朱愿超-納米醫(yī)藥-山東大學(xué)藥學(xué)院

納米醫(yī)藥

——21世紀(jì)又一次產(chǎn)業(yè)革命朱愿超

2004年1月12日，由中國(guó)科學(xué)院主辦的528名院士投票評(píng)選出來(lái)的2003世界十大科技新聞揭曉。其中，排名第一的新聞就是科學(xué)家研制出世界最小的納米電動(dòng)機(jī)。二十一世紀(jì)納米技術(shù)將推動(dòng)信息、醫(yī)學(xué)、自動(dòng)化及能源科學(xué)的迅速發(fā)展，給人類帶來(lái)新的變化。

科學(xué)工作者將納米技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域，就產(chǎn)生了——納米醫(yī)藥學(xué)這門新科學(xué)。

優(yōu)勢(shì)小納米微粒比血紅細(xì)胞還小許多，可以在血液中自由運(yùn)行。奇異納米粒子呈現(xiàn)許多奇異的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)，出現(xiàn)一些“反常現(xiàn)象”。精細(xì)能直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的藥品、器械?！蛾P(guān)于納米醫(yī)藥學(xué)》，中華國(guó)際醫(yī)藥雜志-2002年1期

應(yīng)用一、在診斷方面的應(yīng)用

1、遺傳病診斷納米技術(shù)有助診斷胎兒是否有遺傳缺陷。婦女懷孕8個(gè)星期時(shí)，血液中開始出現(xiàn)少量胎兒細(xì)胞。利用具有納米級(jí)大小孔洞的半透膜或特殊的合成納米管等，可把胎兒細(xì)胞分離出來(lái)進(jìn)行診斷。不需要進(jìn)行羊水穿刺。目前美國(guó)已將此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于臨床診斷中。

——徐輝碧，《納米醫(yī)藥》，清華大學(xué)出版社

2、影像學(xué)診斷

一種新型的納米影像學(xué)診斷工具“光學(xué)相干層析術(shù)(OCT)”已由清華大學(xué)研制成功。每秒鐘能完成生物體內(nèi)活細(xì)胞的動(dòng)態(tài)成像2000次，以此來(lái)觀察活細(xì)胞的動(dòng)態(tài)。OCT的分辨率達(dá)微米級(jí)，可以發(fā)現(xiàn)直徑是毫米級(jí)的腫瘤。不會(huì)像X線、CT、MRI那樣殺死活細(xì)胞。3、病理學(xué)診斷

腫瘤診斷最可靠的手段是建立在組織細(xì)胞水平上的病理學(xué)方法,但存在著良惡性及細(xì)胞來(lái)源判斷不準(zhǔn)確的問題。利用原子力顯微鏡(atomicforcemicroscope，AFM)可以在納米水平上揭示腫瘤細(xì)胞的形態(tài)特點(diǎn)。通過尋找特異性的異常納米級(jí)結(jié)構(gòu)改變,以解決腫瘤診斷的難題。

——徐輝碧，《納米醫(yī)藥》，清華大學(xué)出版社目前，已有多種原子力顯微鏡問世AFM克服了STM只適用于具導(dǎo)電性樣品的不足之處

二、在治療方面的應(yīng)用1、納米粒徑化增加藥物吸收度

增大藥物的表面積促進(jìn)溶解。藥物大分子就能穿透組織間隙，也可以通過人體最小的毛細(xì)血管。而且分布面極廣。應(yīng)用于中藥制劑。藥物的物理活性、靶向性比普通中藥大大提高。2、納米米醫(yī)用材材料目前廣泛泛使用的的人工心心臟瓣膜膜，是由由鈦金屬屬與不銹銹鋼合金金所構(gòu)成成，但在在移植入入人體后后仍有損損壞的可可能性。。結(jié)晶納納米氧化化鎬是一一種具有有高度抗抗生物損損耗的替替代材料料。銀在在納納米米狀狀態(tài)態(tài)下下的的殺殺菌菌能能力力產(chǎn)產(chǎn)生生了了質(zhì)質(zhì)的的飛飛躍躍。。只只需需用用極極少少量量的的納納米米銀銀即即可可產(chǎn)產(chǎn)生生強(qiáng)強(qiáng)力力的的殺殺菌菌作作用用———徐徐輝輝碧碧，，《《納納米米醫(yī)醫(yī)藥藥》》，，清華華大大學(xué)學(xué)出出版版社社納米米骨骨材材料料把它它植植入入體體內(nèi)內(nèi)填填充充各各類類型型的的骨骨缺缺損損，，其網(wǎng)網(wǎng)狀狀結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)可可生生長(zhǎng)長(zhǎng)出出很很多多新新生生的的骨骨細(xì)細(xì)胞胞，所所有有填填的的納納米米骨骨材材料料，，最后后會(huì)會(huì)降降解解消消失失我國(guó)國(guó)第第一一項(xiàng)項(xiàng)納納米米醫(yī)醫(yī)藥藥產(chǎn)產(chǎn)品品骨缺缺損損部部能能完完全全被新新生生骨骨取取代代。。制備備納納米米晶晶羥羥基基磷磷灰灰石石或或膠膠原原復(fù)復(fù)合合的的生生物物硬硬組組織織修修復(fù)復(fù)材材料料，，復(fù)復(fù)合合材材料料具具有有納納米米級(jí)級(jí)別別的的天天然然骨骨分分級(jí)級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和天天然然骨骨的的多多孔孔結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)納米米人人工工骨骨已已獲獲得得國(guó)國(guó)家家食食品品藥藥品品監(jiān)監(jiān)督督管管理理局局的的試試生生產(chǎn)產(chǎn)注注冊(cè)冊(cè)證證，，成成為為我我國(guó)國(guó)首首個(gè)個(gè)可可以以在在市市場(chǎng)場(chǎng)上上公公開開銷銷售售和和應(yīng)應(yīng)用用的的納納米米醫(yī)醫(yī)藥藥產(chǎn)產(chǎn)品品。。目前前該該材材料料已已經(jīng)經(jīng)在在十十幾幾所所醫(yī)醫(yī)院院進(jìn)進(jìn)行行了了應(yīng)應(yīng)用用。。四所所醫(yī)醫(yī)院院給給出出了了臨臨床床實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)報(bào)報(bào)告告，，患患者者滿滿意意度度為為１１００００％％。。前景景一、、納納米米機(jī)機(jī)器器人人(nanorobot)的的研研制制納米米機(jī)機(jī)器器人人是是納納米米生生物物學(xué)學(xué)中中最最具具誘誘感感力力的的內(nèi)內(nèi)容容。。動(dòng)脈脈粥粥樣樣硬硬化化的的治治療療機(jī)器器人人能能夠夠從從動(dòng)動(dòng)脈脈壁壁上上清清除除粥粥樣樣沉沉積積物物。。這這不不僅僅會(huì)會(huì)提提高高動(dòng)動(dòng)脈脈壁壁的的彈彈性性,還還會(huì)會(huì)使使通通過過動(dòng)動(dòng)脈脈的的血血液液流流動(dòng)動(dòng)狀狀況況得得到到改改善善。?！猂ichardJohn，《Thefutherofnanotechnology》》,PhysicsWeb-PhysicsWorld,August2004在血管中運(yùn)運(yùn)動(dòng)的納米米機(jī)器人，，它正在使使用納米切切割機(jī)和真真空吸塵器器來(lái)清除血血管中的沉沉積物納米機(jī)器人人在清理血管中的有有害堆積物---中國(guó)國(guó)科學(xué)院合合肥研究院的研究中國(guó)科學(xué)院院沈陽(yáng)自動(dòng)化所研制制研制的納米微操作作機(jī)器人在10×10微米的的基片上刻出的字字樣檢查體內(nèi)疾疾病重慶科研人人員開發(fā)的的“OMOM膠囊內(nèi)內(nèi)鏡系統(tǒng)””估計(jì)三三年內(nèi)可以以上市。該醫(yī)生長(zhǎng)得得像像一一顆膠囊，，把它吞進(jìn)肚肚里，消化道內(nèi)的的情景就可以像放放電影一樣在電腦腦屏幕上一目了了然納米機(jī)器人人進(jìn)入人體體消化系統(tǒng)工作示意意圖目前還只能能鉆進(jìn)人的的肚子里通過傳輸圖圖像“瞧病病”，還不不能治病。。機(jī)器人醫(yī)生生在未來(lái)三三年內(nèi)：當(dāng)機(jī)器人醫(yī)醫(yī)生發(fā)現(xiàn)可可疑病變組織后，立立即能伸出出“手”來(lái)來(lái)取樣進(jìn)行活活檢腎結(jié)結(jié)石石、、膽膽結(jié)結(jié)石石的的治治療療將納納米米機(jī)機(jī)器器人人以以插插入入導(dǎo)導(dǎo)管管的的方方式式引引入入到到尿尿道道或或膽膽道道里里內(nèi)內(nèi),直直接接到到達(dá)達(dá)結(jié)結(jié)石石所所在在的的部部位位,并并且且直直接接把把結(jié)結(jié)石石擊擊碎碎。二、用于于生生化化檢檢查查伊利利諾諾依依大大學(xué)學(xué)邁邁爾爾··斯斯特特拉拉諾諾(MichaelStrano)的的研研究究組組正研研究究用用碳納納米米管管驗(yàn)驗(yàn)血血。原理理：給給納納米米管管涂涂上上一一層層酶酶，，它它就就能能在在有有糖糖的的環(huán)環(huán)境境下下制制造造過過氧氧化化氫氫，，然然后后激激發(fā)發(fā)電電子子流流，，當(dāng)當(dāng)激激發(fā)發(fā)的的電電子子流流與與紅紅外外線線接接觸觸會(huì)會(huì)發(fā)發(fā)出出光光照照————這這是是納納米米管管的的一一種種獨(dú)獨(dú)特特反反應(yīng)應(yīng)。。碳納納米米管管有有奇奇異異的的電學(xué)學(xué)和和光光學(xué)學(xué)特特性性納米米管管（（數(shù)數(shù)以以千千計(jì)計(jì)））膠囊（（毛發(fā)發(fā)狀)植入皮皮下紅外光光照射射植植入物物光檢測(cè)可可見光光強(qiáng)度度三、跟跟蹤生生物體體內(nèi)活活動(dòng)美國(guó)伯伯克利利大學(xué)學(xué)的納納米研研究部部門的的崔屹屹先生生指出出：有的納納米顆顆粒具具有發(fā)發(fā)光功功能，科學(xué)學(xué)家們們把這這種納納米顆顆粒送送進(jìn)人人的組組織、、器官官內(nèi)，，然后后從人人體外外部向向內(nèi)照照射近近紅外外線，，納米米顆粒粒在體體內(nèi)會(huì)會(huì)發(fā)光光可以跟跟蹤了了解人人體細(xì)細(xì)胞的的變化化情況況，從從而達(dá)達(dá)到追追蹤病病毒等等效果果。科學(xué)家家們還還發(fā)現(xiàn)現(xiàn)癌細(xì)細(xì)胞特特別喜喜歡吃吃納米米顆粒粒，這這有助助于跟跟蹤癌癌細(xì)胞胞在人人體內(nèi)內(nèi)的活活動(dòng)四、智智能化化的納納米藥藥物傳傳輸系系統(tǒng)2006年年，麻麻省理理工學(xué)學(xué)院和和哈佛佛大學(xué)學(xué)的研研究者者制備備的納納米粒粒子進(jìn)進(jìn)入前前列腺腺癌細(xì)細(xì)胞中中靶向向傳輸輸化療療藥物物。在在小鼠鼠實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中方法靶向納米粒子治療非靶向納米粒子治療化學(xué)抗癌藥物docetaxel存活率100%57%14%把藥物物放入入磁性性納米米顆粒粒的內(nèi)內(nèi)部，，這些些顆粒粒就可可以自自由地地在血血管和和人體體組織織內(nèi)運(yùn)運(yùn)動(dòng)加外磁磁場(chǎng)導(dǎo)導(dǎo)向，，使其向病病變部部位聚聚集五、納納米馬馬達(dá)分子馬馬達(dá)是是目前前納米米醫(yī)療療器件件的重重點(diǎn)研研究項(xiàng)項(xiàng)目。。分子子馬達(dá)達(dá)是由由生物物大分分子構(gòu)構(gòu)成，，利用用化學(xué)學(xué)能進(jìn)進(jìn)行機(jī)機(jī)械做做功的的納米米系統(tǒng)統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)蛋白白、RNA聚合合酶、肌肌球蛋白白等都是是天然的的分子馬馬達(dá)佛羅里達(dá)達(dá)大學(xué)化化學(xué)系教教授譚蔚蔚泓最近在分分子馬達(dá)達(dá)研究領(lǐng)領(lǐng)域取