導語：如何才能寫好一篇納米技術治療，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

近十年來，包含納米材料和納米技術研究在內的納米科技在生物學及醫(yī)學領域應用成為目前研究重點之一，涉及細胞和生物分子分離純化、藥物和基因傳輸、腫瘤治療、DNA 結構研究、磁共振成像(MRI) 增強、生物熒光標記、病原體和蛋白質等生物分子的檢測、組織工程學等。在腫瘤內科診療領域則廣泛用于藥物傳輸體系和基因治療研究，和作為探針用在生物檢測開發(fā)方面。

1 納米顆粒對細胞膜作用

為認識納米顆粒的生物效應，了解納米顆粒對細胞膜作用具有非常重要的意義。納米顆粒尺寸比生物體細胞、紅血球小得多，甚至小于細菌十至數十倍，與病毒尺寸接近，許多化學和生物反應過程均可在此層面上發(fā)生進行。納米顆粒作用細胞膜主要表現為顆粒的膜上吸附、跨膜轉運及其在作用過程中對細胞膜及膜上生物分子的影響。胞膜滿布多種生物分子，納米顆粒可影響成膜脂質分子及膜上其他生物大分子（蛋白等）結構和性質，導致膜生物分子結構變化，如納米顆粒吸附致脂質分子重組，顆粒表面拓撲結構刺激膜上肌動蛋白伸展等。顆粒作用所導致的生物分子的變化可能是不可逆的，也可能是可逆變化，最終可致胞膜整體變化，包括結構和性質兩方面：

1.1 膜結構的變化：納米顆粒吸附致胞膜本身都將經歷膜脂質分子重構和強烈的曲率變化過程。納米顆粒吸附致膜厚度、有序度、單脂分子面積變化，甚至在膜上形成孔洞，最終可能會影響細胞活性。吸附還可造成胞膜彎曲，與細胞諸多活動密切相關。

1.2 膜性質的變化：帶電納米顆粒吸附導致胞膜上不同磷脂分子的分相，進而對細胞信號轉導產生影響。納米顆粒的作用還可能影響磷脂膜的其他一些性質，如表面張力、跨膜勢、擴散系數等。分析細胞膜性質變化，有助于理解納米顆粒胞膜作用機理。

2 納米技術與腫瘤診斷、療效監(jiān)測

利用納米技術，建立健全低豐度生物樣本富集及微弱信號檢測方法。

2.1 生物分子檢測：檢測DNA 和蛋白質對于腫瘤分子分型診斷以及療效檢測評價均極為重要。目前利用聚合酶鏈式反應(PCR)擴增熒光染色標記檢測DNA 分子的分析方法存在某些本質缺陷，PCR 擴增過程常常會導致DNA 表達的失真。免疫染色檢測蛋白質的傳統則明顯存在靈敏度不高和重復性差的特點。具更高靈敏度生物分子檢測手段對于腫瘤內科臨床的治療方案制定與評價至關重要。生物檢測關鍵是通過抗體、DNA等識別分子實現對靶標分子的捕獲。這一過程中生物分子識別的效率是實現高靈敏生物檢測的基礎。納米顆粒由于其較小的尺寸、較高的反應活性、優(yōu)異的物理性質以及這些性質的可調控性，使其在制備用于蛋白質、核酸分子檢測的生物親和性傳感器方面受到廣泛關注，可以利用其建立新的檢測方法以改善目前的檢測方法所存在的缺陷，因而具有良好的應用前景。

2.2 細胞及生物分子的分離純化：細胞及生物分子如蛋白質等的分離技術正在快步走向腫瘤內科臨床?？茖W家利用納米磁性顆粒成功分離出人體骨髓中癌細胞，利用原子力顯微鏡在納米水平揭示腫瘤細胞形態(tài)特點。

目前細胞分離技術研究可明顯提高稀有細胞(如抗原特異性B 細胞和T 細胞及稀有性外周血循環(huán)腫瘤細胞) 的分離純度和分離效率的有效方法。大多數靶細胞存在濃度極低，這些細胞高純度分離仍困難。目前方法仍然存在選擇性較差且不易大規(guī)模進行的諸多不足。不過，新出現的基于納米技術的磁性分離方法已成為生物學和臨床醫(yī)學上一種重要的細胞和蛋白質選擇性分離技術，可大批量分離獲得高純度靶細胞，并且已經應用于臨床。

3 納米技術與藥物治療

以納米粒作為載體的藥物克服了傳統藥物的許多缺陷和無法解決的問題。納米粒作為新型載體，具有很多優(yōu)勢，如無免疫原性、細胞毒性，有較高的基因轉移效率，可獲得靶基因的長期穩(wěn)定表達，因此在抗腫瘤藥、輸送抗原或疫苗方面有著廣泛應用前景。

3.1 靶向藥物輸送體系：藥物輸送體系的尺度大小有效輸送相關藥物至細胞內部的關鍵，血管自身孔徑僅允許直徑小于50nm 藥物自由進出，而直徑小于100nm 藥物可穿透細胞膜進入其內部發(fā)揮療效。僅有人工合成納米輸送系統能夠較好的滿足這一要求。藥物溶解性是影響藥物療效的另一個重要因素，由于納米顆粒較小的尺寸，使得納米顆粒能夠較為有效地進入細胞內部。納米顆粒較大的比表面積使其能夠有效結合、吸附及輸送其它化合物如小分子藥物、多肽、蛋白質及核酸分子，而且其較大的比表面積賦予納米顆粒所負載的藥物分子良好的藥物動力學特性及其在靶向組織器官中優(yōu)異的生物分散性，進而可以有效的提高藥物療效。納米顆粒具有優(yōu)先聚集于靶向位點的特性，這一特性使其所負載的藥物在健康的組織器官部位的濃度較低，從而可以最大程度地降低納米顆粒及藥物本身的毒副作用。而且，納米顆?？梢杂行岣呤杷幬镌诤橘|中的溶解性，使疏水藥物能夠適合于進行非腸道給藥治療。納米顆粒還可以有效提高多種藥物如疏水藥物分子、多肽及寡聚核苷酸的穩(wěn)定性。此外，生物可降解的納米輸送體系可以大幅度提高藥物的生物相容性，并可在最大程度上降低藥物本身的超敏反應。

篇2

關鍵詞納米晶塊體材料制備非晶晶化機械合金化深過冷

DEVELOPMENTOFBULKMETALNANOMETERMATERIALSPREPARATIONTECHNOLOGIESANDTHEIRESTIMATE

ABSTRACTOnthebasisofthesummarizationofbulkmetalnanocrystallinematerialspreparationmethods,twopotentialtechnologies:supershortfalsecurrentdirectcrystallizationmethodandhighundercoolingdirectcrystallizationmethodareproposed.Intheend,thedevelopmentandapplicationprospectsofvariousmethodsarealsoestimated.

KEYWORDSbulknanometermaterial,preparationofmaterials,crystallizationofamorphousalloys,mechanicalalloying,highundercooling

Correspondent:ZhangZhenzhongNorthwesternPolytechnicalUniversity,StatekeyLaborotryofSolidificationProcessingXi''''an710072

自80年代初德國科學家H.V.Gleiter成功地采用惰性氣體凝聚原位加壓法制得純物質的塊狀納米材料后［1］，納米材料的研究及其制備技術在近年來引起了世界各國的普遍重視。由于納料材料具有獨特的納米晶粒及高濃度晶界特征以及由此而產生的小尺寸量子效應和晶界效應，使其表現出一系列與普通多晶體和非晶態(tài)固體有本質差別的力學、磁、光、電、聲等性能［2］，使得對納米材料的制備、結構、性能及其應用研究成為90年代材料科學研究的熱點。為使這種新型材料既有利于理論研究，又能在實際中拓寬其使用范圍，探索高質量的三維大尺寸納米晶體樣品的制備技術已成為納米材料研究的關鍵之一。本文綜述國內外現有塊狀金屬納米材料的制備技術進展，并提出今后可能成為塊狀金屬納米材料制備的潛在技術。

1現有塊狀金屬納米材料的制備技術

1.1惰性氣體凝聚原位加壓成形法

該法首先由H.V.Gleiter教授提出［1］，其裝置主要由蒸發(fā)源、液氮冷卻的納米微粉收集系統、刮落輸運系統及原位加壓成形(燒結)系統組成。其制備過程是：在高真空反應室中惰性氣體保護下使金屬受熱升華并在液氮冷鏡壁上聚集、凝結為納米尺寸的超微粒子，刮板將收集器上的納米微粒刮落進入漏斗并導入模具，在10-6Pa高真空下，加壓系統以1～5GPa的壓力使納米粉原位加壓(燒結)成塊。采用該法已成功地制得Pd、Cu、Fe、Ag、Mg、Sb、Ni3Al、NiAl、TiAl、Fe5Si95等合金的塊狀納米材料［3］。近年來，在該裝置基礎之上，通過改進使金屬升華的熱源及方式(如采用感應加熱、等離子體法、電子束加熱法、激光熱解法、磁濺射等)以及改良其它裝備，可以獲得克級到幾十克級的納米晶體樣品。納米超飽和合金、納米復合材料等也正在利用此法研究之中。目前該法正向多組分、計量控制、多副模具、超高壓力方向發(fā)展。

該法的特點是適用范圍廣，微粉表面潔凈，有助于納米材料的理論研究。但工藝設備復雜，產量極低，很難滿足性能研究及應用的要求，特別是用這種方法制備的納米晶體樣品存在大量的微孔隙，致密樣品密度僅能達金屬體積密度的75%～90%，這種微孔隙對納米材料的結構性能研究及某些性能的提高十分不利。近年來，盡管發(fā)展了一些新的納米粉制備方法如電化學沉積［4］、電火花侵蝕(sparkerosion)［5］等方法，但與這些方法相銜接的納米粉的分散、表面處理及成型方法尚未得到發(fā)展。

1.2機械合金研磨(MA)結合加壓成塊法

MA法是美國INCO公司于60年代末發(fā)展起來的技術。它是一種用來制備具有可控微結構的金屬基或陶瓷基復合粉末的高能球磨技術：在干燥的球型裝料機內，在高真空Ar2氣保護下，通過機械研磨過程中高速運行的硬質鋼球與研磨體之間相互碰撞，對粉末粒子反復進行熔結、斷裂、再熔結的過程使晶粒不斷細化，達到納米尺寸［6］。然后、納米粉再采用熱擠壓、熱等靜壓等技術［7］加壓制得塊狀納米材料。研究表明，非晶、準晶、納米晶、超導材料、稀土永磁合金、超塑性合金、金屬間化合物、輕金屬高比強合金均可通過這一方法合成。

該法合金基體成分不受限制、成本低、產量大、工藝簡單，特別是在難熔金屬的合金化、非平衡相的生成及開發(fā)特殊使用合金等方面顯示出較強的活力，該法在國外已進入實用化階段。如美國INCO公司使用的球磨機直徑為2m，長3m，每次可處理約1000kg粉體，這樣的球磨機1993年在美國安裝有七座，英國安裝有二座，大多用來加工薄板、厚板、棒材、管材及其它型材。近年來，該法在我國也獲得了廣泛的重視。其存在的問題是研磨過程中易產生雜質、污染、氧化及應力，很難得到潔凈的納米晶體界面，對一些基礎性的研究工作不利。

1.3非晶晶化法

該法是近年來發(fā)展極為迅速的一種新工藝，它是通過控制非晶態(tài)固體的晶化動力學過程使晶化的產物為納米尺寸的晶粒。它通常由非晶態(tài)固體的獲得和晶化兩個過程組成。非晶態(tài)固體可通過熔體激冷、高速直流濺射、等離子流霧化、固態(tài)反應法等技術制備，最常用的是單輥或雙輥旋淬法。由于以上方法只能獲得非晶粉末、絲及條帶等低維材料，因而還需采用熱模壓實、熱擠壓或高溫高壓燒結等方法合成塊狀樣品［8］。晶化通常采用等溫退火方法，近年來還發(fā)展了分級退火［9］、脈沖退火［10］、激波誘導［11］等方法。目前，利用該法已制備出Ni、Fe、Co、Pd基等多種合金系列的納米晶體，也可制備出金屬間化合物和單質半導體納米晶體，并已發(fā)展到實用階段。此法在納米軟磁材料的制備方面應用最為廣泛。值得指出的是，國外近年來十分重視塊體非晶的制備研究工作，繼W.Klement、H.S.Chen、H.W.Kui等采用真空吸鑄法及合金射流法制備出Mg-La-TM、La-Al-TM、Zr-Al-TM系非晶塊體之后，近幾年日本以Inoue為代表的研究小組在非晶三原則指導下，又成功地采用合金射流成形及深過冷與合金射流成形相結合的方法制備了厚度分別為2mm、3mm、12mm、15mm、40mm、72mm的Fe-(Al,Ga)-(P,C,B,Si,Ge)［12］、(Fe,Co,Ni)70Zr8B20Nb2［13］、(Nd,Pr)-Fe-(Al,Ga)［14］、Zr-Al-Cu-Ni［15］、Pd-Cu-Si-B［16］系的非晶塊體。我國北京科技大學的何國、陳國良最近也采用合金射流成形法獲得8mmZr65Al7.5Cu17.5Ni10［17］的非晶塊體，這些研究結果為該法制備及應用塊體納米材料注入了極大生機。

該法的特點是成本低，產量大，界面清潔致密，樣品中無微孔隙，晶粒度變化易控制，并有助于研究納米晶的形成機理及用來檢驗經典的形核長大理論在快速凝固條件下應用的可能性。其局限性在于依賴于非晶態(tài)固體的獲得，只適用于非晶形成能力較強的合金系。

1.4高壓、高溫固相淬火法

該法是將真空電弧爐熔煉的樣品置入高壓腔體內，加壓至數GPa后升溫，通過高壓抑制原子的長程擴散及晶體的生長速率，從而實現晶粒的納米化，然后再從高溫下固相淬火以保留高溫、高壓組織。胡壯麒等利用此法已獲得4×3(mm)的Cu60Ti40及3×3(mm)的Pd78Cu6Si16晶粒尺寸為10～20(nm)的納米晶樣品［18，19］。該法的特點是工藝簡便，界面清潔，能直接制備大塊致密的納米晶。其局限性在于需很高的壓力，大塊尺寸獲得困難，另外在其它合金系中尚無應用研究的報道。

1.5大塑性變形與其它方法復合的細化晶粒法

1.5.1大塑性變形方法

在采用大塑性變形方法制備塊狀金屬納米材料方面，俄羅斯科學院R.Z.Valiev領導的研究小組開展了卓有成效的研究工作，早在90年代初，他們就發(fā)現采用純剪切大變形方法可獲得亞微米級晶粒尺寸的純銅組織［20］，近年來他們在發(fā)展多種塑性變形方法的基礎上，又成功地制備了晶粒尺寸為20～200(nm)的純Fe、Fe-1.2%C鋼、Fe-C-Mn-Si-V低合金鋼、Al-Cu-Zr、Al-Mg-Li-Zr、Mg-Mn-Ce、Ni3Al金屬間化合物、Ti-Al-Mo-Si［21-23］等合金的塊體納米材料。

1.5.2塑性變形加循環(huán)相變方法

1996年我國趙明、張秋華等［24］將碳管爐中氬氣保護下熔煉的Zn78Al22超塑性合金，經固溶處理后通過小塑性變形和循環(huán)相變(共析轉變)，獲得了晶粒尺寸為100～300(nm)的塊狀納米晶體。

該方法與其他方法相比具有適用范圍寬，可制造大體積試樣，試樣無殘留縮松(孔)，可方便地利用掃描電鏡詳細研究其組織結構及晶粒中的非平衡邊界層結構，特別有利于研究其組織與性能的關系等特點并可采用多種變形方法制備界面清潔的納米材料，是今后制備塊體金屬納米材料很有潛力的一種方法。如將此法與粉末冶金及深過冷等技術相結合，則可望利用此法制備金屬陶瓷納米復合材料［21］，并拓寬其所能制備的合金成份范圍。

除以上主要方法外，近年來還發(fā)展的有噴霧沉積法、離子注入法等塊體金屬納米材料制備技術，在此不再一一贅述。

2直接制備塊狀納米晶的潛在技術

2.1脈沖電流直接晶化法

近年來，關于脈沖電流對金屬凝固組織的影響已屢見報道：80年代，印度學者A.K.Mistra首先在Pb68Sb15Sn7共晶及Pb87Sb10Sn3亞共晶合金中通以40mA/cm2的直流電，發(fā)現凝固后組織明顯細化［25］，M.Nakada等人在Sn85Pb15合金凝固過程中通脈沖電流后，也發(fā)現凝固組織細化且發(fā)生枝晶向球狀晶轉變［26］，J.P.Barnak等研究了高密度脈沖電流對Sn60Pb40和Sn63Pb37合金凝固組織的影響［27］。結果證實，脈沖電流可增加過冷度，并可使共晶的晶粒度降低一個數量級，且晶粒度隨脈沖電流密度增加而降低。周本濂等不僅在實驗上研究了脈沖電流對合金凝固組織的影響［28］，而且在理論上用經典熱力學和連續(xù)介質電動力學對脈沖電流作用熔體的結晶成核理論和結晶晶粒尺寸的計算作了深入研究［29，30］，指出脈沖電流密度達到0.1GA/m2時，在理論上可獲得大塊納米晶，按該理論對Sn60Pb40合金進行計算，結果與實驗值基本一致。由于理論上要求的一些金屬納米化的臨界脈沖電流密度在工程上能夠達到且與實驗值基本符合，加之脈沖電流的快速弛豫特點可限制納米晶粒的長大，使作者相信，隨著脈沖電流對金屬凝固影響機制的進一步研究及實驗裝置的進一步完善，超短時脈沖電流處理在某些合金上有可能使熔體直接冷凝成大塊納米晶材料，并成為直接晶化法制備納米晶材料的潛在技術之一。

2.2深過冷直接晶化法

快速凝固對晶粒細化有顯著效果的事實已為人所知。急冷和深過冷是實現熔體快速凝固行之有效的兩條途徑。急冷快速凝固技術由于受傳熱過程限制只能生產出諸如薄帶、細絲或粉體等低維材料而在應用上受到較大的限制。深過冷快速凝固技術，通過避免或清除異質晶核而實現大的熱力學過冷度下的快速凝固，其熔體生長不受外界散熱條件控制［31］，其晶粒細化由熔體本身特殊的物理機制所支配，它已成為實現三維大體積液態(tài)金屬快速凝固制備微晶、非晶和準晶材料的一條有效途徑［35］。由于深過冷熔體的凝固組織與急冷快速凝固組織具有很好的相似性［36］并且國外已在Fe-Ni-Al、Pd-Cu-Si［37］等合金中利用急冷快速凝固獲得納米組織，另外，近年來周堯和、楊根倉教授領導的課題組在Ni-Si-B合金中利用深過冷方法已制備出晶粒尺寸約為200nm的大塊合金，并已探討出多種合金系有效的熔體凈化方法，加之作者近期又在Fe-B-Si系共晶合金中利用深過冷及深過冷加水淬方法成功地制備了幾十～200nm,11×10(mm)的塊狀納米材料，見圖1a、圖1b所示，因此有理由相信，通過進一步研究深過冷晶粒細化的物理機制，進而為深過冷晶粒的納米化設想提供理論基礎，同時研究出各種實用合金的熔體凈化技術以及深過冷與其它晶粒細化技術相結合的復合制備技術，深過冷方法可望成為塊體金屬納米材料制備新的實用技術。從目前的實驗結果來看，深過冷晶粒細化的程度與合金的化學成分、相變類型、熔體凈化所獲得熱力學過冷度的大小及凝固過程中的組織粗化密切相關。為進一步提高細化效果，除精心的設計合金的化學成分之外，發(fā)展更有效的凈化技術是關鍵，另外探索深過冷技術與急冷、塑性變形及高壓技術等相結合的復合細化技術，可望進一步拓寬深過冷直接晶化法制備納米晶的成分范圍。相信通過今后的不懈努力，該技術將會成為塊狀納米晶制備的又一實用化技術。

3展望

縱觀納米材料的研究發(fā)展，不難看出，納米材料的推廣應用關鍵在于塊體納米材料的制備，而塊體金屬納米材料制備技術發(fā)展的主要目標則是發(fā)展工藝簡單，產量大適用范圍寬，能獲得樣品界面清潔，無微孔隙的大尺寸納米材料制備技術。其發(fā)展趨勢則是發(fā)展直接晶化法納米晶制備技術。

從實用化角度來看，今后一段時間內，絕大多數納米晶樣品的制備仍將以非晶晶化法和機械合金化法為主，它們發(fā)展的關鍵是壓制過程的突破。此外在機械合金化技術中，尚需進一步克服機械合金化過程中所帶來的雜質和應力的影響。對于能采用塑性變形等技術可直接獲得亞微米級晶粒的合金系，拓寬研究系列，研究出與各種合金成分所對應的實用穩(wěn)定的塑性變形及熱處理工藝，并全面進行該類納米晶材料的性能研究工作是此類技術走向實用的當務之急。

從長遠角度來看，高壓高溫固相淬火、脈沖電流和深過冷直接晶化法以及與之相關的復合塊狀納米材料制備技術及其基礎研究工作，是今后納米材料制備技術的研究重點。

相信隨著塊狀納米材料制備技術的不斷研究和發(fā)展，在不遠的將來會有更多的納米材料問世，并產生巨大的社會、經濟效益。

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30秦榮山，鄢紅春，何冠虎，周本濂.材料研究學報，1997，11：69

31魏炳波，楊根倉，周堯和.航空學報，1991，12(5)：A213

32DubostB.Nature,1986,324(11):48

篇3

環(huán)氧樹脂（EP）具有良好的熱穩(wěn)定性、電絕緣性、粘結性、力學性能，成型工藝多樣化，性價比較高，被廣泛應用于航空/航天、電氣/電子等領域[1-4].由于環(huán)氧樹脂具有三維網狀交聯結構，此結構帶來眾多優(yōu)點的同時，也賦予其固有的缺點，固化后質脆、耐沖擊性較差和容易開裂等.利用環(huán)氧樹脂制備的復合材料存在層間韌性不足，受到低速沖擊后層間容易發(fā)生分層等問題，嚴重影響其使用壽命和范圍，這就要求對環(huán)氧樹脂進行增韌[5].當前，廣泛采用的改性方法是向樹脂中加入橡膠[6-7]或熱塑性樹脂[8]，通過反應誘導相分離形成分相結構[9-10]，實現對樹脂基體的增韌.但是這些增韌成分的引入，增加了樹脂體系的化學復雜性，帶來了一系列問題.例如增韌劑要與原有樹脂相匹配，改性劑的存在會導致樹脂的工藝條件發(fā)生改變，對樹脂的剛度、模量、濕/熱等性能可能產生影響等[11].

近年來很多研究者采用無機剛性納米粒子[11-16]對環(huán)氧樹脂進行增強、增韌改性.這是因為納米粒子的表面非配對原子多、活性高，很容易與環(huán)氧樹脂中的某些官能團發(fā)生物理或化學作用，提高粒子與環(huán)氧樹脂基體的界面結合能力，有助于降低聚合物鍵的能動性，因而可承擔一定的載荷，具有增強、增韌的可能.而且，這種無機納米顆粒的加入，對體系的物理化學性質沒有明顯影響，有利于保持現有樹脂體系及其工藝條件不變.同時這種利用物理手段實現的強度韌性提升，由于不涉及化學計量，可以方便地選擇增韌劑的使用量.

本研究以商用的聚氨酯-環(huán)氧樹脂復合材料為基體，系統研究了幾種無機微米/納米粒子的添加對復合材料力學和熱穩(wěn)定性的影響，并對改性后復合材料的強韌化機理進行了初步討論.

1實驗部分

1.1原料

納米SiO2，粒徑：30 nm （杭州萬景新材料有限公司，簡寫為NSI）.納米SiC，50 nm；納米MgO，30 nm；納米Al2O3，30 nm （上海水田材料科技有限公司，分別簡寫為NSC，NMG和NAL）.微米Al2O3，1～3

SymbolmA@ m （鄭州市海旭磨料有限公司，簡寫為LAL）.微米MgO，0.5～1

SymbolmA@ m （深圳晶材化工有限公司，簡寫為LSC）.聚氨酯改性環(huán)氧樹脂粘結劑（商業(yè)原料，縮寫為PUEP），其主劑和固化劑分別標示為PUEPM和PUEPS.

2結果與討論

2.1顆粒組成和含量對復合材料拉伸剪切強度的

影響

圖1為無機顆粒組成和含量與復合材料拉伸剪切強度的關系曲線.從圖1可以看出，向PUEP體系加入無機顆粒后，其拉伸剪切強度均先增加后降低，最佳添加量均為2%.在該加入量時，2%LMG改性PUEP復合材料的拉伸剪切強度相比未添加的PUEP復合體系增加了14.7%，2%LAL增加了8.0%，2%NMG增加了68.9%，2%NSI增加了61.3%，2%NSC增加了87.8%，添加2%NAL增加了54.2%.這是因為無機顆粒經硅烷偶聯劑處理后其表面帶有活性基團，顆?？梢猿浞纸又υ诨w上.此外，納米粒子較小的粒徑和較大的比表面積，提高了納米粒子和基體的相容性.因此納米粒子和基體之間可以有更好的應力傳遞，增強材料的強度和韌性.當無機顆粒的添加量逐漸增多時，其在基體中的分散性變差，易團聚，從而降低了復合材料的力學性能[18].

同時可以看出，納米顆粒對PUEP復合體系力學性能的提高顯著高于微米顆粒，其增加量均在50%以上.這可能是由于納米粒子尺寸小、比表面積大以及表面的物理和化學缺陷多， 與高分子鏈產生了物理或化學交聯點，能有效提高兩者之間的結合力，使高分子鏈剛性增加，從而導致PUEP體系的拉伸剪切強度顯著增加[18-19].

圖2為無機顆粒質量分數為2%時所得無機顆粒改性PUEP復合材料的應力應變曲線.從圖中可以看出，PUEP復合體系的應力應變曲線呈現典型的韌性斷裂，曲線上分別出現了彈性變形區(qū)、彈塑性變形區(qū)、塑性變形區(qū)和屈服點等特征區(qū)域，其層間剪切模量

的數值約為574 GPa（應力應變曲線的直線部分的斜率）.

從圖中還可以看出，微米顆粒的添加并不改變PUEP復合體系的斷裂方式，但使該體系各變形階段的模量顯著下降（2%LMG對應的層間剪切模量的數值約為380 GPa，2%LAL為270 GPa，應力應變曲線直線部分的斜率），同時彈性變形區(qū)域逐漸縮短（應力應變曲線的直線部分）.而納米顆粒的添加不僅能改變PUEP復合體系的斷裂方式，使其由韌性斷裂改為類似于陶瓷材料的脆性斷裂（應力應變曲線的主要部分），同時彈性變形區(qū)大幅增加，但彈性模量大幅降低（不同組成納米顆粒添加所得無機顆粒改性PUEP復合材料彈性模量在50～60 GPa之間變化）.

從上述數據可知，對于無機顆粒而言，其在添加量為2%時，可以獲得最佳的增韌效果，故而，下一步研究中，無機顆粒的添加量固定為2%，研究材料粒徑和組成對復合材料拉伸強度的影響.

2.2顆粒組成對復合材料拉伸強度的影響

表1為無機顆粒添加對復合材料拉伸強度的影響.從表中可以看出，無機顆粒的加入能提高PUEP體系的拉伸強度.對比微米顆粒和納米顆粒對PUEP體系拉伸強度的影響可知，納米顆?？梢燥@著提高復合材料的拉伸強度，其中納米SiC的增強效果最為顯著，提高率可達73.7%.

2.3納米顆粒組成對復合材料熱穩(wěn)定性的影響

圖3為不同納米顆粒在添加量為2%時所得復合材料在Ar氣氛下的熱重（TG）曲線和微分熱重（DTG）曲線.從圖3（a）可以看出，不同組成的復合材料在Ar氣氛中的熱失重過程相似，失重殘余量均約為6%左右.但不同失重率對應的溫度均隨無機顆粒種類的變化而變化，這表明添加無機顆粒對PUEP體系的熱穩(wěn)定性具有一定的影響.

表2給出了不同復合材料在5%，50%和80%失重，以及在失重速率最大時對應的溫度（DTG曲線的峰值）.從表中可以看出，相比基體PUEP，添加不同組成的納米顆粒對復合材料的熱穩(wěn)定性有不同影響.其中添加2%納米SiC時所得復合材料不同失重率下對應的溫度較基體提高了4～8 oC，但在失重速率最大時對應的溫度與基體接近.其它組成納米無機顆粒的添加基體的熱穩(wěn)定性能的影響不確定.

從圖3（b）可以看出，PUEP試樣有兩個峰值，這表明基體中官能團的分解可以大致分為2個步驟.添加納米顆粒后，SiO2和Al2O3導致第一個失重峰強度增加，而SiC和MgO導致第一個峰強度稍微降低.而第二個峰的變化隨納米顆粒的添加發(fā)生明顯位移.結合表2可以看出，SiO2和Al2O3的添加導致復合材料在最大失重速率對應的溫度升高了16～30 oC.這也表明在相同的實驗條件下，由于納米顆粒表面的性質不同，偶聯劑與顆粒表面的結合性存在一定差異，導致偶聯劑在納米顆粒表面化學結合的數量不同.眾所周知，偶聯劑的官能團可與基體樹脂的官能團發(fā)生化學反應，從而提高樹脂基體的“牢固度”[19-20].而偶聯劑數量不同和結合的緊密程度不同，導致復合材料的熱穩(wěn)定性存在一定差異.

由于添加2%納米SiC時所得復合材料不同失重率下對應的溫度較基體提高了4～8 oC，因而下一步主要討論納米SiC添加所得復合材料的微觀形貌.

2.4納米SiC添加對復合材料微觀形貌的影響

圖4為納米SiC不同含量所得復合材料的斷面形貌.從圖中可以看出，PUEP體系的斷裂有明顯的起伏和撕裂現象，其裂紋形狀以規(guī)則的平行狀為主，屬于韌性斷裂.隨著納米SiC添加量的增加，試樣的斷面先逐漸變平整，并且出現了微裂紋和微孔，這表明此時復合材料呈現某種程度的脆性斷裂.但當納米SiC的添加量等于4%時，斷面又出現了明顯的起伏和撕裂現象，這表明該復合材料的斷裂方式又呈現某種程度的韌性斷裂.

從圖中還可以看出，納米SiC顆粒的形狀是以圓球形為主，其在圖4（b）和圖4（c）中的分散性比較均勻，但是隨其含量的增加，納米SiC顆粒開始發(fā)生團聚，在添加量為4 %的時候可以明顯地看到團聚的情況，使得在發(fā)生斷裂的時候團聚的顆粒是以直接拔出的方式發(fā)生斷裂，并不能有效起到傳遞載荷和消耗能量的作用，將導致復合材料的韌性開始下降，這與圖1和表1的結果一致.

3納米無機顆粒的強韌化機理探討

無機顆粒對基體的增韌機理可視為彌散強化增韌.在基體中加入剛性的第二相顆粒時，在基體材料受拉伸時，顆粒會阻止其橫向截面收縮，同時當裂紋擴展過程遇到顆粒時，剛性顆粒會阻止其進一步擴展，這兩種作用均促使材料斷裂需要消耗更多的能量，因此起到增強增韌的作用[20].從圖4（a）中觀察到的納米顆粒阻止裂紋擴展的現象支持了這一說法.

如果以拉伸過程為例來考察納米復合材料強度提高的機理，可以發(fā)現，當復合材料受到的拉伸應力達到或超過應力集中處所能承受的最大主應力時，就開始形成孔隙，成為材料的缺陷.由于材料的強度與材料缺陷尺寸成反比[20].而經過表面改性的無機顆粒表面存在一層硅烷偶聯劑，當無機顆粒加入PUEP復合體系中后，無機顆粒與PUEP基體之間會形成一個過渡層[20].拉伸過程中有效缺陷尺寸近似地取決于分散后“過渡層”結構的尺寸，并且隨著拉伸的繼續(xù)，孔隙呈橢圓形長大.粒子越細且分散越好，有效缺陷尺寸也就越小，復合材料的強度也就越高.因此，當添加的顆粒由微米改為納米時，復合材料的層間剪切強度和拉伸強度大幅增加（見表1）.

同時由于納米顆粒與基體間“過渡層”結構的存在，導致兩者結合性良好，這種良好的結合性會引發(fā)周圍基體發(fā)生更多的屈服變形，鈍化了基體材料拉伸過程中的銀紋擴展效應，增大銀紋擴展阻力，阻止裂縫形成，保持了材料完整性，也從而達到了增強增韌目的.從圖4可以看出，圖4（a）和（b）中存在少量銀紋，而在圖4（c）和（d）中則沒有觀察到銀紋，這也表明，復合材料中納米顆粒可以鈍化銀紋的擴展效應，從而起到強化的目的.

4結論

本文通過機械攪拌混合法制備了微/納米粒子改性的聚氨酯-環(huán)氧樹脂基復合材料，研究了無機顆粒組成和含量對基體力學性能和熱穩(wěn)定性的影響，探討了復合材料的強韌化機理.得出的主要結論如下：

1） 相比微米顆粒，納米粒子的加入能顯著提高基體的層間剪切強度和拉伸強度，降低基體的層間剪切彈性模量，同時改變基體的斷裂方式.當SiC納米顆粒的添加量為2%時，所得復合材料的層間剪切強度和拉伸強度分別達到44.7 MPa和56.56 MPa，相比基體提高約88%和74%.

篇4

中藥現代化的核心是中藥的“有效、安全、可控”。現階段將納米技術應用于中藥的研發(fā)是中藥現代化發(fā)展的重要方向之一。

1 納米技術

納米技術(Nanotechnology)是一門在0.1～100 nm空間尺度內操縱原子和分子，對材料進行加工、制造具有特定性能的產品，或對物質進行研究、掌握其原子和分子的規(guī)律和特征的高新技術學科［1］。被認為是“今后十年最可能使人類發(fā)生巨大變化的十項技術”之一?，F代研究表明，藥物在生物體內的起效時間、作用強度和持續(xù)時間除了與藥物本身的化學結構有關外，還與藥物的物理狀態(tài)密切相關。而改變藥物的單元尺寸是改變其物理狀態(tài)的有效方法，當藥物粒子的粒徑在納米尺寸分布時，粒子的表面積和化學式將顯著增大，呈現出新奇的物理、化學和生物學特性［2］。因此，在中藥研究中應用納米技術，可能使藥物活性和生物利用度提高，甚至產生新的特性，有利于新產品的開發(fā)，改變中藥劑型過于老化、單一的現狀，從而實現中藥現代化。1998年徐輝碧等學者率先提出了“納米中藥”的概念［3］，并在這方面進行了卓有成效的探索和研究。納米中藥是指運用納米技術制造的粒徑小于100 nm的中藥有效成分、有效部位、原藥及其復方。

2 在中藥研究中的優(yōu)勢

2.1 提高藥物生物利用度

從藥物學原理來說，藥物的溶出速度與藥物的顆粒比表面積呈正相關，而比表面積與顆粒粒徑成反比。因此，藥物的粒徑越小，則其表面積越大，越有助于藥物有效成分的溶出。采用納米技術加工中藥，其顆粒達到超細粉末的水平，比表面積顯著增強，藥物在胃腸道里的溶解度明顯增加，從而增加藥物的生物利用度，并加快藥物起效時間［4］。此外，由于納米粒的黏附性及小的粒徑，既有利于延長局部用藥時滯留性的增加，也有利于延長藥物與腸壁接觸時間，加大接觸面積，從而提高藥物口服吸收的生物利用度［5］。采用納米技術加工，可使植物的細胞壁破碎，易于有效成分的滲出［6］。

2.2 增強組織靶向性，降低毒副作用

通過選用對機體組織或病變部位親和力不同的載體制作載藥納米微粒，使藥物能夠輸送到期望治療的特定部位，實現藥物的靶向給藥。納米級的載藥微粒進入機體后，大部分被單核—吞噬系統(MPS)攝取，分布在淋巴、血液、肝、脾、骨髓等器官中。有研究證實，毫微粒(1～1000 nm)載藥系統可使給藥量的80%集中于肝臟，并進入肝細胞，對腫瘤和肝病的治療有重要意義。而且，載藥納米微粒迅速聚集于肝、脾等網狀內皮系統的主要器官，還使由于治療藥物的非特定聚集而引起的毒性被降低［7］。

2.3 運載藥物通過生物屏障

納米載體可以增加藥物對生物膜、不同種類的黏膜和細胞膜的通透性，使其可以通過某些生理屏障，到達重要的靶位點，治療一些特殊部位的病變［8］。例如納米粒子經過適當的修飾，可以通過血腦屏障，把藥物定向地輸送到中樞神經系統而發(fā)揮作用。

2.4 緩釋功能

一些半衰期短的藥物因需要每天重復給藥，可能會因患者的順應性較差或無意識的漏服而影響治療效果。中藥的納米制劑可以延長藥物的體內半衰期；并還具有緩釋功能，甚至可根據人體需要控制釋放速度及釋放部位［9］。

2.5 改變中藥藥性，發(fā)現新功能

中藥納米化后可能導致升級物的理化性質、生物活性及藥理性質發(fā)生重要變化，甚至改變中藥藥性，產生新的功效。周云中等觀察到普通的牛黃有清熱解毒、熄風止痙、化痰開竅的作用，但是牛黃加工到納米級水平，其理化性質和療效發(fā)生了驚人的變化，并具有極強的靶向作用，甚至可以治療疑難絕癥［10］。

2.6 改變給藥途徑，豐富中藥劑型

中藥的給藥途徑主要是口服，應用納米微粒作為載體，將打破傳統的給藥方式，目前在一些合成藥制劑領域已逐漸使用的與納米概念有關的制劑技術，如固體分散技術、包合技術、乳化技術、脂質體制備技術、聚合體納米制備技術等。納米技術在中藥制劑中的應用，將極大地豐富中藥的劑型。如將中藥制成毫微囊，或制成納米粉針劑，或將水溶性小及難溶的藥物加工成納米顆粒，還可將中藥制成高效透皮釋放制劑、口服控釋劑、含片、干粉吸入劑、鼻噴霧劑、舌下速溶片，以及植入制劑和微乳劑、脂質體等多種劑型［10］。豐富的劑型選擇，可大大提高中藥的穩(wěn)定性和療效，降低毒副作用。

3 結語

納米技術是一門新興的、多學科交叉的技術領域，在中藥現代化中引入納米技術是時展的需要。盡管納米中藥尚處于起步階段，其研制開發(fā)存在許多問題，但是我們相信，隨著納米技術在各個領域中的應用不斷取得成功，在中醫(yī)藥學領域中的應用也會逐步呈現蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。納米技術將中藥研究提升到探討物理性狀，化學結構和生物活性三者之間關系的高度，為中藥發(fā)展提供新的動力，帶來全新的中藥加工方法和工藝，從而加速傳統中藥向產業(yè)化、現代化、國際化發(fā)展，必將產生極其深遠的影響。

參考文獻

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［9］周長江，崔黎麗.生物可降解聚合物及其在藥物納米控釋系統中的應用［J］.藥學服務與研究，2002，2(2):112115.

篇5

目前,納米技術已廣泛應用于材料學、電子學等領域,并逐漸向生物醫(yī)學領域滲透。2000年,楊氏等[1]在通過研究不同粒徑(≤100、150、200、500 nm)的礦物中藥雄黃和石決明(納米、微米和常態(tài))對藥效的尺寸效應后認為,利用改變中藥顆粒的單元尺寸(使其小到一定程度)以改變其物理狀態(tài),可以顯著改變中藥制劑產生的藥理效應,并由此首次提出了納米中藥的概念。此后,國內學者開始了納米技術在中藥領域的應用研究,并取得了一些突破性進展,申請了許多有關納米中藥的專利。納米技術的應用對中藥的研究和開發(fā)產生了巨大的推動作用。

1  納米技術應用于中藥研究與開發(fā)的意義

1.1  有助于對中醫(yī)藥基礎理論研究的突破

1.1.1  揭示中藥“歸經”的實質  中藥歸經是中藥選擇性地歸屬于機體疾病狀態(tài)的某些臟腑經絡的屬性,是藥物作用的定位概念。傳統的歸經理論沒有闡明歸經所依據的經絡、臟腑的實質,隨著時代的發(fā)展,它已經難以繼續(xù)指導中藥新藥的研究和開發(fā)。中藥歸經理論的進一步研究應該是全面探討歸經的物質基礎,并從分子水平闡明這一理論所涉及的現代生理、生化、藥理、病理等問題,揭示歸經的實質。目前,中藥歸經理論實驗研究的其中一類思路是觀測中藥有效成分在體內的分布及作用部位[2]。隨著納米中藥粒子或納米中藥微膠囊的發(fā)明,可以利用其控釋效應,使中藥有效成分恒速穩(wěn)定地作用于動物模型或人體的作用器官或特定靶組織,并較長時間地維持其有效的濃度,從而較好地確定藥物主要作用的某些生理系統,揭示中藥歸經的實質。

1.1.2  進一步完善中藥“升降沉浮”理論 

中藥的“升降沉浮”是指藥物作用于人體的趨勢。升降沉浮作為用藥的基本原則,它與臨床治療有著密切的關系。在臨床治療時,需根據藥物升降沉浮的不同特性選用相應的藥物。傳統理論認為,代赭石、半夏等能引藥向下,作用趨勢向下；人參、黃芪等能益氣升提,作用趨勢向上；金銀花、細辛等可作升浮藥；大黃、黃連等可作沉降藥。因此,我們可以將納米級的這些中藥作用于生理器官,跟蹤其作用趨向,確定其“升降”或“沉浮”。

1.1.3  揭示“五臟相音”的實質 

五臟相音理論認為,五臟相應于不同的聲音,五臟脾、肺、肝、心、腎相應于五音宮、商、角、徵、羽,可以根據人們聲音的變化,以作為診斷和治療的依據,提示應當進行何種經絡調理和飲食調理,最終達到治未病的目的[3]。2004年,德國gimzewski教授[4]在《science》雜志上發(fā)表了其研究成果,利用原子力顯微鏡(atomic force microscope)精確地測知了單細胞細胞壁上的任何振動,并把它們轉換為聲音,開創(chuàng)了基于納米水平的細胞聲學,也開創(chuàng)了一個新的高科技研究領域——聲音與疾病的關系。這與《黃帝內經》中論述的宏觀意義上的臟腑聲音、辨色聽音察體診斷疾病、以聲音區(qū)分陰陽并進行飲食和經絡調理以達到治未病的理論具有驚人的相似之處[5]。因此,納米技術的應用,將可能揭開中醫(yī)“五臟相音”理論的神秘面紗,以更好地指導中藥新藥的研究和開發(fā)。

1.2  有助于提高制劑質量和水平,促進中藥新產品的開發(fā)

1.2.1  改善傳統制劑工藝,豐富中藥劑型,提高制劑質量和水平 

采用傳統的水提或醇提的制劑工藝容易破壞中藥的生物活性成分及有效成分,而一些與納米技術相關的制劑技術的應用,如分子包合技術、脂質體技術、固體分散技術、固體脂質納米粒技術、聚合物納米粒技術和微乳技術等,不僅可以極大地豐富中藥傳統的以湯、丸、散、膏、丹為主的劑型,引入高效透皮釋放制劑、口服控釋片、口服含片、干粉吸入劑、鼻噴霧劑、舌面速溶片以及植入制劑、微乳劑和脂質體等多種新劑型,也將顯著地提高中藥制劑的質量和水平,如可以極大地提高制劑的混合均勻性、分劑量準確性以及可壓性。

1.2.2  增加新功效,促進中藥新產品的開發(fā) 

納米中藥的量子尺寸效應和表面效應將導致其物理化學性質、生物活性及藥理性質發(fā)生根本的變化,從而賦予傳統中藥全新的藥效,拓展治療范圍[3]。例如,納米化后的牛黃和靈芝都呈現普通牛黃和普通靈芝不具有的藥效。若將納米中藥應用到保健品或化妝品中,將促進中藥材保健品、化妝品工業(yè)的發(fā)展,拓展中藥的使用范圍。此外,若將納米中藥作病毒誘導物,將可能實現不含抗生素的長效廣譜抗菌功效和抗病毒功效,開發(fā)出新一代的廣譜抗菌藥物?？傊?納米技術在中藥領域的應用,對加速中藥新藥的研制與開發(fā)具有重要的意義。

1.2.3  促進中藥制劑的標準化和國際化,提升中藥的市場競爭力 

中藥的多種新劑型,可以使其使用方法更符合現代醫(yī)學標準,利于其在國際市場上的推廣。將納米技術引入中藥的研究與開發(fā),能在納米中藥的制藥技術、藥效等諸方面建立一系列具有自主知識產權的專利技術和創(chuàng)新方法,能使中藥的質量評價有國際化的標準,從而有助于提升中藥的市場競爭力。

1.3  有助于提高中藥的生物利用度和療效

中藥一般都含有較多的木質素、纖維、膠質、脂肪、糖類等,用傳統方法粉碎往往難以達到細胞破壁,影響了中藥材中有效成分的浸出,妨礙了藥物在生物體內的吸收。中藥粒子的納米化可以使細胞破壁,大大提高中藥有效成分的滲透性或溶解度,提高藥物的生物利用度；還可以利用納米化的中藥所具有的緩釋功能和靶向給藥功能,提高藥效。另外,也可以利用中藥的納米包覆技術,改變一些中藥制劑的親水親油性,提高中藥的臨床療效。這將有利于減少用藥量,節(jié)約有限的中藥資源。

2  存在的問題

2.1  與中醫(yī)“辨證用藥”原則相悖

中藥復方的藥理作用機理較復雜,往往多元反應同時進行。中藥從單味藥到組合成方,不僅量變,而且質變,中藥在不同復方中的功效可能有所不同,這與藥物在不同的復方中可能發(fā)生不同的化學反應有關。隨著納米技術的應用,中藥成分之間的某些物理化學反應將受到控制或發(fā)生根本性的變化,使得藥物脫離了復雜的化學環(huán)境或使化學環(huán)境更加復雜,導致中藥有效成分和藥效的不確定性,并影響藥物的穩(wěn)定性,從而可能改變藥物的功效,與中醫(yī)“辨證用藥”的原則相悖。

2.2  與中醫(yī)藥“價廉”的特點相悖

納米技術在中藥制備領域的應用將極大地提高其生產成本,勢必會影響到中藥的銷售價格,使原本以質優(yōu)價廉取勝的中藥因價格因素而難以推廣,也會影響到我國具有中國特色的醫(yī)療衛(wèi)生保障體系的建設。

2.3  一些基礎性研究工作有待加強

①納米中藥制備的理論與技術研究,包括適合中藥制藥行業(yè)使用的系列超細顆粒裝備及配套設備的研制和產業(yè)化工作；②納米中藥質量評價和質量控制方法研究,建立納米中藥藥理、療效、病理學和毒理學的理論與系統評價方法；③納米中藥新產品開發(fā)的理論和技術研究以及產業(yè)化推廣工作。

3  結語

納米技術是21世紀最具發(fā)展前景的領域之一,它給中醫(yī)藥的現代化提供了新的思路和方法。隨著納米技術在中藥研究與開發(fā)領域的一些應用基礎研究上獲得突破,它必將極大地促進中藥現代化的進程。

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篇6

這是一個小型印刷廠車間,面積只有70平方米左右,不到兩節(jié)地鐵車廂那么大。車間有七名女性和一名男性工人,每天的工作是將一種白色涂料噴到有機玻璃板上。

不幸很快就降臨在這些工人的身上:七名女工相繼發(fā)病,其中兩名女工去世。

在2009年9月號的《歐洲呼吸雜志》(European Respiratory Journal)上,首都醫(yī)科大學附屬朝陽醫(yī)院(下稱朝陽醫(yī)院)醫(yī)生宋玉果及其同事發(fā)表研究論文稱,上述女工“所患的可能是‘一種與納米材料有關的疾病’”。

這大概是全球首宗關于納米顆?？赡苤旅呐R床毒理病例報告。論文的發(fā)表,在國際學術界引發(fā)了一場小型“地震”。無論那些與納米技術有關的學術會議,還是科學新聞網站和科學家博客,中國女工之死和納米安全都是激烈爭論的話題。

噴涂車間悲劇

從研究論文披露的情況看,七位女工的年齡在18歲至47歲之間,平均不到30歲,在車間工作的時間從5個月至13個月不等。患病之前,她們的身體健康狀況良好。

2007年1月至2008年4月期間,這幾位女工被送到朝陽醫(yī)院職業(yè)病與中毒科救治。這個科室專業(yè)水準較高,其醫(yī)生經常被派往中國各個地方,協助處理血鉛超標、重金屬污染等職業(yè)安全事件。

女工們的癥狀比較類似。所有病人的肺部都受到嚴重損害,并且有胸腔積液,臉上、手上和胳膊也都出現了嚴重的瘙癢皮疹。其中,有四位女工體內的器官組織還面臨缺血缺氧的危險。

無論對于患者,還是對于醫(yī)生,治療過程都令人煎熬。胸腔積液反復出現,常用的治療方法均告失效。

最終,一名19歲的病人在接受外科手術16天之后去世;另外一名29歲的病人在癥狀出現后的第21個月,死于呼吸衰竭。

負責診斷和治療這些女工的,是朝陽醫(yī)院職業(yè)病與中毒科副主任醫(yī)師宋玉果。根據醫(yī)院網站的介紹,他多年來從事塵肺、有毒化學物中毒的診治和臨床研究。

宋玉果及其同事開始追究女工們患病的原因,并將嫌疑對象鎖定為那個印刷廠車間的工作環(huán)境。

該車間所使用的原料是一種象牙白色的聚合物材料――聚丙烯酸酯混合物。聚丙烯酸酯作為一種黏合劑,廣泛運用于建筑、印刷和裝修材料中,被認為毒性很低。不過,為了讓材料更加結實和耐磨,制造商有時會加入硅、鋅氧化物、二氧化鈦等金屬納米顆粒。

1納米等于1米的十億分之一,大致相當于人頭發(fā)絲直徑的數萬分之一。通常,粒徑在100納米以下的材料,均被稱為納米材料。

七名女工和一名男工被分為兩組,每天工作8個至12個小時。工人們每天要將大約6000克聚丙烯酸酯混合物,用勺子涂到機器的底盤上;這些混合物隨即被高壓噴射裝置噴涂在聚苯乙烯材質的有機玻璃板上;然后,有機玻璃板在75攝氏度至100攝氏度的溫度下被加熱烘干。

車間只有一扇門,沒有窗戶。噴射裝置附帶有一個燃氣排氣口,對噴涂過程中產生的煙霧起到一定的排除作用。

女工們發(fā)病以后,來自中國疾病預防控制中心、北京疾病預防控制中心、當地疾病預防控制中心的流行病學專家,以及朝陽醫(yī)院的醫(yī)生,對這家印刷廠的工作環(huán)境進行了調查。

在噴射裝置燃氣排氣口的吸氣口中,專家們找到了累積的塵埃粒子。女工們發(fā)病前五個月,燃氣排氣口發(fā)生了故障。由于室外溫度很低,車間的門也經常被關閉。專家們推斷,在這期間,車間內的空氣流動非常緩慢甚至處于靜止。

這些工人都是工廠附近的農民,沒有任何職業(yè)安全衛(wèi)生知識。她們所得到的惟一用來保護自己的工具,就是棉紗口罩。而且,她們工作時只是偶爾戴戴。

據工人們反映,在噴涂過程中,經常會有一些原料噴濺到他們的臉上和胳膊上。惟一的一名男性工人在工作三個多月后離開,并沒有顯示出任何癥狀。在其他車間工作的工人,其中包括女工們的親屬,也沒有出現類似癥狀。

研究論文沒有透露這家印刷廠的名稱及其所在地區(qū)。在朝陽醫(yī)院的辦公室,宋玉果也謝絕了《財經》記者的采訪。

女工之死謎團

在女工們的肺部和胸液中,均發(fā)現了直徑約30納米的顆粒。而這般尺寸和形態(tài)的顆粒,同樣存在于她們接觸的噴涂材料之中。

此外,女工們出現了罕見的非特異性間質性肺炎,以及奇特的肺部增生組織――異物肉芽腫等癥狀。這些癥狀與納米材料毒理的動物實驗結果相似。

宋玉果及其同事因此認為,很可能是納米顆粒導致這些女工發(fā)病甚至死亡。

但不少專家對這一結論持有保留態(tài)度。

9月1日至3日,在北京舉行的中國國際納米科技會議上,多位專家提及宋玉果及其同事的論文。

美國納米健康聯盟(Alliance for NanoHealth)主席、得克薩斯大學醫(yī)學中心教授毛羅法?拉利(Mauro Ferrari)告訴《財經》記者,這篇論文非常重要,但他不認同作者關于納米顆粒導致工人患病和死亡的分析。

法拉利說,要確定納米顆粒與疾病之間的關系,首先應該分析納米顆粒的組分,確認這些顆粒來自工作環(huán)境;即便病人肺部的納米顆粒來自工作環(huán)境,在沒有對照試驗的情況下,也很難證明這些納米顆粒一定是女工患病的罪魁禍首。

他還強調,這家印刷廠的工作環(huán)境惡劣而封閉,有毒化學品和氣體充斥其中,工人們又沒有好的保護措施。這些因素對于工人患病和死亡究竟有怎樣的作用,都值得推敲。

對于論文中的一個推論――納米顆粒進入工人身體的途徑是吸入和皮膚接觸,中國科學院納米生物效應與安全性重點實驗室主任趙宇亮表示,這并不總是正確的。他強調,通過吸入方式進人體內是可能的,但是納米顆粒穿過皮膚直接進入生物體內的證據還很少。

美國麻省大學洛厄爾分校健康與環(huán)境學院助理教授迪米特爾?貝羅(Dhimiter Bello)因故取消了行程,未能到北京參加此次學術會議。但他通過電郵對《財經》記者說,在工人肺部和工作環(huán)境中都發(fā)現納米顆粒,只能說明納米顆粒有可能是一個致病因素。實際上,從論文提供的信息來看,并不能排除其他的可能致病因素。例如,噴涂過程中用到的聚合物材料在高溫下的降解產物,也可能是主要或者惟一造成女工患病的原因。

在貝羅看來,這場悲劇或許不應歸咎于納米顆粒,而應怪罪車間內原始的、不人道的工作條件,“這是一次警醒,無論(悲劇)是否與納米顆粒相關,工作場所的暴露條件都應當被控制在安全范圍內。在這方面,中國還有很長的路要走。”

美國加州大學洛杉磯分校納米毒理研究中心主任安德烈?內奧教授(Andre Nel)也說,在這起事件中,工人們沒有得到應有的生產安全保障,政府部門應該負起監(jiān)督的責任,以保證生產過程中不會產生對人體和環(huán)境有害的物質。

實際上,論文本身也承認了研究存在局限:由于缺乏環(huán)境監(jiān)測數據,無法弄清印刷廠車間納米顆粒的濃度;納米顆粒的組成也不清楚。

此外,令宋玉果及其同事疑惑的是,究竟是特定的納米顆粒,還是所有納米顆粒都有可能致病?如果的確是納米顆粒導致那些女工患病,對其他在工作中也會接觸納米顆粒的工人來說,又意味著什么?

如今,關于女工之死的研究論文已經成為了納米技術研究者們的一個熱點話題。據《財經》記者了解,歐洲和美國還有科學家打算組成一個專家小組,到中國開展調研,并希望取到樣品回去研究。

誘人前景與安全隱患

不管納米顆粒是否被確認為幾位女工悲慘命運的元兇,納米技術的安全性問題都因此再度引發(fā)各界關注。

納米技術正在走進人們的生活。從一桶涂料、一瓶防曬霜到一件衣服,都有可能用到納米技術。

納米材料顆粒小、表面積巨大,會顯示出很多獨特的物理化學性質,從而在電子、光學、磁學、能源化工、生物醫(yī)學、環(huán)境保護等領域有巨大的應用前景。例如,很多納米材料都可用作涂料,替代那些強毒性的化學物質;用碳納米管等納米材料改良電池,可以推動電動汽車的發(fā)展,使電力更持久等。

紐約一家名為“盧克斯研究”的市場分析公司稱,2007年銷售的納米技術相關產品,價值約1470億美元。到2015年,這一數字可能突破3萬億美元。

納米技術在展現出誘人前景的同時,其安全性問題也進入了人們的視野。

隨著納米材料的大規(guī)模應用,研究人員和工人容易暴露在納米顆粒濃度較大的實驗室或生產車間之中。此外,普通公眾也可能暴露在納米顆粒之下:涂料、化妝品等產品中用到的納米材料,可能在產品損壞或分解時釋放。

這些納米顆粒物可能經過呼吸道吸入、胃腸道攝入、藥物注射等方式進入人體,并經過淋巴和血液循環(huán),轉運到全身各個器官。

根據多項流行病學研究,空氣中的細顆粒物,尤其是納米級別的顆粒物,濃度的大量增加會導致死亡率的增加。倫敦大霧曾經導致居民大量死亡,就是一個被經常引用的案例。

那么,人造的納米材料進入人體后,是否會導致特殊的生物效應,并對人體健康構成危害呢?從理論上說,納米物質由于尺寸小,與常規(guī)物質相比更容易透過人體的各道屏障;由于表面積大,也可能有更多毒害人體的方式。

朝陽醫(yī)院的宋玉果在8月31日《健康報》發(fā)表文章說,相關的動物實驗研究發(fā)現,許多納米物質具有明顯的毒性,其中研究較多的為碳納米管、納米二氧化鈦等。一些納米物質還被認為可致動物肺臟、肝臟、腎臟和血液系統等損傷。

對于與納米物質相關的疾病,宋玉果稱之為“納米相關物質疾病”。當然,他也表示,公眾不必為納米物質相關疾病感到恐慌,不是所有納米顆粒物都有毒性。

動物毒理性實驗的結果,也不能簡單地推到人的身上。但由于科學界對納米安全性的研究剛剛開始,幾乎沒有任何相關人體毒理性資料――這也是宋玉果及其同事的論文引起國際科學界高度關注的一個原因。

中國科學院納米生物效應與安全性重點實驗室主任趙宇亮告訴《財經》記者,目前開展過安全性研究的納米材料只有十幾種,還非常有限。但他相信,隨著研究隊伍的壯大和研究投入的加大,將來必定可以從大量的數據積累中尋找到一些規(guī)律。

在國際上,納米安全性研究的熱潮大約始于2003年?！犊茖W》和《自然》等著名學術雜志紛紛發(fā)表文章,探討納米材料與納米技術的安全問題:納米顆粒對人體健康、自然環(huán)境和社會安全等是否有潛在的負面影響。

這之后,各國明顯增加了納米安全性方面的研究。美國的國家納米技術計劃(NNI)將總預算的11%投入納米健康與環(huán)境研究。歐盟每年支持三個左右與此相關的項目,每個項目的經費規(guī)模在300萬至500萬歐元之間,而歐盟各個國家還有自己國內支持的納米安全性項目。

中國在極力推進納米技術研究和產業(yè)化的同時,也開展了納米安全性的研究。其中,中國科學院在2001年就開始籌建納米生物效應與安全性實驗室?？萍疾吭?006年啟動了為期五年的國家重點基礎研究發(fā)展計劃(即“973”計劃)項目“人造納米材料的生物安全性研究及解決方案探索”,經費2500萬元,首席科學家由趙宇亮擔任。

不過,趙宇亮告訴《財經》記者,與美國和歐盟相比,中國在納米安全性研究上的投入只是“一個零頭”。

政治決策與公共參與

中國科學家在納米安全性方面的研究工作,得到了國際同行的認可。其中,在每年召開的與納米毒理學相關的國際會議上,幾乎都會邀請中國科學家作大會報告。趙宇亮還與其他科學家共同主編了第一本納米毒理學英文專著。美國納米健康聯盟主席法拉利稱,中國科學家是納米毒理學研究領域的領導者之一。

不過,令趙宇亮感到尷尬的是,美國國家納米技術協調辦公室的官員曾經問他,包括美國、歐盟、英國、日本等很多國家的相關管理部門,都發(fā)表了對于納米技術安全性的調研報告、方針和策略,為什么中國沒有?對此,趙宇亮不知如何回答是好。

在美國和歐盟,納米技術及其安全性已經成為政治家們關心的話題之一。它們的環(huán)保部門、國家科學與技術委員會,以及其他政府研究機構,會通過白皮書等文件形式,發(fā)表政府層面對于納米安全性問題的見解。

其中,2001年,美國在國家科學技術委員會之下建立了國家納米技術協調辦公室,負責協調政府層面之間的納米研究計劃。而納米研究項目的成果,會通過這個辦公室反饋給其他政府機構,幫助科學研究去影響政府決策。

2009年3月,美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)還了一份有關納米技術的合作倡議。該局將與納米健康聯盟旗下的八個研究機構合作,以加快建立保障納米醫(yī)療產品安全可靠的有效體系。法拉利告訴《財經》記者,在實驗室研究結果與安全性評估的關聯,以及納米技術相關藥物的審批等方面,美國食品藥品監(jiān)督管理局都做了很多工作。

相比之下,納米安全性在中國似乎局限于科學研究的階段,政府部門仍然保持沉默。

對于納米技術的研究和產業(yè)化,各國都在積極支持。其原因正如美國《環(huán)境健康展望》雜志所稱,科學界普遍認為,納米材料和納米技術對于社會是十分有益的,能夠提供更好的藥物、更強更輕的產品、對環(huán)境更友好的能源和環(huán)境技術。

與此同時,為了獲得公眾對于納米技術發(fā)展的支持,各國也需要在納米安全性方面進行更多的研究,同時鼓勵公眾參與。在中國納米國際科技會議的閉幕式上,法拉利也特地呼吁加大公眾在納米安全性研究上的參與程度。

實際上,關于納米技術發(fā)展的“風險預防”原則,在歐洲和美國等地正深入人心――人們希望在納米技術等新技術的風險出現之前,盡可能地提前進行防范和干預。而公眾及早參與到納米技術研究和政策的討論,是“風險預防”實踐的關鍵環(huán)節(jié)之一。

英國杜倫大學風險研究所負責人菲爾?麥克納頓(Phil Macnaghten)教授告訴《財經》記者,要想避免納米技術重蹈轉基因技術的覆轍,讓公眾從“上游”參與討論影響納米技術的研究和政策,或許是一個有效的辦法。如果等到技術發(fā)展之后再讓公眾在“下游”參與,可能為時已晚,“很難改變公眾業(yè)已形成的印象和認識”。

篇7

1.納米材料的特性

當一種物質被不斷切割至一定程度，其粒子小至納米量級，即為納米材料。科學家發(fā)現納米材料有許多鮮為人知的性質，比如體積效應、表面效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應和介電限效應等。而出現許多特性：光學性質、催化性質、化學反應性質、硬度高、可塑性強、高比熱和熱膨脹、高導電率和擴散性、高磁化率和高矯頑力等。正由于納米材料具有諸如上述的性質，為生物醫(yī)學、藥學等許多領域帶來新的生機。

2.納米技術在生物醫(yī)學中的應用

2.1生物兼容性物質的開發(fā)

在生物醫(yī)學中應用納米技術，可以使得材料生物的相容性得到最大限度的提升，同時還能夠降低生物的毒性、增強生物的傳導性從而使得材料生物可以最大限度的滿足生物組織的需求，達到生物組織規(guī)定的標準。納米技術應用到生物醫(yī)學中，衍生出各種納米材料，如納米無機金屬生物材料，這種材料不具有毒副作用，其與人體的組織具有相容性，有利于人體相關組織的生長。同時納米具有較強的生物活性，能夠對人體的血液進行有效的凈化處理，將人體中的有毒物質排出人體的體外，從而使得人體的抵抗力得到進一步的提升，降低人體患病的可能性。

另外，相關的生物醫(yī)學研究學者利用納米技術已經研制出一種新型的骨骼亞結構納米材料，這種材料在實際的臨床應用中應用較為廣泛，現如今已經成功的取代了原有的合金材料，并且其他成功研制的納米材料也在臨床中得到了應用，可以說，在生物醫(yī)學領域中，納米技術無處不在。

2.2 DNA納米技術

DNA納米技術主要是依據DNA的理化性質來實現對納米技術的合理設計和應用，這種DNA納米技術在實際的應用中，主要是用來實現對分子的組裝，在對DNA進行復制的過程中，也能夠應用這種技術實現對堿基各種特性的體現，同時也能夠使得遺傳信息的多樣性得到最大限度的體現，在納米技術進行設計的過程中，所遵循的原理也包括這幾方面的特性和內容。

3.納米技術在藥學領域中的應用

3.1納米控釋系統改善藥動學性質

將藥物制成納米制劑后，不但達到緩控釋效果，而且改變其藥物動力學的特性。比如有人以環(huán)抱素A為模型藥物，以硬脂酸制備了納米球以市售CYA微乳型口服液為對照，測得口服CYA-SA-NP在大鼠體內相對利用度接近80%，達峰時間推遲，具有明顯效果。還有人以鏈脈霉素糖尿病大鼠為模型，皮下注射胰島素納米囊實驗，其結果降糖作用持續(xù)3天，且在藥物吸收相具有明顯的量效關系。本品3天一次與一天3次的常規(guī)胰島素療效相當。

3.2納米釋藥系統增強藥物靶向性

納米材料生物相容性好，采用可生物降解的高分子材料作藥物載體制成納米釋藥系統，可增強抗腫瘤藥物靶向性，就相關的阿霉素免疫磁性毫微粒的體內磁靶向定位研究可以了解到，AIMN具有超順磁特性，在給藥部位近端和遠端磁區(qū)均能產生放射性富集，富集強度為給藥量的60%-65%，同時其在臟器的分布顯著減少，從而證實了AIMN具有較強的磁靶向定位功能，為靶向治療腫瘤奠定了結實的基礎。

3.3納米技術在藥理學研究上的應用

在藥理學研究上，人們可以利用尖端直徑小到可以插入活細胞內而又不嚴重干擾細胞正常生理過程的超微化傳感器或納米傳感器用以獲得活細胞內大量的動態(tài)信息，反映出機體的功能狀態(tài)并深化對生理及病理過程的理解，為藥理學研究提供精確的細胞水平模型。

4.展望

納米技術屬于一種新型的學科技術，在未來的社會發(fā)展中，這種技術將會對生物醫(yī)學以及藥學領域帶來更為積極的影響，在未來的社會中，這種技術的應用會使得生物醫(yī)藥與藥學領域之間的聯系性得到進一步的加強，就這方面來說，這項技術在生物醫(yī)學以及藥學領域中的應用主要包括以下幾個方面：

（1）在未來的生物醫(yī)學以及藥學領域中，對于分子的研究會更加的深入，而其對于分子的要求也會進一步的提升，而納米技術的應用就會進一步的提高分子之間相互的作用效果，從而實現對分子的有效組裝，而且其在未來的社會發(fā)展中，主要的應用方向會是細胞器結構細節(jié)以及自身裝配機理上等方面。

（2）隨著納米技術的深入發(fā)展，這種技術在應用于生物醫(yī)學以及藥學領域中后，會使得診斷以及檢測技術的水平更上一層樓，同時這種技術的應用也會在微觀上以及微量上實現有效的應用，并且在未來的發(fā)展中，這種技術也會逐漸向著功能性以及智能化的方向發(fā)展，以實現生物醫(yī)學以及藥學領域各項技術功能水平的提升，還會使得生物醫(yī)學以及藥學領域在管理上實現智能化和數字化，從而對生物醫(yī)學以及藥學領域的發(fā)展形成有效的推動作用。

（3）納米技術在未來的生物醫(yī)學中以及藥學領域中會實現靶向性的轉變，納米技術會將藥物的作用進行有效的轉向處理，在一定程度上可以將藥物的藥效得到最大限度的提升，同時也能夠對藥物的成本進行有效的降低，從而推動生物醫(yī)學以及藥學的發(fā)展。

篇8

纖維樁：口腔醫(yī)院座上賓

這個小東西是口腔醫(yī)院的“座上賓”——當我們口腔里發(fā)生了齲齒，牙齒慢慢被腐蝕掉，當被腐蝕的部分到達牙根處就會伴有鉆心的疼痛感。醫(yī)生先對患牙進行修整，殺死牙根管暴露在外的神經，然后進行完善的根管治療，在確認牙根沒有炎癥的情況下，就要用到這個小東西，它就是在醫(yī)院的口腔科或牙科診所里用作齲齒樁核修復的重要“零部件”——纖維樁。牙科醫(yī)生首先會把一個纖維樁插入到牙根管里，然后在上面堆砌樹脂核，光固化后預備至所需形態(tài)，再加上牙冠，最終通過打磨塑造成真牙的形狀。

“過去，醫(yī)院大多用的是金屬鑄造樁，時間長了，不僅會因其腐蝕性導致牙齒變灰暗，而且今后如果做核磁共振等醫(yī)療檢查時也會受到影響。而纖維樁通過采用先進的納米技術和復合材料成型工藝，克服了這些問題?！睔W亞瑞康公司工作人員在展臺上向觀展者們介紹著這款新產品。

無論是金屬鑄造樁還是纖維樁，所起到的作用都相當于蓋房子時打下的地基。在實際治療操作中，纖維樁可以通過樹脂類粘接劑與根管牙本質之間達到很高的粘接強度，延長修復體的使用壽命、減少根折的發(fā)生，有利于牙齒的保存和失敗后的再修復。

由于具有獨特的力學、美學和操作性能，纖維樁進入中國市場以來，受到了國內醫(yī)生的一致認可和好評，在臨床上廣泛地得到了應用。目前，北京歐亞瑞康公司生產螺紋纖維樁的技術成果將準備落戶北京市懷柔區(qū)納米科技產業(yè)園，并建成國內唯一一條年產100萬支口腔修復材料、螺紋纖維樁生產線。同時，公司目前在十二五國家“863”計劃、十二五國家科技支撐計劃、2010年度國家中小企業(yè)創(chuàng)新基金及北京市創(chuàng)新基金的支持下，正在加大力度研發(fā)一體化纖維樁、光固化預成型體、納米填料增強型光固化樹脂、納米氧化鋯陶瓷和納米纖維引導組織再生膜等新型納米口腔修復關鍵材料。

納米“小”顯身手

據歐亞瑞康公司技術人員介紹，科博會上展出的這款纖維樁是一種主要由石英纖維與高分子環(huán)氧樹脂構成的復合材料。兩種結構、性質迥異的材料如何很好地復合在一起，成為這款產品的研發(fā)重點。

納米技術，可以在不破壞石英纖維的高強度性能條件下，通過納米技術，在石英纖維表面“接”上一些納米基團，與具有可塑性的高分子環(huán)氧樹脂表面的基團緊密“結合”起來，從而使整個纖維樁兼?zhèn)涓邚姸扰c可塑性。由于纖維樁內部石英纖維與表面樹脂的緊密結合，纖維樁可以為整個牙齒提供足夠的支撐力，消除了在咀嚼中脫落的危險。

除了纖維樁以外，納米技術還可用作口腔修復材料的強度調節(jié)、顏色調控、X射線阻射性調節(jié)。以X射線阻射性調節(jié)為例，在需要通過X射線做牙齒檢查時，一顆樹脂牙不能像真牙一樣在X射線中顯影，這樣就無法看到口腔修復與周圍的牙體組織是否有縫隙，無法判斷是否修復完畢。如果在用于填充用的樹脂中加入一些特殊的改性納米級填料，當其均勻分布在樹脂后，就可以產生X射線阻射性，從而使牙齒檢查成為可能。強度調節(jié)和顏色調控也是通過添加相應的改性納米填料來實現。

我們常說，量變會引起質變。這句話在材料學中也十分適用。當粒子的尺寸減小到納米量級，將導致聲、光、電、磁、熱性能呈現新的特性。

納米粒子異于大塊物質的理由是在其表面積相對增大，也就是超微粒子的表面布滿了階梯狀結構，此結構代表具有高表面能的不安定原子。這類原子極易與外來原子吸附鍵結，同時因粒徑縮小而提供了大表面的活性原子。納米粒子的表面積增大，粒子之間的空隙變小，與周圍物質更貼合，并且粒子之間也更難被分開，從而可以產生較強的耐磨性和貼合性。這一特點在高科技口腔修復材料有很大的作用。

納米材料的“小”除了給材料帶來與眾不同的才能，卻也給研究者們帶來不少的困擾?！坝捎谧陨沓叽缥⑿?，納米粒子彼此吸附力強，讓其均勻分布就十分困難。另外，當納米粒子含量達到一定程度時，容易吸附在一起，就不再有納米級材料的優(yōu)勢，因此，這也成為當前口腔修復材料產品研究開發(fā)的重要方向。”

納米化：口腔修復材料研發(fā)趨勢

納米技術在口腔充填和修復材料中的應用可顯著提高產品的性能。據悉，國際上常用的光固化樹脂、氧化鋯陶瓷、纖維樁修復材料等均已實現了納米化。

以光固化樹脂研發(fā)為例，公司技術人員介紹了納米技術在口腔修復材料應用的趨勢。

最初，傳統的光固化復合樹脂在使用時，通常處于玻璃態(tài)，脆性大，導致耐磨性較差；另外，在樹脂分子聚合時存在一定的體積收縮，這種收縮會影響充填修復的預后效果，容易引發(fā)繼發(fā)齲齒。

根據傳統光固化復合樹脂的問題，研究者們通過研究發(fā)現認為，通過引入納米無機填料，可減少固化收縮、線性膨脹和材料吸水性，降低樹脂固化時的熱釋放，提高復合樹脂的綜合機械性能。

然而由于納米填料易團聚，在樹脂基體中難以均勻分散，因此，添加量也難以提高。目前研究中認為比較有效的改進途徑是，采用與樹脂相容的高分子對無機納米填料表面進行接枝改性，從而發(fā)展具有超低收縮率的充填修復樹脂。

篇9

[關鍵詞] 口腔癌；納米載體；靶向治療；研究進展

[中圖分類號] R739.8 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2016）12（c）-0078-03

[Abstract] Oral cancer is the occurrence of malignant tumors in the oral mucosa epithelium. The traditional surgical treatment has a high teratogenic， disability， and high mortality. In the past few decades， surgery combined with radiotherapy， chemotherapy， biological treatment of the integrated sequence therapy had been improved， but it was not the best treatment. Now， nanoparticles are widely used in the treatment of oral cancer， such as nanoparticles， liposomes， polymer micelles， hydrogels， and nanocrystals， as a new target for the treatment of tumors. The progress of nano-drug carrier in oral cancer targeted therapy is reviewed， and the application and progress of nanotechnology in diagnosis and treatment of oral cancer are discussed， and new ideas are provided for the diagnosis and treatment of oral cancer.

[Key words] Oral cancer； Nano-carriers； Targeted therapy； Research progress

口腔鱗狀細胞癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）位居全身惡性腫瘤的第6位，占口腔頜面頭頸部惡性腫瘤的95%，近年來隨著診斷和治療方法的提高，頭頸部惡性腫瘤的五年生存率可達66%，但仍低于其他惡性腫瘤的五年生存率，且在發(fā)展中國家更低[1-2]。2015年我國估計有4 292 000的新增癌癥病例和2 814 000的死亡病例，其中口腔癌新增48 100例，死亡22 100例[3]。因此，口腔癌嚴重威脅著人類的生存和健康。

研究表明，術前誘導化療可以使惡性腫瘤縮小，為手術創(chuàng)造條件，并可以降低腫瘤的復發(fā)率和轉移率，延長生存期[4-5]。近年來為克服化療的缺陷，靶向治療得到了深入研究[6-7]。納米技術作為一種新型靶向治療腫瘤的手段，納米藥物載體在口腔癌診療中得到深入研究。

1 納米粒

納米粒通常是指1～1000 nm的微粒，其可溶解或包裹疏水性或親水性藥物，從而具有緩釋、控釋、靶向、提高治療效果和降低毒性等特點。將難溶性藥物制成納米粒，可提高藥物藥效、增加藥物在體內的循環(huán)時間[8]。

Yu等[9]在研究載單純皰疹病毒胸苷激酶/更昔洛韋的PEG-PBLG納米粒對單純皰疹病毒所致的OSCC的抗癌作用中，發(fā)現該納米粒具有DNA保護和更高的基因轉移效率，具有較強的抗癌作用。Damascelli等[10]研制了負載紫杉醇的白蛋白納米顆粒，并評估其在晚期舌癌術前誘導化療的功效。結果顯示，納米顆粒用于舌癌術前的誘導化療是有效和可重復的。因此，它們可以在未來的臨床應用中作為基因載體。

貴金屬的納米顆粒，特別是金納米顆粒，因為其表面等離子體可共振加強光的散射和吸收，因此，其對癌癥的診斷和治療有巨大價值[11]。

Afifi等[12]使用倉鼠口腔頰囊癌作為OSCC的模型，使用金納米粒結合可見激光照射的方法研究等離子體光熱治療的效果。結果表明，使用金納米粒的等離子體光熱治療時，癌細胞的增殖速率大大降低，且對正常細胞沒有不利影響。這一研究表明，直接注射到倉鼠口腔囊癌中的金納米?？梢杂糜谖磥砣祟怬SCC的治療。

2 脂質體

脂質體是由脂質雙層形成的球形囊泡，具有較高的載藥率，在生物環(huán)境中的高穩(wěn)定性，以及可控的藥物釋放動力學和生物相容性，已經成為用于檢測和治療各種疾病的最成功的遞送系統之一。

1965年脂質體被首次描述，但這一階段脂質體脂質表面不受保護，導致有效負載藥物泄漏。在20世紀80年代后期出現了表面修飾脂質體，其中，聚乙二醇（PEG）是用于脂質體修飾的最廣泛使用的聚合物，其可以減慢脂質體融合速率并抑制蛋白質吸收，使得脂質體穩(wěn)定性增加及體內循環(huán)時間延長[13]。

近年來，通過調節(jié)脂質體的組成和粒徑，形成長循環(huán)脂質體，其具有防止被巨噬細胞迅速地清除，提高脂質體在體內的作用時間，特異地靶向非網狀的內皮系統。Crielaard等[14]指出，長循環(huán)脂質體更易從血液循環(huán)到達腫瘤組織，提高腫瘤局部組織的藥物濃度，從而提高治療作用。Luis等[15]研究了由二肉豆蔻酰磷脂酰膽堿制備的脂質體制劑，結果表明，該脂質體制劑可以有效地抗化學誘導的口腔癌。由此可見，長循環(huán)脂質體用于口腔癌及其他實體瘤的治療具有巨大潛力。

3 微乳

微乳通常是⒂汀⑺和表面活性劑混合在一起形成的熱力學穩(wěn)定的各向同性液體。微乳經過高壓均化器，微流化器和超聲處理方法可形成納米乳。相比之下，納米乳是含有非常小的顆粒的常規(guī)乳液。

Zhao等[16]制備了羥基喜樹堿納米乳制劑，該制劑能夠顯著提高羥基喜樹堿在大鼠體內的血藥濃度，且藥時曲線下面積、消除時間等均顯著高于羥基喜樹堿注射液，且具有腫瘤靶向性，在腫瘤組織的藥時曲線下面積為普通注射液的7.9倍，對腫瘤的抑制效率比普通注射液高2.1倍。楊梅等[17]通過建立大鼠模型研究姜黃素納米乳在體內的吸收情況，研究顯示姜黃素納米乳較游離藥物提高了藥物的生物利用度。

有研究顯示，微乳較納米乳有很多優(yōu)點，如微乳在長期存儲中比納米乳更穩(wěn)定，微乳具有均勻的液滴尺寸，納米乳則在一定范圍為不均勻液滴[18]。因此，微乳在不久的將來可能將成為抗癌藥物靶向輸送的重要工具。

4 聚合物膠束

聚合物膠束具有將疏水性藥物包封在膠束的內腔中以改善其溶解性和穩(wěn)定性的優(yōu)點；同時，其可以組合多個配體，有效增強靶向和內吞作用。衡量聚合物膠束成功的一個重要指標是臨界膠束濃度CMC）。當聚合物濃度低于此濃度時，膠束將會解離為單一的分子，結構即被破壞[19]。在實際應用中，聚合物膠束載體在體內會逐漸的被稀釋，較低的CMC值使得膠束不解離，從而保證載體有較長的體內循環(huán)代謝周期，增強藥物的傳輸效率[20]。

Koo等[21]制備多烯紫杉醇膠束，并將其作用于荷瘤小鼠，結果顯示該膠束能夠明顯抑制腫瘤生長，并具有靶向性。黃海龍[22]制備了基于pH響應型的聚天門冬氨酸聚合物膠束體系，并證明該膠束體系可以有效地提高藥物運輸效率并增強療效。Wang等[23]制備了負載順鉑的聚乳酸-聚乙二醇聚合物膠束，并對其體外釋放行為及靶向性進行研究，結果顯示，該膠束在血液中的循環(huán)時間延長，且具有OSCC腫瘤組織靶向性。

5 水凝膠

水凝膠藥物載體具有高親水性三維空間網絡結構，利于運輸氧氣、營養(yǎng)成分和一些水溶性的代謝產物，并且具有優(yōu)良的生物相容性、易降解性和載藥不失活等性質。此外，智能型水凝膠可根據外界刺激的強弱來控制藥物釋放的時間和劑量，從而實現更精確地控制雙藥物的釋放[6]。Li等[24]成功研制了可生物降解的負載辛二酰苯胺異羥肟酸（SAHA）和順鉑的熱敏型水凝膠，并作用于荷瘤小鼠。研究結果顯示，該體系提高了口腔癌治療效果，同時減輕了SAHA及順鉑的毒副作用，可能成為治療口腔癌和其他實體瘤的有效方法。但是，智能型水凝膠雙藥物載體的研究仍處于實驗室階段，還有許多問題如藥物在病灶區(qū)域的精準釋放、載體材料的安全性及在體內的降解情況等需要研究者為之不懈的努力。

6 納米晶體

納米晶體是無需任何基質材料的平均直徑低于1μm的純藥物的納米顆粒，其通過增加顆粒表面和減小擴散層厚度而增加溶解度和溶出速率，提高生物利用度[25]。

魏麗莎[26]采用反溶劑沉淀法制備了紫杉醇納米晶體，研究顯示該晶體能顯著抑制癌細胞增長；并且能夠快速地分布于周圍組織中，主要被肝、脾吸收，能有效降低心、腎毒性，同時增加在腫瘤組織的蓄積量。Zhang等[27]制備喜樹堿納米晶體，表現出良好的腫瘤靶向性，且體內循環(huán)時間長。納米晶體藥物是一類具有發(fā)展?jié)摿Φ乃幬镄聞┬?，在惡性腫瘤（包括口腔癌）的靶向治療方面具有很好的發(fā)展前景。

納米藥物載體因其可增加疏水性藥物的水溶性，保護抗腫瘤藥物的活性成分，改變藥物在體內的分布與代謝規(guī)律，從而提高治療指數，減少不良反應等優(yōu)點，使得癌癥治療的終極目標即殺死盡可能多的癌細胞，而不影響正常組織細胞成為可能。但如何將納米技術的概念更深入地轉化為實際應用，如何闡明正確的用藥劑量，以及針對具有不同分子和細胞機制的惡性腫瘤如何提高其靶向性仍是納米技術在醫(yī)療領域存在的世界性難題。相信在不久的將來納米給藥系統可以完全替代傳統化療藥物，用于包括口腔癌在內的惡性腫瘤的治療。

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篇10

最近有報道說，中芯微電子終于突破了45nm工藝的制造難題，這其中就有納米工具的功勞。在進入22nm工藝之后，電路之間的絕緣層可能薄到160~320個原子的規(guī)模，這時對半導體的制造實際上提出了新的要求，半導體制造面臨著更多挑戰(zhàn)。

現在納米工具主要集中在微電子領域和研究教學等方面，但是納米科技的應用范圍遠不止如此。在生物和醫(yī)療方面將更有大的發(fā)展前途。比如最近的一項研究主要是通過納米技術進行物理的治療，科學家已經實現了通過納米小機器人實現對癌變組織的超聲波釋放，實現對這種病的治療。

納米港的機遇

反復提到FEI，主要在于它在上海建設了一個納米港，這是繼美國、荷蘭和日本之后，FEI在全球的第四個納米港。他們認為中國處于納米研究的前端，并且每年的研發(fā)投入費用增長相當快，在醫(yī)療和微電子方面前景非常廣闊。

這個納米港提供工具和培訓場所，并提供合作研究的空間，目前跟一些大學或研究機構合作，進行納米科技的研究。但是納米研究也是高投入的行業(yè)，設備相當昂貴，并且按照現在的發(fā)展速度，折舊的速度也會非?？?。

因而，按照我國目前的科研設備購買的申請程序，可能無法完成這樣工具的申購，因而納米港提供了一種合作研究的可能性，這是FEI展示納米世界的窗口。

奇怪的是，這么昂貴的設備，FEI并不提供租賃服務，這極大限制了這種設備進入研發(fā)領域。同樣，他們把納米港放在了上海，看中的是長江三角洲電子產業(yè)集中，這里集中了不少芯片設計和生產線。

納米危害未為可知

這就給納米科技帶來了新的曙光，通過納米技術實現以前化學和物理手段都無法達到的程度，尤其是對人體的效用。但是納米技術本身是雙刃劍，由于納米顆?？梢暂p易穿透生物膜縫隙，因而可以在人毫不知覺的情況下進入人體?，F在的爭議就是：到底納米微塵對人的傷害有多少？有一個針對這個技術的研究發(fā)現，進入細胞的炭納米管在頭兩天不會對人造成影響，但再過兩天之后，納米管開始凝固，因而對人會造成傷害。這是首次關于納米管與生物體的互動活性的觀察。因而，在納米材料制造方面，就需要有更多的保護措施，這些顆粒即便不是通過呼吸道進入，也會很容易通過皮膚接觸進入……

現在，真正的納米材料并不太多，納米工藝制造成本不低制約了納米材料的廣泛使用。實際上，我們對納米材料本身的特性尚不熟悉，更不要說我們如何大規(guī)模應用了。電子領域將是納米材料最廣闊的空間。因而，FEI也提供了足夠多的微電子工具，包含軟件探傷工具等等。這類設備將隨著工藝的進步而變化。

比如晶圓探傷，生產線從200mm~300mm轉移的時候，探傷工具也必須滿足這樣的尺寸要求，按照現在的發(fā)展趨勢，晶圓將達到400mm規(guī)模，到時候還將繼續(xù)變化。

納米走入生活

如果說芯片早已采用我們熟知的納米技術的話，它們只不過是被封裝的納米材料。在納米的研究領域，還有更多可能讓我們獲益的東西。

納米電子顯微鏡通過電子束的掃描或者其他方式，在CCD上成像，這些工具就有可能幫助研究更好的產品。比如通過細節(jié)觀測，可考察材料的耐用程度，一個很有用的例子就是航空噴氣發(fā)動機葉片的探測。在葉片制造過程中，需要加熱到高溫，并且快速旋轉和急速冷卻，保證金屬內部晶體排列的一致性，從而提高葉片的韌性等。如果要通過以小見大的方式，還可以通過這種設備探測機體金屬的疲勞程度，從而讓飛機更安全。

只不過這些都還沒有成為常態(tài)項目，只是納米研究的額外收獲。這從另外一個方面也表明，納米科技不僅僅是材料工藝，也是關乎生活的新技術。