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摘要:本文主要以納米技術(shù)在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應用作為出發(fā)點,分析了納米技術(shù)在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應用前景,并探討了我國納米醫(yī)療技術(shù)在未來發(fā)展中面臨的機遇和挑戰(zhàn)。
關(guān)鍵詞:納米技術(shù);生物醫(yī)學;應用;機遇;挑戰(zhàn)
隨著科技的進步,納米技術(shù)在生物醫(yī)藥和科學技術(shù)等領(lǐng)域的應用較為廣泛。尤其是生物醫(yī)藥領(lǐng)域,對于臨床醫(yī)學和基礎醫(yī)學的發(fā)展起到了積極的推動作用。雖然在不少科學家和醫(yī)學研究家們對納米技術(shù)進行了詳細的研究,并將其運用于生物醫(yī)學領(lǐng)域,取得了不錯的成效。但是對于納米技術(shù)的研究還不夠深入,相較于發(fā)達國家而言,我國的納米醫(yī)學技術(shù)還處于發(fā)展的初級階段。需要對納米醫(yī)學技術(shù)在今后發(fā)展中面臨的機遇和挑戰(zhàn)進行分析。
一、納米技術(shù)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應用
(一)納米生物學
納米生物學是以納米作為尺度,其研究內(nèi)容主要包括:其一,細胞器結(jié)構(gòu)、細胞器功能。比如細胞核和線粒體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能分析。其二,交換細胞信息,包括生物體的物質(zhì)、細胞能量信息等。其三,針對生物反應問題,對其反應機理問題進行研究和分析。比如有關(guān)于生物復制和生物調(diào)控的機理分析。其四,發(fā)展分子工程。包括納米生物分子機器人和信息處理系統(tǒng)等。將納米顯微術(shù)引入生物醫(yī)藥領(lǐng)域,可以為生物學家研究進行研究提供技術(shù)支撐。比如ScanningProbeMicro-scopes,簡稱SPMs,中文簡稱掃描探針顯微鏡,這是一種新型的納米生物技術(shù),標志著顯微技術(shù)和納米技術(shù)的發(fā)展。除此之外,掃描顯微鏡(STM)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較小、不復雜,因此操作流程較為簡單,生物學家可以借助掃描顯微鏡展開原子級分辨探究,從而提高生物細胞觀測能力和分辨能力。仔細觀察原子級的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對于進一步探索和研究生物原子微觀知識具有推動作用。在自然條件下,利用掃描顯微鏡可以對生物的蛋白質(zhì)、多糖等分子展開直接觀察。借助STM彈道電子發(fā)射電鏡可以對單個原子進行操作,這是一種典型的人工改變單個生物結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)的行為方式。這種方式可以實現(xiàn)治療疾病這一超前設想。
(二)生物醫(yī)學工程
將納米技術(shù)引入生物醫(yī)藥領(lǐng)域,可以幫助傳統(tǒng)醫(yī)生解決復雜的難題。比如納米機器人和生物傳感器。納米機器人簡稱分子機器人,是酶和納米齒輪的結(jié)合體,將其引入生物科學領(lǐng)域,能夠充當微型醫(yī)生一角,為醫(yī)生解決以前的疑難雜癥問題。這種納米機器人不僅可以直接注入血液,還可以成為一種傳輸身體健康與否的工具。一方面,血液在傳輸過程中能夠判斷分子機器人的健康狀況,機器人能夠獲得能量,達到疏通血管血栓的目的。另一方面,醫(yī)生通過外界信號編制好的程序能夠探知和殺死人身體中的癌細胞,從而全面系統(tǒng)地監(jiān)視身體構(gòu)造和疾病情況。這種先進醫(yī)學工程能夠為現(xiàn)代醫(yī)學的發(fā)展打下堅實的基礎。除此之外,利用納米技術(shù)還可以進行器官的修復工作,比如對修復的器官進行整容手術(shù)或者基因配置,從而將錯誤或者不符合的基因去除,引入正確的染色體裝置,進而保障機體的健康運作。
(三)納米治療技術(shù)
將納米技術(shù)引入生物醫(yī)藥領(lǐng)域是一場全新的革命運動,能夠在日后的臨床治療方面起到一定的積極作用。比如德國柏林“沙里特”臨床醫(yī)院,早先就有過利用納米技術(shù)治療癌癥的成功案例。研究人員將氧化鈉納米微粒注入鼠類的腫瘤里,然后將他們放置在磁場中。由于受磁場的影響,患有腫瘤的鼠類的溫度會隨著納米微粒升溫而增加。實踐表明,納米微粒在可變磁場中的溫度能夠上升到46℃。這樣的高溫足夠?qū)┘毎麣⑺馈D[瘤附近的機體組織是健康的,沒有受損壞,因此納米微粒不會燒毀這些健康組織,健康組織的溫度也不會受到傷害,這就需要研究人員將目光轉(zhuǎn)移到人體試驗中,實現(xiàn)消除人體癌癥的目的。
二、納米技術(shù)在生物醫(yī)學領(lǐng)域中應用的展望
隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及科學技術(shù)的不斷進步,納米技術(shù)和生物醫(yī)學之間的聯(lián)系不斷加強,兩者的有機結(jié)合不僅能夠改善生物醫(yī)學技術(shù)的不足,還可以促進生物醫(yī)學的進一步發(fā)展,為更多的臨床實驗奠定基礎。
(一)生物檢測診斷材料的應用
不可否認,將納米材料與生物診斷技術(shù)進行有效融合,能夠提高醫(yī)學檢測技術(shù)水平。實踐證明。兩者之間的配合還需要結(jié)合生物醫(yī)學工程和先進醫(yī)療器材,醫(yī)學工程是促進納米技術(shù)與生物醫(yī)學互相融合的基礎,對生物醫(yī)學工程進行深入研究和分析,能在一定程度上催生新醫(yī)療器材的出現(xiàn)。如此一來,機械設備的使用用途和功能將會得到不斷擴大,這在很大程度上取決于納米材料的功能。由此可見,將納米材料合理運用于生物醫(yī)療診斷中,勢必會進一步催生一大批更為先進的醫(yī)療診斷器材。
(二)納米技術(shù)植入人體器官
利用先進的納米材料可以制成性能優(yōu)良的人造器官和人工血液等。將這些器官和血液植入人體,能夠幫助人類遠離疾病,免遭疾病的傷害。比如將傳感器和基因技術(shù)進行有機結(jié)合,能夠?qū)⑽⒗鞴伲ū热缏犛X和視覺上遭到損害的機體)直接植入體內(nèi),從而幫助他們恢復視覺和聽覺,從而達到正常人的狀態(tài)。
三、納米醫(yī)藥技術(shù)在發(fā)展中面臨的機遇和挑戰(zhàn)
就機遇而言,我國是首位將納米晶體合成碳納米管的國家,這個碳納米管的長度屬于世界最長,其性能良好。在醫(yī)藥學研究方面,我國科學家們利用納米技術(shù)研制出了一批具有抗菌效果的醫(yī)療器材和設備,并為現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展提供了先進的理論和技術(shù)支撐。在納米藥物載體的研究方面,我國已有有關(guān)于“動物體內(nèi)”應用的報道。這已標志著我國納米醫(yī)療技術(shù)進入了世界領(lǐng)先地位。就挑戰(zhàn)而言,與發(fā)達國家相比,我國的納米技術(shù)還不夠成熟,還需要進一步加強對納米材料、納米傳感器等方面的研究,以此作為進一步推動我國生物醫(yī)藥科技進步的基礎。
四、結(jié)語
納米醫(yī)藥技術(shù)對于進一步推動我國臨床醫(yī)學和基礎醫(yī)學的發(fā)展具有積極的影響。因此國家相關(guān)部門以及科研成員應該以積極主動的態(tài)度投入到生物醫(yī)藥納米技術(shù)領(lǐng)域,進一步推動我國生物醫(yī)藥科技的進步。
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作者:劉柳 單位:沈陽師范大學生命科學學院
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