuān)題也對(duì)納米材料有

16、關(guān)高科技創(chuàng)新的課題進(jìn)行立項(xiàng)研究。,國(guó)內(nèi)研究狀況,納米生物技術(shù),在過(guò)去的十年間，國(guó)家通過(guò)研究計(jì)劃對(duì)納米領(lǐng)域資助的總經(jīng)費(fèi)大約相當(dāng)于700萬(wàn)美元，社會(huì)資金對(duì)納米材料產(chǎn)業(yè)化亦有一定投入。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比投入經(jīng)費(fèi)相差很大。,納米生物技術(shù),2000年11月在國(guó)家科技部主持下成立了國(guó)家納米科技協(xié)調(diào)與指導(dǎo)委員會(huì)。 隨后，國(guó)家科技部、國(guó)家計(jì)委、教育部、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)和中國(guó)科學(xué)院五部委聯(lián)合對(duì)我國(guó)納米科技的發(fā)展現(xiàn)狀、優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域和存在的問(wèn)題、發(fā)展戰(zhàn)略和布局等問(wèn)題進(jìn)行了研討。,頒布的國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(20062020年)也將納米研究列入“重大科學(xué)研究計(jì)劃”，成為未來(lái)15年我國(guó)引領(lǐng)未來(lái)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)

17、跨越的4個(gè)重中之重的領(lǐng)域之一，而其中納米生物學(xué)和納米醫(yī)藥研究占有很大比例。,中國(guó)通過(guò)“國(guó)家攻關(guān)計(jì)劃”、“863計(jì)劃”、“973計(jì)劃”的實(shí)施，納米材料和研發(fā)水平獲得很大發(fā)展，技術(shù)的一大批技術(shù)含量高、極具成長(zhǎng)性、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的科研成果相繼問(wèn)世，并引起了國(guó)際上的關(guān)注。,納米生物技術(shù),國(guó)內(nèi)納米各個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)利所占比例,納米生物技術(shù),中國(guó)納米科技論文論文數(shù)量位居世界前列， 論文排在美之后位居世界第二。,納米生物技術(shù),國(guó)家863計(jì)劃概況,國(guó)家863計(jì)劃,即高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃 1986年3月，鄧小平同志根據(jù)四位科學(xué)家的建議，為了迎接全球新技術(shù)革命和高技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)爭(zhēng)，加快我國(guó)高技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，親自批準(zhǔn)啟

18、動(dòng)了我國(guó)高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃，即863計(jì)劃。,納米生物技術(shù),國(guó)家“十五”863計(jì)劃已開(kāi)設(shè)了生物工程技術(shù)主題下的“納米生物技術(shù)專(zhuān)題”、在新材料領(lǐng)域重大專(zhuān)項(xiàng)內(nèi)設(shè)立了納米生物技術(shù)重大課題，國(guó)家“十五”攻關(guān)也設(shè)立了納米中藥等項(xiàng)目，在惡性腫瘤治療用納米磁性材料與相關(guān)應(yīng)用技術(shù)、納米粒子靶向診斷與治療技術(shù)、藥物及治療基因納米粒制劑、納米制劑的生物合成、納米中藥制劑等方面也開(kāi)展了研究。,“十一五”863計(jì)劃的發(fā)展戰(zhàn)略,承接國(guó)際產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，廣泛利用華人資源和海外投資、海外市場(chǎng)，參與重大前沿技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)，引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)。 提高自主創(chuàng)新、提升核心競(jìng)爭(zhēng)力、建立相對(duì)獨(dú)立技術(shù)體系、形成關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域自主技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

19、體系。 搶占戰(zhàn)略高技術(shù)制高點(diǎn)，突破重大產(chǎn)業(yè)發(fā)展、重大科技轉(zhuǎn)化瓶頸性約束。 整合發(fā)展資源、培育高技術(shù)中小創(chuàng)新企業(yè)。,納米生物技術(shù),“十一五”科技計(jì)劃突出四個(gè)方面：,從國(guó)家目標(biāo)出發(fā)，樹(shù)立全局觀(guān)； 從國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展、國(guó)家安全可持續(xù)發(fā)展對(duì)科技的重大需求入手，凝煉科技發(fā)展的重點(diǎn)； 充分發(fā)揚(yáng)民主、鼓勵(lì)爭(zhēng)鳴； 充分利用已有的研究成果和寶貴經(jīng)驗(yàn)。,納米生物技術(shù),“十一五”863計(jì)劃的工作重點(diǎn),工作重點(diǎn)是在工作中突出產(chǎn)業(yè)化、信息化、國(guó)際化和自主創(chuàng)新。,納米生物技術(shù),“十一五”863計(jì)劃 -納米研究,重點(diǎn)研究納米材料的可控制備、自組裝和功能化，納米材料的結(jié)構(gòu)、優(yōu)異特性及調(diào)控機(jī)制，納加工與集成原理，概念性和原理

20、性納器件，納電子學(xué)，納米生物學(xué)和納米醫(yī)學(xué)，分子聚集體和生物的光、電、磁性性質(zhì)及信息傳遞，單分子行為與操縱，分子機(jī)器的設(shè)計(jì)組裝與調(diào)控，納米尺度表征與度量學(xué)，納米材料和納米技術(shù)在能源、環(huán)境、信息、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。,納米生物技術(shù),納米科學(xué)技術(shù)將滿(mǎn)足現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新更小、更輕、更強(qiáng)、更快、性能更高、更廉價(jià)的趨勢(shì)，它對(duì)社會(huì)的沖擊將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)20世紀(jì)70年代的微電子和信息技術(shù)，它的發(fā)展將影響醫(yī)療衛(wèi)生的變革，孕育著巨大的商機(jī)。,納米生物技術(shù),我們1990年開(kāi)展了納米生物材料羥基磷灰石（HA）、磷酸鈣等研究，1994年起開(kāi)展了磁性阿霉素納米藥物載體治療肝癌的前期研究,主要內(nèi)容包括：納米藥物載體制備、載體在大鼠

21、體內(nèi)的分布、磁靶向性、對(duì)大鼠移植性肝癌的治療效果等，已發(fā)表相關(guān)論文11篇。,納米生物技術(shù),殼聚糖-碳納米載體是一種新型高效的基因載體，該載體系統(tǒng)對(duì)外源質(zhì)粒DNA可提供完全的保護(hù)作用，使DNA結(jié)構(gòu)保持完好，從而確保其在體內(nèi)可能得以正常表達(dá)。（目前國(guó)內(nèi)外研究的主要是碳納米管）,納米石墨碳粉的掃描電鏡照片,殼聚糖-碳納米粒的掃描電鏡照片,納米石墨碳粉的粒徑分析圖,殼聚糖-碳納米粒的粒徑分析圖,已制成一批納米顆粒，其中包括氧化鐵磁性納米顆粒、羥基磷灰石、碳酸鈣、磷酸鈣等無(wú)機(jī)納米顆粒和聚乳酸、聚丙乙交酯等有機(jī)納米粒。 已獲發(fā)明專(zhuān)利3項(xiàng)（1991年申報(bào)第1個(gè)納米生物材料工藝專(zhuān)利）。,衛(wèi)生部納米生物技術(shù)重點(diǎn)

22、實(shí)驗(yàn)室采用國(guó)際上稱(chēng)為“綠色化學(xué)”技術(shù)來(lái)合成納米生物活性材料。用于納米生物醫(yī)學(xué)材料合成的全部原料均為無(wú)毒并可被人體吸收的物質(zhì)，包括反應(yīng)溶劑。 仿人體膠原纖維結(jié)構(gòu)的納米生物活性材料會(huì)更利于基因的攜帶、轉(zhuǎn)染，也更利于被生物體吸收。 同時(shí)攜帶基因的納米生物材料較之普通的納米生物材料會(huì)縮短修復(fù)時(shí)間，提高修復(fù)質(zhì)量，增強(qiáng)骨組織功能，并能修復(fù)其他無(wú)基因材料所不能修復(fù)的損傷。,組織相容性骨材料,與美國(guó)伯克利高級(jí)生物材料公司聯(lián)合研制的可生物降解的骨修復(fù)材料已在中國(guó)和美國(guó)同時(shí)進(jìn)行臨床試驗(yàn)。,骨修復(fù)材料臨床試驗(yàn)使用的簡(jiǎn)要圖示,制備的納米顆粒,無(wú)機(jī)納米顆粒,有機(jī)納米顆粒,納米生物技術(shù),納米顆粒,納米生物技術(shù),聚乳化工藝

23、形成的磁性阿霉素納米粒的電鏡照片,納米生物技術(shù),磁性阿霉素納米粒在磁場(chǎng)中的定向運(yùn)動(dòng),納米生物技術(shù),未加磁場(chǎng)情況下，經(jīng)肝動(dòng)脈注射磁性阿霉素納米粒30分鐘后，正常肝組織及血管中未發(fā)現(xiàn)納米粒的聚集,納米生物技術(shù),施加磁場(chǎng)情況下，30分鐘后正常肝組織的血管及肝竇中大量的納米粒聚積,納米生物技術(shù),未加磁場(chǎng)的腫瘤組織:腫瘤中可見(jiàn)少量分散的阿霉素納米粒存在,納米生物技術(shù),加磁場(chǎng)的腫瘤組織:腫瘤周?chē)?dòng)脈中可見(jiàn)大量納米粒聚積,納米生物技術(shù),加磁場(chǎng)，經(jīng)磁性阿霉素納米粒治療，60天后腫瘤組織被纖維組織和無(wú)結(jié)構(gòu)的組織所代替，找不到癌細(xì)胞的存在,納米生物技術(shù),納米載體轉(zhuǎn)染DNA 脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染DNA（200） 納米顆粒能

24、有效地將DNA轉(zhuǎn)移入細(xì)胞核內(nèi)，其DNA轉(zhuǎn)移陽(yáng)性細(xì)胞較相同條件下脂質(zhì)體高6倍 。,納米生物技術(shù),十五期間，在國(guó)家主席江澤民的倡導(dǎo)下，規(guī)劃了“國(guó)家納米科技發(fā)展綱要”，國(guó)家自然科學(xué)基金委、“九五”863計(jì)劃、“十五”863計(jì)劃從基礎(chǔ)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)兩方面進(jìn)行引導(dǎo)和資助，并從去年開(kāi)始加大了資助力度，“十一五”863計(jì)劃在此基礎(chǔ)上設(shè)立了“高靶向緩釋納米醫(yī)藥制劑研發(fā)”、“納米生物材料研發(fā)”、“納米生物器件研發(fā) ” 三個(gè)重點(diǎn)研究項(xiàng)目。,納米生物技術(shù),研究目標(biāo),發(fā)展靶向藥物緩釋和定位治療技術(shù)、疾病早期診斷和仿生組織修復(fù)材料與技術(shù)、生物制藥產(chǎn)業(yè)的納米化關(guān)鍵技術(shù)，以帶動(dòng)傳統(tǒng)生物材料、醫(yī)療器械和制藥產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，提

25、高我國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)相關(guān)研發(fā)中心、孵化器和基地建設(shè)。,納米生物技術(shù),研究?jī)?nèi)容,1)靶向治療及藥物緩釋用納米材料與技術(shù) 2)治療病變和損傷組織的納米生物材料與 技術(shù) 3)納米生物傳感器技術(shù)和生物納米裝置 4)用于高效生物分離、疾?。ㄈ绨┌Y）早 期診斷的納米材料,納米生物技術(shù),涉及的研究課題方向,用于組織和器官修復(fù)的納米材料 生物活性納米涂層、人工骨、骨板、骨釘、軟骨、牙冠、皮膚、肌肉、肌腱、心血管及介入支架、血液凈化（如納米C，血清消毒膜）、透析材料及透析膜、抗血栓、凝血及防鈣化涂層、防粘連材料、人工角膜、納米人工器官、美容整形修復(fù)體等,納米生物技術(shù),涉及的研究課題方向,納米生物醫(yī)藥 生物導(dǎo)彈（藥物的器官及細(xì)胞靶向化）、納米磁性高分子微球、靶向治療納米載體藥物與制劑、可降解納米藥物控釋?zhuān)ㄈ缰委焺?dòng)脈和冠狀動(dòng)脈再狹窄）及基因（DNA核苷酸）轉(zhuǎn)染（細(xì)胞）載體、細(xì)胞/基因/酶/生長(zhǎng)因子的組織工程載體、降低眼內(nèi)壓的納米眼藥水、疫苗（抗原）緩釋納米載體等,納米生物技術(shù),涉及的研究課題方向,納米生物檢測(cè)與傳感器技術(shù) 生物感官系統(tǒng)、生物芯片、納米生化（細(xì)胞、心肌蛋白）分離基質(zhì)與癌細(xì)胞、心臟病早期檢測(cè)與輔助治療、探測(cè)細(xì)胞內(nèi)部生物化學(xué)反應(yīng)、疾病早期診斷與防治、納米生物分子機(jī)械、微孔反應(yīng)器、生物酶催化劑載體、胎兒細(xì)胞分離與遺傳缺陷