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纳米技术与生物医药科技进步分析

发布时间:2016/10/9 8:44:08   阅读:

摘要:本文主要以纳米技术在生物医疗领域的应用作为出发点,分析了纳米技术在生物医疗领域的应用前景,并探讨了我国纳米医疗技术在未来发展中面临的机遇和挑战。

关键词:纳米技术;生物医学;应用;机遇;挑战

随着科技的进步,纳米技术在生物医药和科学技术等领域的应用较为广泛。尤其是生物医药领域,对于临床医学和基础医学的发展起到了积极的推动作用。虽然在不少科学家和医学研究家们对纳米技术进行了详细的研究,并将其运用于生物医学领域,取得了不错的成效。但是对于纳米技术的研究还不够深入,相较于发达国家而言,我国的纳米医学技术还处于发展的初级阶段。需要对纳米医学技术在今后发展中面临的机遇和挑战进行分析。

一、纳米技术在生物医药领域的应用

(一)纳米生物学

纳米生物学是以纳米作为尺度,其研究内容主要包括:其一,细胞器结构、细胞器功能。比如细胞核和线粒体内部结构和功能分析。其二,交换细胞信息,包括生物体的物质、细胞能量信息等。其三,针对生物反应问题,对其反应机理问题进行研究和分析。比如有关于生物复制和生物调控的机理分析。其四,发展分子工程。包括纳米生物分子机器人和信息处理系统等。将纳米显微术引入生物医药领域,可以为生物学家研究进行研究提供技术支撑。比如ScanningProbeMicro-scopes,简称SPMs,中文简称扫描探针显微镜,这是一种新型的纳米生物技术,标志着显微技术和纳米技术的发展。除此之外,扫描显微镜(STM)的内部结构较小、不复杂,因此操作流程较为简单,生物学家可以借助扫描显微镜展开原子级分辨探究,从而提高生物细胞观测能力和分辨能力。仔细观察原子级的内部结构对于进一步探索和研究生物原子微观知识具有推动作用。在自然条件下,利用扫描显微镜可以对生物的蛋白质、多糖等分子展开直接观察。借助STM弹道电子发射电镜可以对单个原子进行操作,这是一种典型的人工改变单个生物结构和分子结构的行为方式。这种方式可以实现治疗疾病这一超前设想。

(二)生物医学工程

将纳米技术引入生物医药领域,可以帮助传统医生解决复杂的难题。比如纳米机器人和生物传感器。纳米机器人简称分子机器人,是酶和纳米齿轮的结合体,将其引入生物科学领域,能够充当微型医生一角,为医生解决以前的疑难杂症问题。这种纳米机器人不仅可以直接注入血液,还可以成为一种传输身体健康与否的工具。一方面,血液在传输过程中能够判断分子机器人的健康状况,机器人能够获得能量,达到疏通血管血栓的目的。另一方面,医生通过外界信号编制好的程序能够探知和杀死人身体中的癌细胞,从而全面系统地监视身体构造和疾病情况。这种先进医学工程能够为现代医学的发展打下坚实的基础。除此之外,利用纳米技术还可以进行器官的修复工作,比如对修复的器官进行整容手术或者基因配置,从而将错误或者不符合的基因去除,引入正确的染色体装置,进而保障机体的健康运作。

(三)纳米治疗技术

将纳米技术引入生物医药领域是一场全新的革命运动,能够在日后的临床治疗方面起到一定的积极作用。比如德国柏林“沙里特”临床医院,早先就有过利用纳米技术治疗癌症的成功案例。研究人员将氧化钠纳米微粒注入鼠类的肿瘤里,然后将他们放置在磁场中。由于受磁场的影响,患有肿瘤的鼠类的温度会随着纳米微粒升温而增加。实践表明,纳米微粒在可变磁场中的温度能够上升到46℃。这样的高温足够将癌细胞杀死。肿瘤附近的机体组织是健康的,没有受损坏,因此纳米微粒不会烧毁这些健康组织,健康组织的温度也不会受到伤害,这就需要研究人员将目光转移到人体试验中,实现消除人体癌症的目的。

二、纳米技术在生物医学领域中应用的展望

随着社会经济的不断发展以及科学技术的不断进步,纳米技术和生物医学之间的联系不断加强,两者的有机结合不仅能够改善生物医学技术的不足,还可以促进生物医学的进一步发展,为更多的临床实验奠定基础。

(一)生物检测诊断材料的应用

不可否认,将纳米材料与生物诊断技术进行有效融合,能够提高医学检测技术水平。实践证明。两者之间的配合还需要结合生物医学工程和先进医疗器材,医学工程是促进纳米技术与生物医学互相融合的基础,对生物医学工程进行深入研究和分析,能在一定程度上催生新医疗器材的出现。如此一来,机械设备的使用用途和功能将会得到不断扩大,这在很大程度上取决于纳米材料的功能。由此可见,将纳米材料合理运用于生物医疗诊断中,势必会进一步催生一大批更为先进的医疗诊断器材。

(二)纳米技术植入人体器官

利用先进的纳米材料可以制成性能优良的人造器官和人工血液等。将这些器官和血液植入人体,能够帮助人类远离疾病,免遭疾病的伤害。比如将传感器和基因技术进行有机结合,能够将微利器官(比如听觉和视觉上遭到损害的机体)直接植入体内,从而帮助他们恢复视觉和听觉,从而达到正常人的状态。

三、纳米医药技术在发展中面临的机遇和挑战

就机遇而言,我国是首位将纳米晶体合成碳纳米管的国家,这个碳纳米管的长度属于世界最长,其性能良好。在医药学研究方面,我国科学家们利用纳米技术研制出了一批具有抗菌效果的医疗器材和设备,并为现代医疗技术的发展提供了先进的理论和技术支撑。在纳米药物载体的研究方面,我国已有有关于“动物体内”应用的报道。这已标志着我国纳米医疗技术进入了世界领先地位。就挑战而言,与发达国家相比,我国的纳米技术还不够成熟,还需要进一步加强对纳米材料、纳米传感器等方面的研究,以此作为进一步推动我国生物医药科技进步的基础。

四、结语

纳米医药技术对于进一步推动我国临床医学和基础医学的发展具有积极的影响。因此国家相关部门以及科研成员应该以积极主动的态度投入到生物医药纳米技术领域,进一步推动我国生物医药科技的进步。

参考文献:

[1]董大敏.纳米技术与社会发展意义的辩证思考[J].商业经济,2011,23:27-28+32.

[2]中国微米纳米技术学会纳米科学技术分会纳米生物与医药技术专业委员会2010学术年会[J].生物骨科材料与临床研究,2010,05:31.

[3]龚维幂,任红轩,万菲.世界纳米科技企业现状与我国纳米企业发展需求分析[J].新材料产业,2014,08:27-32

作者:刘柳 单位:沈阳师范大学生命科学学院

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