現(xiàn)代醫(yī)學(xué)終極版

1、原子物理學(xué)討論課分工名單：武東亮 PPT講解趙愛慶 楊文新 趙勐 藺海 主題確定、查找資料、PPT策劃魏萍 王曉陽(yáng) PPT制作幻燈片1 現(xiàn)代醫(yī)學(xué) 與原子物理學(xué) 光電1302班第五組幻燈片2l 原子物理學(xué)是研究原子的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律及相互作用的物理學(xué)分支.它主要研究：原子的電子結(jié)構(gòu)；原子光譜；原子之間或與其他物質(zhì)的碰撞過程和相互作用.l 經(jīng)過相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期的探索,直到20世紀(jì)初,人們對(duì)原子本身的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部運(yùn)動(dòng)規(guī)律才有了比較清楚的認(rèn)識(shí),之后才逐步建立起近代原子物理學(xué).l 原子物理學(xué)的發(fā)展,也帶動(dòng)了現(xiàn)在醫(yī)學(xué)的進(jìn)步.幻燈片3lllll 納米技術(shù)l 基于納米粒子熒光特性的生物芯片研究：生物芯片是在很小幾何尺度

2、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活動(dòng)的規(guī)律.生物芯片可以粗略地分為細(xì)胞芯片、蛋白質(zhì)芯片(生物分子芯片)和基因芯片(A芯片)等幾類,都有集成、并行和快速檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn),已成為2l世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程的前沿科技.幻燈片4l 納米技術(shù)l 納米生物技術(shù)：因?yàn)榧{米微粒的尺寸一般比生物體內(nèi)的細(xì)胞、紅血球小得多,這就為生物學(xué)研究提供了一個(gè)新的途徑.即利用納米微粒進(jìn)行細(xì)胞分離、細(xì)胞染色及利用納米微粒制成特殊藥物或新型抗體進(jìn)行局部治療.采用納米金屬顆粒制成金屬溶膠,接上抗原或抗體就能進(jìn)行免疫學(xué)的

3、間接凝集試驗(yàn),用于快速診斷.關(guān)于這方面的研究現(xiàn)在還處于初始階段,但卻有廣闊的應(yīng)用前景.還有人工紅血球。l 美國(guó)的納米技術(shù)專家Robert Freitas初步提出的人造紅血球的設(shè)計(jì),已成為納米技術(shù)的標(biāo)志性結(jié)果,當(dāng)人的心臟因意外,突然停止跳動(dòng)的時(shí)候,醫(yī)生可以馬上將大量的人造紅血球注入人體,隨即提供生命賴以生存的氧,以維持整個(gè)機(jī)體的正常生理活動(dòng).幻燈片5l 納米技術(shù)l 納米技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)材料：60年代末Hench用熔融法制出了CaONa20Si02P2O5玻璃,并發(fā)現(xiàn)這類材料具有與骨骼鍵合的能力,從而掀開了生物玻璃研究的新篇章.現(xiàn)已用溶膠-凝膠法制備出生物活性玻璃陶瓷,其粒子大小、形狀和微孔結(jié)構(gòu)均可

4、通過分子反應(yīng)過程進(jìn)行控制.隨著生物技術(shù)和仿生技術(shù)的發(fā)展,這方面的工作將會(huì)成為材料科學(xué)的一個(gè)前沿.l 生物活性陶瓷又叫生物降解陶瓷，包括表面生物活性陶瓷和生物吸收性陶瓷。生物表面活性陶瓷通常含有羥基，還可做成多孔性，生物組織可長(zhǎng)入并同其表面發(fā)生牢固的鍵合；生物吸收性陶瓷的特點(diǎn)是能部分吸收或者全部吸收，在生物體內(nèi)能誘發(fā)新生骨的生長(zhǎng)?；脽羝?l 納米技術(shù)l 納米探針：一種探測(cè)單個(gè)活細(xì)胞的納米傳感器,探頭尺寸僅為納米量級(jí)可以用于探測(cè)很多細(xì)胞化學(xué)物質(zhì),可以監(jiān)控活細(xì)胞的蛋白質(zhì)和其它所感興趣的生物化學(xué)物質(zhì).幻燈片7lllll 納米技術(shù)l 納米導(dǎo)向藥物和皮膚護(hù)理保健品：如果在人體外部加以導(dǎo)向,可利用納米藥物阻

5、斷毛細(xì)血管餓死癌細(xì)胞,那么藥物治療的效果會(huì)大大提高.納米顆粒還可以用于人體的細(xì)胞分離或細(xì)胞染色,也可以用來攜帶DNA進(jìn)行DNA治療基因缺陷.如果把納米藥物做成膏藥貼在患處,藥物可以通過皮膚直接被吸收,而無須針管注射,少去了注射的感染.納米傳感系統(tǒng)能進(jìn)行病癥的早期診斷,利用納米材料還能制作耐用的人體友好的人工組織和器官、復(fù)明和復(fù)聰器件,提高病人的生活質(zhì)量.幻燈片8l 納米技術(shù)l 納米技術(shù)在免疫分析方面的研究：將羅丹明分子6G分子吸附于Ag納米粒子表面,利用SERS實(shí)現(xiàn)了單分子和單納米粒子的檢測(cè),增強(qiáng)系數(shù)高達(dá)10的14次方,靈敏度甚至超過了熒光檢測(cè),不僅有極高的靈敏度(有可能實(shí)現(xiàn)單抗原或抗體分子的

6、檢測(cè)).而且標(biāo)記技術(shù)簡(jiǎn)單(易于在一個(gè)抗體分子上標(biāo)記兩種或多種燃料分子),光譜信息豐富(熒光分析，通常只顯示一個(gè)較寬的發(fā)射峰而拉曼光譜顯示多個(gè)狹窄的發(fā)射峰)在免疫分析中有廣闊的應(yīng)用前景.l 納米粒徑級(jí)載體替代病毒載體：從理論上講,利用基因治療的方法是可以通過修復(fù)那些異常的基因而治療這種疾病的.但在實(shí)際的治療過程中,基因治療還存在著許多的因難,現(xiàn)在使用的方法還很原始.其中一個(gè)問題就是如何避開人體自身免疫系統(tǒng)而把外源基因?qū)梭w內(nèi)細(xì)胞.目前,應(yīng)用最多的是以自然界中存在的病毒作為基因治療載體.但免疫學(xué)研究認(rèn)為,用病毒作為基因治療載體不可避免地會(huì)遇到嚴(yán)重的免疫反應(yīng)問題,甚至置人死亡,此種病癥在國(guó)外已有報(bào)道

7、.因此,在進(jìn)行基因治療時(shí)就需要一個(gè)安全的載體來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的病毒載體.貝克及其同事研究出了一種樹突狀的多聚物,由于它有著精確的納米結(jié)構(gòu)和表面與內(nèi)部都可以攜帶分子的特性,使之成為一個(gè)很好的DNA導(dǎo)入細(xì)胞的載體.在用大、小鼠實(shí)驗(yàn)中,結(jié)果表明這種載體沒有任何毒副作用,而且基因轉(zhuǎn)移效率很高,這樣就解決了基因治療中免疫反應(yīng)這個(gè)難題.幻燈片9lll X射線l 物理作用穿透作用  穿透作用是指X射線通過物質(zhì)時(shí)不被吸收的能力.X射線能穿透一般可見光所不能透過的物質(zhì).可見光因其波長(zhǎng)較長(zhǎng),光子其有的能量很小,當(dāng)射到物體上時(shí),一部分被反射,大部分為物質(zhì)所吸收,不能透過物體；而X射線則不然,因其波長(zhǎng)短

8、,能量大,照在物質(zhì)上時(shí),僅一部分被物質(zhì)所吸收,大部分經(jīng)由原子間隙而透過,表現(xiàn)出很強(qiáng)的穿透能力. X射線穿透物質(zhì)的能力與X射線光子的能量有關(guān),X射線的波長(zhǎng)越短,光子的能量越大,穿透力越強(qiáng).X射線的穿透力也與物質(zhì)密度有關(guān),密度大的物質(zhì),對(duì)X射線的吸收多,透過少；密度小者,吸收少,透過多.利用差別吸收這種性質(zhì)可以把密度不同的骨骼、肌肉、脂肪等軟組織區(qū)分開來.這正是X射線透視和攝影的物理基礎(chǔ). 幻燈片10l X射線l 物理作用電離作用  物質(zhì)受X射線照射時(shí),使核外電子脫離原子軌道,這種作用叫電離作用.在光電效應(yīng)和散射過程中,出現(xiàn)光電子和反沖電子脫離其原子的過程叫一次電離,

9、這些光電子或反沖電子在行進(jìn)中又和其它原子碰撞,使被擊原子逸出電子叫二次電離.在固體和液體中.電離后的正、負(fù)離子將很快復(fù)合,不易收集.但在氣體中的忘離電荷卻很容易收集起來,利用電離電荷的多少可測(cè)定X射線的照射量：X射線測(cè)量?jī)x器正是根據(jù)這個(gè)原理制成的.由于電離作用,使氣體能夠?qū)щ?；某些物質(zhì)可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；在有機(jī)體內(nèi)可以誘發(fā)各種生物效應(yīng).電離作用是X射線損傷和治療的基礎(chǔ). l 熒光作用  由于X射線波長(zhǎng)很短,因此是不可見的.但它照射到某些化合物如磷、鉑氰化鋇、硫化鋅鎘、鎢酸鈣等時(shí),由于電離或激發(fā)使原子處于激發(fā)狀態(tài),原子回到基態(tài)過程中,由于價(jià)電子的能級(jí)躍遷而輻射出可見光或紫外線,

10、這就是熒光.X射線使物質(zhì)發(fā)生熒光的作用叫熒光作用.熒光強(qiáng)弱與X射線量成正比.這種作用是X射線應(yīng)用于透視的基礎(chǔ).在X射線診斷工作中利用這種熒光作用可制成熒光屏,增感屏,影像增強(qiáng)器中的輸入屏等.熒光屏用作透視時(shí)觀察X射線通過人體組織的影像,增感屏用作攝影時(shí)增強(qiáng)膠片的感光量.幻燈片11l X射線l 物理作用l 熱作用物質(zhì)所吸收的X射線能,大部分被轉(zhuǎn)變成熱能,使物體溫度升高,這就是熱作用.l 干涉、衍射、反射、折射作用這些作用與可見光一樣.在X射線顯微鏡、波長(zhǎng)測(cè)定和物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析中都得到應(yīng)用. 幻燈片12ll X射線l 化學(xué)作用Error! Reference source not found

11、.l X射線探傷儀幻燈片14ll X射線l 診斷和治療l X射線診斷l(xiāng) X射線應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷,主要依據(jù)X射線的穿透作用、差別吸收、感光作用和熒光作用.由于X射線穿過人體時(shí),受到不同程度的吸收,如骨骼吸收的X射線量比肌肉吸收的量要多,那么通過人體后的X射線量就不一樣,這樣便攜帶了人體各部密度分布的信息,在熒光屏上或攝影膠片上引起的熒光作用或感光作用的強(qiáng)弱就有較大差別,因而在熒光屏上或攝影膠片上(經(jīng)過顯影、定影)將顯示出不同密度的陰影.根據(jù)陰影濃淡的對(duì)比,結(jié)合臨床表現(xiàn)、化驗(yàn)結(jié)果和病理診斷,即可判斷人體某一部分是否正常.于是,X射線診斷技術(shù)便成了世界上最早應(yīng)用的非刨傷性的內(nèi)臟檢查技術(shù).l X射線治療l X射線應(yīng)用于治療,主要依據(jù)其生物效應(yīng),應(yīng)用不同能量的X射線對(duì)人體病灶部分的細(xì)胞組織進(jìn)行照射時(shí),即可使被照射的細(xì)胞組織受到破壞或抑制,從而達(dá)到對(duì)某些疾病,特別是腫瘤的治療目的.l X射線防護(hù)l 在利用X射線的同時(shí),人們發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致病人脫發(fā)、皮膚燒傷、工作人員視力障礙,白血病等射線傷害的問題,為防止X射線對(duì)人體的傷害