【正文】 可以相信,納米醫(yī)學(xué)工程將會(huì)成為納米科技的重要分支,并開創(chuàng)生物醫(yī)學(xué)工程新紀(jì)元。納米生物醫(yī)學(xué)工程正在出現(xiàn),我們無力將它阻擋。納米醫(yī)學(xué)工程的建立不僅是因?yàn)橛衅淦惹械男枰?而且也因?yàn)橛辛藢?shí)現(xiàn)的可能。我國(guó)發(fā)展納米生物學(xué)和納米醫(yī)學(xué)的現(xiàn)狀和發(fā)展策略目前,我國(guó)在納米生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的研究基礎(chǔ)還比較薄弱,通過采取各種激勵(lì)措施和各種研究計(jì)劃的實(shí)施,特別是國(guó)家自然科學(xué)基金委的納米技術(shù)重大研究計(jì)劃對(duì)納米生物和納米醫(yī)學(xué)項(xiàng)目的支持,我國(guó)在納米生物和納米醫(yī)學(xué)方面的研究狀況有了很大的改善,生物、醫(yī)學(xué)界的許多院、所相繼建立了有關(guān)納米技術(shù)的研究室,如中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院毒物藥物研究所和生物物理研究所等都設(shè)立了納米研究室,初步形成了一只較強(qiáng)的研究隊(duì)伍。研究人員成功合成了模擬骨骼亞結(jié)構(gòu)的納米物質(zhì),該物質(zhì)可取代目前骨科常用的合金材料,其物理特性符合理想的骨骼替代物的模數(shù)匹配,不易骨折,且與正常骨組織連接緊密,顯示出明顯的正畸應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。將納米纖維水凝膠作為神經(jīng)組織的支架,在其中生長(zhǎng)的鼠神經(jīng)前體細(xì)胞的生長(zhǎng)速度明顯快于對(duì)照材料。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),當(dāng)它插入活細(xì)胞時(shí),可探知會(huì)導(dǎo)致腫瘤的早期DNA損傷。研究人員做了一個(gè)雛形裝置,發(fā)揮芯片實(shí)驗(yàn)室的功能,它可以沿血流流動(dòng)并跟蹤像鐮狀細(xì)胞血癥和感染了愛滋病的細(xì)胞。此類細(xì)胞芯片還可以作細(xì)胞分類和純化等。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(即DNA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21世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程的前沿科技。具有較長(zhǎng)的體內(nèi)循環(huán)時(shí)間,并能在療效相 關(guān)部位持久存。具有較高的載藥量。目前,用作藥物載體的材料有金屬納米顆粒、生物降解性高分子納米顆粒及生物活性納米顆粒等。此外,有的物質(zhì)納米化后出現(xiàn)新的治療作用,如二氧化鈦納米粒子可抑制癌細(xì)胞增殖。無機(jī)納米顆粒作為新型的抗癌藥物為腫瘤治療提供了新的思路。 納米藥物直接以納米顆粒作為藥物的應(yīng)用之一是抗菌藥物。納米藥物與傳統(tǒng)的分子藥物的根本區(qū)別在于它是顆粒藥物。德國(guó)醫(yī)生嘗試借助磁性納米微粒治療癌癥,并在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中取得了較好療效?？茖W(xué)家正在為糖尿病人研制超小型的,模仿健康人體內(nèi)的葡萄糖檢測(cè)系統(tǒng)。中國(guó)醫(yī)科大學(xué)第二臨床學(xué)院把納米粒應(yīng)用于醫(yī)學(xué)研究,經(jīng)過4年的努力,完成了超順磁性氧化鐵超微顆粒脂質(zhì)體的研究。如今應(yīng)用納米技術(shù),可簡(jiǎn)便安全地達(dá)到目的。納米技術(shù)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用 診斷疾病在診斷方面，將應(yīng)用納米醫(yī)學(xué)技術(shù)手段，在診室內(nèi)進(jìn)行全面的基因檢查和特殊細(xì)菌涂層標(biāo)記物的實(shí)時(shí)全身掃描；檢測(cè)腫瘤細(xì)胞抗原、礦質(zhì)沉積物、可疑的毒素、源于遺傳或生活方式的激素失衡，以及其它以亞毫米空間分辨率制成所定目標(biāo)三維圖譜的特定分子。二是把其他領(lǐng)域的納米研究成果引入醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,如某種納米裝置在醫(yī)療和診斷上的應(yīng)用。納米醫(yī)學(xué)是一門涉及物理學(xué)、化學(xué)、量子學(xué)、材料學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)、生物學(xué)以及醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域的綜合 性交叉學(xué)科。實(shí)現(xiàn)納米醫(yī)學(xué)的必要條件是，要在分子水平上對(duì)人體有更為全面而詳盡的了解。目前,納米科技已經(jīng)取得一系列成果,正處于重大突破的前夜。1990年7月,第一屆國(guó)際納米科技會(huì)議的召開,標(biāo)志著納米科技的正式誕生。[引言] 納米技術(shù)的基本概念是用單個(gè)原子、分子制造和操作物質(zhì)的技術(shù),幾乎涉及現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)的所有領(lǐng)域,世界各國(guó)都把納米技術(shù)列為重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目,投入巨資搶占納米技術(shù)戰(zhàn)略高地.[關(guān)鍵詞]納米醫(yī)學(xué)?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】顧寧． 納米技術(shù)與應(yīng)用[M]．人民郵電出版社2002 曹茂盛． 納米材料導(dǎo)論[M]． 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2001第五篇：納米論文納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用[摘要]納米醫(yī)學(xué)是納米技術(shù)與醫(yī)藥技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,納米醫(yī)學(xué)研究在疾病診斷和治療方面顯示出了巨大的應(yīng)用潛力。當(dāng)今重視發(fā)展納米技術(shù)的國(guó)家很可能在21世紀(jì)成為先進(jìn)國(guó)家。三、前景展望經(jīng)過幾十年對(duì)納米技術(shù)的研究探索，現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)能夠在實(shí)驗(yàn)室操縱單個(gè)原子，納米技術(shù)有了飛躍式的發(fā)展。日本的各個(gè)大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)界也紛紛以各種方式投入到納米技術(shù)開發(fā)大潮中來。歐洲在涂層和新儀器應(yīng)用方面處于世界領(lǐng)先地位。由于量子尺寸效應(yīng)，納米半導(dǎo)體微粒的吸收光譜一般存在藍(lán)移現(xiàn)象，其光吸收率很大，所以可應(yīng)用于紅外線感測(cè)器材料。因此在儲(chǔ)熱材料、納米復(fù)合材料的機(jī)械耦合性能應(yīng)用方面有其廣泛的應(yīng)用前景。（二）磁學(xué)性質(zhì)，在這情況下，感應(yīng)法讀出磁頭和普通坡莫合金磁電阻磁頭的磁致電阻效應(yīng)為3%，已不能滿足需要，而納米多層膜系統(tǒng)的巨磁電阻效應(yīng)高達(dá)50%，可以用于信息存儲(chǔ)的磁電阻讀出磁頭，具有相當(dāng)高的靈敏度和低噪音。納米材料的位錯(cuò)密度很低，位錯(cuò)滑移和增殖符合FrankReed模型，其臨界位錯(cuò)圈的直徑比納米晶粒粒徑還要大，增殖后位錯(cuò)塞積的平均間距一般比晶粒大，所以納迷材料中位錯(cuò)滑移和增殖不會(huì)發(fā)生，這就是納米晶強(qiáng)化效應(yīng)。與傳統(tǒng)晶體材料相比，納米材料具有高強(qiáng)度——硬度、高擴(kuò)散性、高塑性——韌性、低密度、低彈性模量、高電阻、高比熱、高熱膨脹系數(shù)、低熱導(dǎo)率、強(qiáng)軟磁性能?！娟P(guān)鍵詞】納米材料；納米技術(shù)；應(yīng)用有人曾經(jīng)預(yù)測(cè)在21世紀(jì)納米技術(shù)將成為超過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和基因技術(shù)的“決定性技術(shù)”，由此納米材料將成為最有前途的材料。未來納米陶瓷發(fā)展的方向主要有以下幾個(gè)方面：（1）納米陶瓷粉體新的制備方法和工藝條件的研究與開發(fā)；開發(fā)高效率、低成本的制備技術(shù)；（2）納米粉體形成納米陶瓷的反應(yīng)機(jī)理研究；（3）智能化敏感陶瓷元件計(jì)算機(jī)用光纖陶瓷材料、計(jì)算機(jī)硬盤和高穩(wěn)定性陶瓷電容器；（4）研究納米粉體對(duì)環(huán)境的污染機(jī)理，做好應(yīng)用過程中的環(huán)境保護(hù)；（5）加速納米粉體的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)程。所以其在墻地磚及衛(wèi)生潔具的應(yīng)用有著十分廣闊的前景和重要的環(huán)保意義。將納米液態(tài)聚合硅均布于陶瓷表面，經(jīng)高溫處理后得到具有納米量級(jí)膜層的陶瓷。原因在于隨著追求降低半導(dǎo)體元件的工作電壓和增加多層陶瓷電容單位體積效率，多層陶瓷電容器內(nèi)層厚度降低，總層數(shù)增加。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)它們的厚度介于20~23nm時(shí)，其壓電效率提高了100％。納米陶瓷晶體結(jié)構(gòu)上沒有對(duì)稱中心，具有壓電效應(yīng)。初步臨床表明，采用這種材料治療可以大大延長(zhǎng)病人的壽命。而且彈性模量接近天然骨，極大地改善了材料的力學(xué)相容性和生物相容性，為臨床制作人工關(guān)節(jié)、人工牙齒及牙種植體開辟了新途徑。Erbe等用納米技術(shù)制備出納米磷酸鈣，它不僅可以作為骨髓細(xì)胞的細(xì)胞骨架，還可以加速細(xì)胞的形成。生物材料、臨床應(yīng)用材料隨著納米材料研究的深入，納米生物陶瓷材料的優(yōu)勢(shì)將逐步顯現(xiàn)，其強(qiáng)度、韌性、硬度以及生物相容性都有顯著提高。另外以納米陶瓷粉體為基體，利用其致密速度快、燒結(jié)溫度低和良好的界面延展性，在燒結(jié)過程中控制顆粒尺寸在200—500nm的的最佳范圍，可以獲得具有良好超塑性的納米陶瓷材料。納米陶瓷具有高韌性的性能，提高了陶瓷材料的抗沖擊性能，可有效提高主戰(zhàn)坦克復(fù)合裝甲的抗彈能力，增強(qiáng)速射武器陶瓷襯管的抗腐蝕性和抗沖擊性；由防彈陶瓷外層和碳納米管復(fù)合材料作襯底，可制成堅(jiān)硬如鋼的防彈背心。采用等離子氣相化學(xué)法制備陶瓷納米粉體材料具有許多優(yōu)點(diǎn):a、等離子體中具有較高的電離度，可以得到多種活性組分，有利于各類反應(yīng)的進(jìn)行；b、等離子體反應(yīng)空間大，可以使相應(yīng)物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)完全；c、與激光誘導(dǎo)氣相沉積法相比，等離子氣相化學(xué)法更容易工業(yè)化。3激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相法(LICVD法)激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉積(Laser Indueed Chemical Vapor DePosition LICVD)法是利用反應(yīng)氣體分子對(duì)特定波長(zhǎng)激光束的吸收而產(chǎn)生熱解或化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)成核生長(zhǎng)形成超細(xì)粉末。蒸發(fā)凝聚法的缺點(diǎn)是裝備龐大，設(shè)備投資昂貴，且不能制備高熔點(diǎn)的氧化物和碳化物粉體，所得粉體一般粒徑分布范圍較寬。目前已發(fā)展出多種蒸發(fā)凝聚技術(shù)手段制備納米陶瓷粉體，這些方法大體上可分為：真空蒸發(fā)法、氣體蒸發(fā)法等。納米材料隨著電場(chǎng)頻率的下降，介質(zhì)的多種極化都能跟上外加電場(chǎng)的變化，介電常數(shù)增大。納米非晶氮化硅(粒徑大約15nm)的電導(dǎo)比常規(guī)非晶氮化硅高。因此，納米材料的電學(xué)性能(如電導(dǎo)、介電性、壓電性等)與常規(guī)材料存在明顯的差別。除磁結(jié)構(gòu)和磁化特點(diǎn)不同外，納米晶材料顆粒組元小到納米級(jí)，具有高的矯頑力，低的居里溫度，顆粒尺寸小于某一臨界值時(shí)，具有超順磁性等。納米相Al2O3，紅外吸收譜在400～1000cm1波數(shù)范圍內(nèi)有一個(gè)寬廣的吸收帶，與A12O3單晶相比，紅外吸收峰有明顯的寬化，其中對(duì)應(yīng)單晶的637cm1和442cm1的吸收峰。將該材料用于太陽(yáng)能熱水器，可使其集熱效率提高一倍以上，而散熱損失下降到現(xiàn)在的30％。由于材料的體積密度較小，氣孔尺寸很小，這時(shí)氣孔壁的數(shù)目趨于“無窮多”。其原因是納米非晶氮化硅的結(jié)構(gòu)與常規(guī)晶態(tài)Si3N4有很大差別，前者是由短程有序的非晶態(tài)小顆粒構(gòu)成的，它們之間的界面占很大比例，界面原子的排列較之非晶顆粒內(nèi)部更為混亂。納米晶TiO2經(jīng)800℃燒結(jié)后，維氏硬度H=630，斷裂韌度Kic(Mpam1/2)，空隙度為10％；而1000℃燒結(jié)后，H=925，Kic=，空隙度為5％。硬度和斷裂韌度：對(duì)納米晶TiO2進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在室溫壓縮時(shí)，納米顆粒已有很好的結(jié)合，高于500℃很快致密化，而晶粒大小只有稍許的增加，所得的硬度和斷裂韌度值與單晶TiO2或粗顆粒壓縮體的相應(yīng)值比，性能相當(dāng)或更好。英國(guó)著名材料科學(xué)家卡恩在Nature雜志上撰文道：“納米陶瓷是解決陶瓷脆性的戰(zhàn)略途徑。但是，由于傳統(tǒng)陶瓷材料質(zhì)地較脆，韌性、強(qiáng)度較差，因而使其應(yīng)用受到了很大限制。我們對(duì)納米材料的認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要不斷的探索和研究。研究表明，人的牙齒之所以具有很高的強(qiáng)度，是因?yàn)樗怯辛姿徕}等納米材料構(gòu)成的。利用磁性，人們已經(jīng)將磁性超微粒制成用途廣泛的磁性液體。具體的光學(xué)性質(zhì)是當(dāng)黃金被分割到小于光波波長(zhǎng)的尺寸時(shí)，即失去了原有的富貴光澤而呈黑色。當(dāng)互補(bǔ)的微粒在溶液中存在時(shí)，黃金微粒會(huì)緊緊地結(jié)合在一起，改變懸浮液的顏色。還有，納米組件有很大的表面積，這能夠使它們成為理想的催化劑和吸收劑等，并且在放電能和向人體細(xì)胞施藥方面派上用場(chǎng)。美國(guó)國(guó)納米技術(shù)計(jì)劃初期研究的重點(diǎn)是，在分子尺度上具有新奇的特性并且系統(tǒng)、物理和化學(xué)性能有明顯提高的材料。也就是說，納米技術(shù)不只是向小型化邁進(jìn)了一步，而且是邁入了一個(gè)嶄新的微觀世第頁(yè) 界。例如，美國(guó)國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)曾經(jīng)發(fā)布的一份研究報(bào)告就描述了這些設(shè)想的特種新奇材料的特性。利用這項(xiàng)技術(shù)的目的是在納米尺寸上操縱物質(zhì)，以創(chuàng)造出具有全新分子組織形式的結(jié)構(gòu)。有些納米材料（如納米金剛石）經(jīng)過表面改性和分散，可以均勻分布到聚合物的熔融體中，經(jīng)過噴絲、冷卻形成具有特殊功能的納米纖維，添加比列很低，但每根短纖維上有成千上萬個(gè)納米顆粒。量子尺寸效應(yīng)帶來的能級(jí)改變、能隙變寬，使微粒的發(fā)射能量增加，光學(xué)吸收向短波長(zhǎng)方向移動(dòng)（藍(lán)移），直觀上表現(xiàn)為樣品顏色的變化，如CdS微粒由黃色逐漸變?yōu)闇\黃色，金的微粒失去金屬光澤而變?yōu)楹谏?。由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為小尺寸效應(yīng)。這是由于納米材料具有顆粒尺寸小、比表面積大、表面能高、表面原子所占比例大等特點(diǎn)，以及其特有的三大效應(yīng)：表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。納米Si02可以改性多種高分子材料，通常對(duì)聚合物的機(jī)械性能如拉伸強(qiáng)度、彈性模量、斷裂伸長(zhǎng)率，以及熱穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)力學(xué)行為、光學(xué)行為等都有較大影響。同時(shí)由于納米粒子尺寸小于可見光波長(zhǎng), 復(fù)合材料具有高的光澤度和良好的透明度。張啟衛(wèi)等利用溶膠凝膠法制備了PMMA/納米SiO2復(fù)合材料[29]。納米SiO2粒子呈顆粒狀均勻分布在PPS 基體中, 尺寸在10～40 nm 范圍內(nèi)。靳奇峰等采用懸浮液共混法制備了納米SiO2填充新型雜萘聯(lián)苯聚醚酮(PPEK)復(fù)合材料[26]。形貌分析出粒子的存在不影響復(fù)合材料的結(jié)晶相。加入少量的納米SiO2后, LLDPE 薄膜對(duì)長(zhǎng)波紅外線(7～11 μm)的吸收能力較純LLDPE 膜有顯著提高, 透光率略有下降, 但霧度提高。楊勇等的研究表明, 采用納米SiO2改性后的PI 其熱穩(wěn)定性得到加強(qiáng), 熱膨脹系數(shù)得到降低[20]。 納米SiO2/聚碳酸酯材料聚碳酸酯具有較好的透明性, 較高的硬度, 以及較強(qiáng)的蠕變性。由于聚硅