纳米技术与医学

来源:蝌蚪五线谱发布时间:2018-11-30

纳米技术给医学带来了变革,使得人们能在分子水平上利用分子工具和对人体的认识从事疾病的诊断、预防与治疗。

纳米级粒子可以作为药物载体。药物要发挥作用,首先要透过人体的生物屏障进入病灶区。生物屏障就像一个过滤器,让需要的物质通过,而阻止毒素与病毒等危害人体的物质通过。生物屏障在阻止危害物质通过的同时,也阻止了潜在药物的通过。因此,很多药物在临床应用上受到限制。纳米技术可以解决这个难题。1nm相当于4~5个原子排列起来的长度,许多化学和生物反应的过程均可以在纳米尺度的层面上发生。所以,纳米药物载体将使药物在人体内的传输更为方便。借助纳米药物载体,药物可以顺利穿过生物屏障,进入病灶区,主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织,实现疾病的有效治疗。

纳米技术可以用于疾病诊断。癌症的早期检测和治疗非常重要,但是癌症患者早期症状不明显著,临床上缺乏良好的早期诊断和治疗方式。纳米颗粒体积小,具有特殊的物理化学特性,有望广泛地应用于肿瘤的早期诊断。显微镜技术的快速发展使得人们能够在纳米尺度上了解肿瘤细胞的形态和结构,通过寻找特异性的纳米结构来实现对肿瘤的早期诊断。

另外,在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排异反应。现在的一些保健品、牙膏、药品、生物芯片、杀菌剂等生物和医学产品就是用纳米材料制成的。用纳米材料制作的骨骼、器官、牙齿也已经开始使用,并且有相当大的市场。

纳米技术还可用于器官培育。2012年,英国伦敦大学向人们展示了他们利用纳米材料培养人工器官的新技术。伦敦大学纳米技术与再生医学部门负责人亚历山大·塞法利恩表示,自己的实验室就像是一个“人体零件商店”。

伦敦大学教授亚历山大·塞法利恩和纳米培育人造耳朵

伦敦大学教授亚历山大·塞法利恩和纳米培育人造耳朵

利用患者自身细胞可以培育耳朵、鼻子、气管和心脏瓣膜等组织和器官(图4.7)。用人工培育的“零件”取代患者受损组织和器官是一种更为理想的治疗方式,无须等待合适的捐献者出现。在这里,科学家还首次为患者培育出人造鼻子。培育这些人造器官采用了一种创新性纳米高分子材料,这些高分子材料由数十亿个纳米等级分子构成,直径仅是人类头发的4万分之一。塞法利恩说: “这种纳米材料中有数千个小洞,人造器官在这里培育生长,最终将生长成为真实的鼻子等器官。当将这种人造鼻子植入患者身体时,并不是直接移植到患者的面部,而是放置在他们手臂皮肤之下的一个内置气球中,经过4个星期,皮肤和血管生长出来,在医师的监控之下,才将人造鼻子移植到患者面部。”随着这项技术的不断进步,器官捐献有望成为过去。这是全世界人类的福音。

纳米材料所展现的优异性能使其在生物医学领域具有良好的应用前景,但纳米材料在生物医学中的应用研究尚处于初期阶段。目前缺乏对纳米材料生产、使用和转化等整个周期的了解,对进入人体内的纳米材料安全性研究还不够全面,缺乏标准化的纳米材料安全性评价程序\[9\]。如何建立健全纳米材料和纳米药物安全性的标准评价体系和检测方法,以及如何健全纳米生产企业的监督管理方法以保证生物和环境安全刻不容缓。

摘自《科技史与方法论》清华出版社授权登载

荐书:一本书”看透“科技史丨科技史与方法论


扫码加蝌蚪五线谱微信