纳米技术治疗范文
时间：2023-12-14 17:39:44
导语：如何才能写好一篇纳米技术治疗，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
近十年来，包含纳米材料和纳米技术研究在内的纳米科技在生物学及医学领域应用成为目前研究重点之一，涉及细胞和生物分子分离纯化、药物和基因传输、肿瘤治疗、DNA 结构研究、磁共振成像(MRI) 增强、生物荧光标记、病原体和蛋白质等生物分子的检测、组织工程学等。在肿瘤内科诊疗领域则广泛用于药物传输体系和基因治疗研究，和作为探针用在生物检测开发方面。
1 纳米颗粒对细胞膜作用
为认识纳米颗粒的生物效应，了解纳米颗粒对细胞膜作用具有非常重要的意义。纳米颗粒尺寸比生物体细胞、红血球小得多，甚至小于细菌十至数十倍，与病毒尺寸接近，许多化学和生物反应过程均可在此层面上发生进行。纳米颗粒作用细胞膜主要表现为颗粒的膜上吸附、跨膜转运及其在作用过程中对细胞膜及膜上生物分子的影响。胞膜满布多种生物分子，纳米颗粒可影响成膜脂质分子及膜上其他生物大分子（蛋白等）结构和性质，导致膜生物分子结构变化，如纳米颗粒吸附致脂质分子重组，颗粒表面拓扑结构刺激膜上肌动蛋白伸展等。颗粒作用所导致的生物分子的变化可能是不可逆的，也可能是可逆变化，最终可致胞膜整体变化，包括结构和性质两方面：
1.1 膜结构的变化：纳米颗粒吸附致胞膜本身都将经历膜脂质分子重构和强烈的曲率变化过程。纳米颗粒吸附致膜厚度、有序度、单脂分子面积变化，甚至在膜上形成孔洞，最终可能会影响细胞活性。吸附还可造成胞膜弯曲，与细胞诸多活动密切相关。
1.2 膜性质的变化：带电纳米颗粒吸附导致胞膜上不同磷脂分子的分相，进而对细胞信号转导产生影响。纳米颗粒的作用还可能影响磷脂膜的其他一些性质，如表面张力、跨膜势、扩散系数等。分析细胞膜性质变化，有助于理解纳米颗粒胞膜作用机理。
2 纳米技术与肿瘤诊断、疗效监测
利用纳米技术，建立健全低丰度生物样本富集及微弱信号检测方法。
2.1 生物分子检测：检测DNA 和蛋白质对于肿瘤分子分型诊断以及疗效检测评价均极为重要。目前利用聚合酶链式反应(PCR)扩增荧光染色标记检测DNA 分子的分析方法存在某些本质缺陷，PCR 扩增过程常常会导致DNA 表达的失真。免疫染色检测蛋白质的传统则明显存在灵敏度不高和重复性差的特点。具更高灵敏度生物分子检测手段对于肿瘤内科临床的治疗方案制定与评价至关重要。生物检测关键是通过抗体、DNA等识别分子实现对靶标分子的捕获。这一过程中生物分子识别的效率是实现高灵敏生物检测的基础。纳米颗粒由于其较小的尺寸、较高的反应活性、优异的物理性质以及这些性质的可调控性，使其在制备用于蛋白质、核酸分子检测的生物亲和性传感器方面受到广泛关注，可以利用其建立新的检测方法以改善目前的检测方法所存在的缺陷，因而具有良好的应用前景。
2.2 细胞及生物分子的分离纯化：细胞及生物分子如蛋白质等的分离技术正在快步走向肿瘤内科临床。科学家利用纳米磁性颗粒成功分离出人体骨髓中癌细胞，利用原子力显微镜在纳米水平揭示肿瘤细胞形态特点。
目前细胞分离技术研究可明显提高稀有细胞(如抗原特异性B 细胞和T 细胞及稀有性外周血循环肿瘤细胞) 的分离纯度和分离效率的有效方法。大多数靶细胞存在浓度极低，这些细胞高纯度分离仍困难。目前方法仍然存在选择性较差且不易大规模进行的诸多不足。不过，新出现的基于纳米技术的磁性分离方法已成为生物学和临床医学上一种重要的细胞和蛋白质选择性分离技术，可大批量分离获得高纯度靶细胞，并且已经应用于临床。
3 纳米技术与药物治疗
以纳米粒作为载体的药物克服了传统药物的许多缺陷和无法解决的问题。纳米粒作为新型载体，具有很多优势，如无免疫原性、细胞毒性，有较高的基因转移效率，可获得靶基因的长期稳定表达，因此在抗肿瘤药、输送抗原或疫苗方面有着广泛应用前景。
3.1 靶向药物输送体系：药物输送体系的尺度大小有效输送相关药物至细胞内部的关键，血管自身孔径仅允许直径小于50nm 药物自由进出，而直径小于100nm 药物可穿透细胞膜进入其内部发挥疗效。仅有人工合成纳米输送系统能够较好的满足这一要求。药物溶解性是影响药物疗效的另一个重要因素，由于纳米颗粒较小的尺寸，使得纳米颗粒能够较为有效地进入细胞内部。纳米颗粒较大的比表面积使其能够有效结合、吸附及输送其它化合物如小分子药物、多肽、蛋白质及核酸分子，而且其较大的比表面积赋予纳米颗粒所负载的药物分子良好的药物动力学特性及其在靶向组织器官中优异的生物分散性，进而可以有效的提高药物疗效。纳米颗粒具有优先聚集于靶向位点的特性，这一特性使其所负载的药物在健康的组织器官部位的浓度较低，从而可以最大程度地降低纳米颗粒及药物本身的毒副作用。而且，纳米颗粒可以有效提高疏水药物在含水介质中的溶解性，使疏水药物能够适合于进行非肠道给药治疗。纳米颗粒还可以有效提高多种药物如疏水药物分子、多肽及寡聚核苷酸的稳定性。此外，生物可降解的纳米输送体系可以大幅度提高药物的生物相容性，并可在最大程度上降低药物本身的超敏反应。
篇2
关键词纳米晶块体材料制备非晶晶化机械合金化深过冷
DEVELOPMENTOFBULKMETALNANOMETERMATERIALSPREPARATIONTECHNOLOGIESANDTHEIRESTIMATE
ABSTRACTOnthebasisofthesummarizationofbulkmetalnanocrystallinematerialspreparationmethods,twopotentialtechnologies:supershortfalsecurrentdirectcrystallizationmethodandhighundercoolingdirectcrystallizationmethodareproposed.Intheend,thedevelopmentandapplicationprospectsofvariousmethodsarealsoestimated.
KEYWORDSbulknanometermaterial,preparationofmaterials,crystallizationofamorphousalloys,mechanicalalloying,highundercooling
Correspondent:ZhangZhenzhongNorthwesternPolytechnicalUniversity,StatekeyLaborotryofSolidificationProcessingXi''''an710072
自80年代初德国科学家H.V.Gleiter成功地采用惰性气体凝聚原位加压法制得纯物质的块状纳米材料后［1］，纳米材料的研究及其制备技术在近年来引起了世界各国的普遍重视。由于纳料材料具有独特的纳米晶粒及高浓度晶界特征以及由此而产生的小尺寸量子效应和晶界效应，使其表现出一系列与普通多晶体和非晶态固体有本质差别的力学、磁、光、电、声等性能［2］，使得对纳米材料的制备、结构、性能及其应用研究成为90年代材料科学研究的热点。为使这种新型材料既有利于理论研究，又能在实际中拓宽其使用范围，探索高质量的三维大尺寸纳米晶体样品的制备技术已成为纳米材料研究的关键之一。本文综述国内外现有块状金属纳米材料的制备技术进展，并提出今后可能成为块状金属纳米材料制备的潜在技术。
1现有块状金属纳米材料的制备技术
1.1惰性气体凝聚原位加压成形法
该法首先由H.V.Gleiter教授提出［1］，其装置主要由蒸发源、液氮冷却的纳米微粉收集系统、刮落输运系统及原位加压成形(烧结)系统组成。其制备过程是：在高真空反应室中惰性气体保护下使金属受热升华并在液氮冷镜壁上聚集、凝结为纳米尺寸的超微粒子，刮板将收集器上的纳米微粒刮落进入漏斗并导入模具，在10-6Pa高真空下，加压系统以1～5GPa的压力使纳米粉原位加压(烧结)成块。采用该法已成功地制得Pd、Cu、Fe、Ag、Mg、Sb、Ni3Al、NiAl、TiAl、Fe5Si95等合金的块状纳米材料［3］。近年来，在该装置基础之上，通过改进使金属升华的热源及方式(如采用感应加热、等离子体法、电子束加热法、激光热解法、磁溅射等)以及改良其它装备，可以获得克级到几十克级的纳米晶体样品。纳米超饱和合金、纳米复合材料等也正在利用此法研究之中。目前该法正向多组分、计量控制、多副模具、超高压力方向发展。
该法的特点是适用范围广，微粉表面洁净，有助于纳米材料的理论研究。但工艺设备复杂，产量极低，很难满足性能研究及应用的要求，特别是用这种方法制备的纳米晶体样品存在大量的微孔隙，致密样品密度仅能达金属体积密度的75%～90%，这种微孔隙对纳米材料的结构性能研究及某些性能的提高十分不利。近年来，尽管发展了一些新的纳米粉制备方法如电化学沉积［4］、电火花侵蚀(sparkerosion)［5］等方法，但与这些方法相衔接的纳米粉的分散、表面处理及成型方法尚未得到发展。
1.2机械合金研磨(MA)结合加压成块法
MA法是美国INCO公司于60年代末发展起来的技术。它是一种用来制备具有可控微结构的金属基或陶瓷基复合粉末的高能球磨技术：在干燥的球型装料机内，在高真空Ar2气保护下，通过机械研磨过程中高速运行的硬质钢球与研磨体之间相互碰撞，对粉末粒子反复进行熔结、断裂、再熔结的过程使晶粒不断细化，达到纳米尺寸［6］。然后、纳米粉再采用热挤压、热等静压等技术［7］加压制得块状纳米材料。研究表明，非晶、准晶、纳米晶、超导材料、稀土永磁合金、超塑性合金、金属间化合物、轻金属高比强合金均可通过这一方法合成。
该法合金基体成分不受限制、成本低、产量大、工艺简单，特别是在难熔金属的合金化、非平衡相的生成及开发特殊使用合金等方面显示出较强的活力，该法在国外已进入实用化阶段。如美国INCO公司使用的球磨机直径为2m，长3m，每次可处理约1000kg粉体，这样的球磨机1993年在美国安装有七座，英国安装有二座，大多用来加工薄板、厚板、棒材、管材及其它型材。近年来，该法在我国也获得了广泛的重视。其存在的问题是研磨过程中易产生杂质、污染、氧化及应力，很难得到洁净的纳米晶体界面，对一些基础性的研究工作不利。
1.3非晶晶化法
该法是近年来发展极为迅速的一种新工艺，它是通过控制非晶态固体的晶化动力学过程使晶化的产物为纳米尺寸的晶粒。它通常由非晶态固体的获得和晶化两个过程组成。非晶态固体可通过熔体激冷、高速直流溅射、等离子流雾化、固态反应法等技术制备，最常用的是单辊或双辊旋淬法。由于以上方法只能获得非晶粉末、丝及条带等低维材料，因而还需采用热模压实、热挤压或高温高压烧结等方法合成块状样品［8］。晶化通常采用等温退火方法，近年来还发展了分级退火［9］、脉冲退火［10］、激波诱导［11］等方法。目前，利用该法已制备出Ni、Fe、Co、Pd基等多种合金系列的纳米晶体，也可制备出金属间化合物和单质半导体纳米晶体，并已发展到实用阶段。此法在纳米软磁材料的制备方面应用最为广泛。值得指出的是，国外近年来十分重视块体非晶的制备研究工作，继W.Klement、H.S.Chen、H.W.Kui等采用真空吸铸法及合金射流法制备出Mg-La-TM、La-Al-TM、Zr-Al-TM系非晶块体之后，近几年日本以Inoue为代表的研究小组在非晶三原则指导下，又成功地采用合金射流成形及深过冷与合金射流成形相结合的方法制备了厚度分别为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］系的非晶块体。我国北京科技大学的何国、陈国良最近也采用合金射流成形法获得8mmZr65Al7.5Cu17.5Ni10［17］的非晶块体，这些研究结果为该法制备及应用块体纳米材料注入了极大生机。
该法的特点是成本低，产量大，界面清洁致密，样品中无微孔隙，晶粒度变化易控制，并有助于研究纳米晶的形成机理及用来检验经典的形核长大理论在快速凝固条件下应用的可能性。其局限性在于依赖于非晶态固体的获得，只适用于非晶形成能力较强的合金系。
1.4高压、高温固相淬火法
该法是将真空电弧炉熔炼的样品置入高压腔体内，加压至数GPa后升温，通过高压抑制原子的长程扩散及晶体的生长速率，从而实现晶粒的纳米化，然后再从高温下固相淬火以保留高温、高压组织。胡壮麒等利用此法已获得4×3(mm)的Cu60Ti40及3×3(mm)的Pd78Cu6Si16晶粒尺寸为10～20(nm)的纳米晶样品［18，19］。该法的特点是工艺简便，界面清洁，能直接制备大块致密的纳米晶。其局限性在于需很高的压力，大块尺寸获得困难，另外在其它合金系中尚无应用研究的报道。
1.5大塑性变形与其它方法复合的细化晶粒法
1.5.1大塑性变形方法
在采用大塑性变形方法制备块状金属纳米材料方面，俄罗斯科学院R.Z.Valiev领导的研究小组开展了卓有成效的研究工作，早在90年代初，他们就发现采用纯剪切大变形方法可获得亚微米级晶粒尺寸的纯铜组织［20］，近年来他们在发展多种塑性变形方法的基础上，又成功地制备了晶粒尺寸为20～200(nm)的纯Fe、Fe-1.2%C钢、Fe-C-Mn-Si-V低合金钢、Al-Cu-Zr、Al-Mg-Li-Zr、Mg-Mn-Ce、Ni3Al金属间化合物、Ti-Al-Mo-Si［21-23］等合金的块体纳米材料。
1.5.2塑性变形加循环相变方法
1996年我国赵明、张秋华等［24］将碳管炉中氩气保护下熔炼的Zn78Al22超塑性合金，经固溶处理后通过小塑性变形和循环相变(共析转变)，获得了晶粒尺寸为100～300(nm)的块状纳米晶体。
该方法与其他方法相比具有适用范围宽，可制造大体积试样，试样无残留缩松(孔)，可方便地利用扫描电镜详细研究其组织结构及晶粒中的非平衡边界层结构，特别有利于研究其组织与性能的关系等特点并可采用多种变形方法制备界面清洁的纳米材料，是今后制备块体金属纳米材料很有潜力的一种方法。如将此法与粉末冶金及深过冷等技术相结合，则可望利用此法制备金属陶瓷纳米复合材料［21］，并拓宽其所能制备的合金成份范围。
除以上主要方法外，近年来还发展的有喷雾沉积法、离子注入法等块体金属纳米材料制备技术，在此不再一一赘述。
2直接制备块状纳米晶的潜在技术
2.1脉冲电流直接晶化法
近年来，关于脉冲电流对金属凝固组织的影响已屡见报道：80年代，印度学者A.K.Mistra首先在Pb68Sb15Sn7共晶及Pb87Sb10Sn3亚共晶合金中通以40mA/cm2的直流电，发现凝固后组织明显细化［25］，M.Nakada等人在Sn85Pb15合金凝固过程中通脉冲电流后，也发现凝固组织细化且发生枝晶向球状晶转变［26］，J.P.Barnak等研究了高密度脉冲电流对Sn60Pb40和Sn63Pb37合金凝固组织的影响［27］。结果证实，脉冲电流可增加过冷度，并可使共晶的晶粒度降低一个数量级，且晶粒度随脉冲电流密度增加而降低。周本濂等不仅在实验上研究了脉冲电流对合金凝固组织的影响［28］，而且在理论上用经典热力学和连续介质电动力学对脉冲电流作用熔体的结晶成核理论和结晶晶粒尺寸的计算作了深入研究［29，30］，指出脉冲电流密度达到0.1GA/m2时，在理论上可获得大块纳米晶，按该理论对Sn60Pb40合金进行计算，结果与实验值基本一致。由于理论上要求的一些金属纳米化的临界脉冲电流密度在工程上能够达到且与实验值基本符合，加之脉冲电流的快速弛豫特点可限制纳米晶粒的长大，使作者相信，随着脉冲电流对金属凝固影响机制的进一步研究及实验装置的进一步完善，超短时脉冲电流处理在某些合金上有可能使熔体直接冷凝成大块纳米晶材料，并成为直接晶化法制备纳米晶材料的潜在技术之一。
2.2深过冷直接晶化法
快速凝固对晶粒细化有显著效果的事实已为人所知。急冷和深过冷是实现熔体快速凝固行之有效的两条途径。急冷快速凝固技术由于受传热过程限制只能生产出诸如薄带、细丝或粉体等低维材料而在应用上受到较大的限制。深过冷快速凝固技术，通过避免或清除异质晶核而实现大的热力学过冷度下的快速凝固，其熔体生长不受外界散热条件控制［31］，其晶粒细化由熔体本身特殊的物理机制所支配，它已成为实现三维大体积液态金属快速凝固制备微晶、非晶和准晶材料的一条有效途径［35］。由于深过冷熔体的凝固组织与急冷快速凝固组织具有很好的相似性［36］并且国外已在Fe-Ni-Al、Pd-Cu-Si［37］等合金中利用急冷快速凝固获得纳米组织，另外，近年来周尧和、杨根仓教授领导的课题组在Ni-Si-B合金中利用深过冷方法已制备出晶粒尺寸约为200nm的大块合金，并已探讨出多种合金系有效的熔体净化方法，加之作者近期又在Fe-B-Si系共晶合金中利用深过冷及深过冷加水淬方法成功地制备了几十～200nm,11×10(mm)的块状纳米材料，见图1a、图1b所示，因此有理由相信，通过进一步研究深过冷晶粒细化的物理机制，进而为深过冷晶粒的纳米化设想提供理论基础，同时研究出各种实用合金的熔体净化技术以及深过冷与其它晶粒细化技术相结合的复合制备技术，深过冷方法可望成为块体金属纳米材料制备新的实用技术。从目前的实验结果来看，深过冷晶粒细化的程度与合金的化学成分、相变类型、熔体净化所获得热力学过冷度的大小及凝固过程中的组织粗化密切相关。为进一步提高细化效果，除精心的设计合金的化学成分之外，发展更有效的净化技术是关键，另外探索深过冷技术与急冷、塑性变形及高压技术等相结合的复合细化技术，可望进一步拓宽深过冷直接晶化法制备纳米晶的成分范围。相信通过今后的不懈努力，该技术将会成为块状纳米晶制备的又一实用化技术。
3展望
纵观纳米材料的研究发展，不难看出，纳米材料的推广应用关键在于块体纳米材料的制备，而块体金属纳米材料制备技术发展的主要目标则是发展工艺简单，产量大适用范围宽，能获得样品界面清洁，无微孔隙的大尺寸纳米材料制备技术。其发展趋势则是发展直接晶化法纳米晶制备技术。
从实用化角度来看，今后一段时间内，绝大多数纳米晶样品的制备仍将以非晶晶化法和机械合金化法为主，它们发展的关键是压制过程的突破。此外在机械合金化技术中，尚需进一步克服机械合金化过程中所带来的杂质和应力的影响。对于能采用塑性变形等技术可直接获得亚微米级晶粒的合金系，拓宽研究系列，研究出与各种合金成分所对应的实用稳定的塑性变形及热处理工艺，并全面进行该类纳米晶材料的性能研究工作是此类技术走向实用的当务之急。
从长远角度来看，高压高温固相淬火、脉冲电流和深过冷直接晶化法以及与之相关的复合块状纳米材料制备技术及其基础研究工作，是今后纳米材料制备技术的研究重点。
相信随着块状纳米材料制备技术的不断研究和发展，在不远的将来会有更多的纳米材料问世，并产生巨大的社会、经济效益。
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篇3
环氧树脂（EP）具有良好的热稳定性、电绝缘性、粘结性、力学性能，成型工艺多样化，性价比较高，被广泛应用于航空/航天、电气/电子等领域[1-4].由于环氧树脂具有三维网状交联结构，此结构带来众多优点的同时，也赋予其固有的缺点，固化后质脆、耐冲击性较差和容易开裂等.利用环氧树脂制备的复合材料存在层间韧性不足，受到低速冲击后层间容易发生分层等问题，严重影响其使用寿命和范围，这就要求对环氧树脂进行增韧[5].当前，广泛采用的改性方法是向树脂中加入橡胶[6-7]或热塑性树脂[8]，通过反应诱导相分离形成分相结构[9-10]，实现对树脂基体的增韧.但是这些增韧成分的引入，增加了树脂体系的化学复杂性，带来了一系列问题.例如增韧剂要与原有树脂相匹配，改性剂的存在会导致树脂的工艺条件发生改变，对树脂的刚度、模量、湿/热等性能可能产生影响等[11].
近年来很多研究者采用无机刚性纳米粒子[11-16]对环氧树脂进行增强、增韧改性.这是因为纳米粒子的表面非配对原子多、活性高，很容易与环氧树脂中的某些官能团发生物理或化学作用，提高粒子与环氧树脂基体的界面结合能力，有助于降低聚合物键的能动性，因而可承担一定的载荷，具有增强、增韧的可能.而且，这种无机纳米颗粒的加入，对体系的物理化学性质没有明显影响，有利于保持现有树脂体系及其工艺条件不变.同时这种利用物理手段实现的强度韧性提升，由于不涉及化学计量，可以方便地选择增韧剂的使用量.
本研究以商用的聚氨酯-环氧树脂复合材料为基体，系统研究了几种无机微米/纳米粒子的添加对复合材料力学和热稳定性的影响，并对改性后复合材料的强韧化机理进行了初步讨论.
1实验部分
1.1原料
纳米SiO2，粒径：30 nm （杭州万景新材料有限公司，简写为NSI）.纳米SiC，50 nm；纳米MgO，30 nm；纳米Al2O3，30 nm （上海水田材料科技有限公司，分别简写为NSC，NMG和NAL）.微米Al2O3，1～3
SymbolmA@ m （郑州市海旭磨料有限公司，简写为LAL）.微米MgO，0.5～1
SymbolmA@ m （深圳晶材化工有限公司，简写为LSC）.聚氨酯改性环氧树脂粘结剂（商业原料，缩写为PUEP），其主剂和固化剂分别标示为PUEPM和PUEPS.
2结果与讨论
2.1颗粒组成和含量对复合材料拉伸剪切强度的
影响
图1为无机颗粒组成和含量与复合材料拉伸剪切强度的关系曲线.从图1可以看出，向PUEP体系加入无机颗粒后，其拉伸剪切强度均先增加后降低，最佳添加量均为2%.在该加入量时，2%LMG改性PUEP复合材料的拉伸剪切强度相比未添加的PUEP复合体系增加了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%.这是因为无机颗粒经硅烷偶联剂处理后其表面带有活性基团，颗粒可以充分接枝在基体上.此外，纳米粒子较小的粒径和较大的比表面积，提高了纳米粒子和基体的相容性.因此纳米粒子和基体之间可以有更好的应力传递，增强材料的强度和韧性.当无机颗粒的添加量逐渐增多时，其在基体中的分散性变差，易团聚，从而降低了复合材料的力学性能[18].
同时可以看出，纳米颗粒对PUEP复合体系力学性能的提高显著高于微米颗粒，其增加量均在50%以上.这可能是由于纳米粒子尺寸小、比表面积大以及表面的物理和化学缺陷多， 与高分子链产生了物理或化学交联点，能有效提高两者之间的结合力，使高分子链刚性增加，从而导致PUEP体系的拉伸剪切强度显著增加[18-19].
图2为无机颗粒质量分数为2%时所得无机颗粒改性PUEP复合材料的应力应变曲线.从图中可以看出，PUEP复合体系的应力应变曲线呈现典型的韧性断裂，曲线上分别出现了弹性变形区、弹塑性变形区、塑性变形区和屈服点等特征区域，其层间剪切模量
的数值约为574 GPa（应力应变曲线的直线部分的斜率）.
从图中还可以看出，微米颗粒的添加并不改变PUEP复合体系的断裂方式，但使该体系各变形阶段的模量显著下降（2%LMG对应的层间剪切模量的数值约为380 GPa，2%LAL为270 GPa，应力应变曲线直线部分的斜率），同时弹性变形区域逐渐缩短（应力应变曲线的直线部分）.而纳米颗粒的添加不仅能改变PUEP复合体系的断裂方式，使其由韧性断裂改为类似于陶瓷材料的脆性断裂（应力应变曲线的主要部分），同时弹性变形区大幅增加，但弹性模量大幅降低（不同组成纳米颗粒添加所得无机颗粒改性PUEP复合材料弹性模量在50～60 GPa之间变化）.
从上述数据可知，对于无机颗粒而言，其在添加量为2%时，可以获得最佳的增韧效果，故而，下一步研究中，无机颗粒的添加量固定为2%，研究材料粒径和组成对复合材料拉伸强度的影响.
2.2颗粒组成对复合材料拉伸强度的影响
表1为无机颗粒添加对复合材料拉伸强度的影响.从表中可以看出，无机颗粒的加入能提高PUEP体系的拉伸强度.对比微米颗粒和纳米颗粒对PUEP体系拉伸强度的影响可知，纳米颗粒可以显著提高复合材料的拉伸强度，其中纳米SiC的增强效果最为显著，提高率可达73.7%.
2.3纳米颗粒组成对复合材料热稳定性的影响
图3为不同纳米颗粒在添加量为2%时所得复合材料在Ar气氛下的热重（TG）曲线和微分热重（DTG）曲线.从图3（a）可以看出，不同组成的复合材料在Ar气氛中的热失重过程相似，失重残余量均约为6%左右.但不同失重率对应的温度均随无机颗粒种类的变化而变化，这表明添加无机颗粒对PUEP体系的热稳定性具有一定的影响.
表2给出了不同复合材料在5%，50%和80%失重，以及在失重速率最大时对应的温度（DTG曲线的峰值）.从表中可以看出，相比基体PUEP，添加不同组成的纳米颗粒对复合材料的热稳定性有不同影响.其中添加2%纳米SiC时所得复合材料不同失重率下对应的温度较基体提高了4～8 oC，但在失重速率最大时对应的温度与基体接近.其它组成纳米无机颗粒的添加基体的热稳定性能的影响不确定.
从图3（b）可以看出，PUEP试样有两个峰值，这表明基体中官能团的分解可以大致分为2个步骤.添加纳米颗粒后，SiO2和Al2O3导致第一个失重峰强度增加，而SiC和MgO导致第一个峰强度稍微降低.而第二个峰的变化随纳米颗粒的添加发生明显位移.结合表2可以看出，SiO2和Al2O3的添加导致复合材料在最大失重速率对应的温度升高了16～30 oC.这也表明在相同的实验条件下，由于纳米颗粒表面的性质不同，偶联剂与颗粒表面的结合性存在一定差异，导致偶联剂在纳米颗粒表面化学结合的数量不同.众所周知，偶联剂的官能团可与基体树脂的官能团发生化学反应，从而提高树脂基体的“牢固度”[19-20].而偶联剂数量不同和结合的紧密程度不同，导致复合材料的热稳定性存在一定差异.
由于添加2%纳米SiC时所得复合材料不同失重率下对应的温度较基体提高了4～8 oC，因而下一步主要讨论纳米SiC添加所得复合材料的微观形貌.
2.4纳米SiC添加对复合材料微观形貌的影响
图4为纳米SiC不同含量所得复合材料的断面形貌.从图中可以看出，PUEP体系的断裂有明显的起伏和撕裂现象，其裂纹形状以规则的平行状为主，属于韧性断裂.随着纳米SiC添加量的增加，试样的断面先逐渐变平整，并且出现了微裂纹和微孔，这表明此时复合材料呈现某种程度的脆性断裂.但当纳米SiC的添加量等于4%时，断面又出现了明显的起伏和撕裂现象，这表明该复合材料的断裂方式又呈现某种程度的韧性断裂.
从图中还可以看出，纳米SiC颗粒的形状是以圆球形为主，其在图4（b）和图4（c）中的分散性比较均匀，但是随其含量的增加，纳米SiC颗粒开始发生团聚，在添加量为4 %的时候可以明显地看到团聚的情况，使得在发生断裂的时候团聚的颗粒是以直接拔出的方式发生断裂，并不能有效起到传递载荷和消耗能量的作用，将导致复合材料的韧性开始下降，这与图1和表1的结果一致.
3纳米无机颗粒的强韧化机理探讨
无机颗粒对基体的增韧机理可视为弥散强化增韧.在基体中加入刚性的第二相颗粒时，在基体材料受拉伸时，颗粒会阻止其横向截面收缩，同时当裂纹扩展过程遇到颗粒时，刚性颗粒会阻止其进一步扩展，这两种作用均促使材料断裂需要消耗更多的能量，因此起到增强增韧的作用[20].从图4（a）中观察到的纳米颗粒阻止裂纹扩展的现象支持了这一说法.
如果以拉伸过程为例来考察纳米复合材料强度提高的机理，可以发现，当复合材料受到的拉伸应力达到或超过应力集中处所能承受的最大主应力时，就开始形成孔隙，成为材料的缺陷.由于材料的强度与材料缺陷尺寸成反比[20].而经过表面改性的无机颗粒表面存在一层硅烷偶联剂，当无机颗粒加入PUEP复合体系中后，无机颗粒与PUEP基体之间会形成一个过渡层[20].拉伸过程中有效缺陷尺寸近似地取决于分散后“过渡层”结构的尺寸，并且随着拉伸的继续，孔隙呈椭圆形长大.粒子越细且分散越好，有效缺陷尺寸也就越小，复合材料的强度也就越高.因此，当添加的颗粒由微米改为纳米时，复合材料的层间剪切强度和拉伸强度大幅增加（见表1）.
同时由于纳米颗粒与基体间“过渡层”结构的存在，导致两者结合性良好，这种良好的结合性会引发周围基体发生更多的屈服变形，钝化了基体材料拉伸过程中的银纹扩展效应，增大银纹扩展阻力，阻止裂缝形成，保持了材料完整性，也从而达到了增强增韧目的.从图4可以看出，图4（a）和（b）中存在少量银纹，而在图4（c）和（d）中则没有观察到银纹，这也表明，复合材料中纳米颗粒可以钝化银纹的扩展效应，从而起到强化的目的.
4结论
本文通过机械搅拌混合法制备了微/纳米粒子改性的聚氨酯-环氧树脂基复合材料，研究了无机颗粒组成和含量对基体力学性能和热稳定性的影响，探讨了复合材料的强韧化机理.得出的主要结论如下：
1） 相比微米颗粒，纳米粒子的加入能显著提高基体的层间剪切强度和拉伸强度，降低基体的层间剪切弹性模量，同时改变基体的断裂方式.当SiC纳米颗粒的添加量为2%时，所得复合材料的层间剪切强度和拉伸强度分别达到44.7 MPa和56.56 MPa，相比基体提高约88%和74%.
篇4
中药现代化的核心是中药的“有效、安全、可控”。现阶段将纳米技术应用于中药的研发是中药现代化发展的重要方向之一。
1 纳米技术
纳米技术(Nanotechnology)是一门在0.1～100 nm空间尺度内操纵原子和分子，对材料进行加工、制造具有特定性能的产品，或对物质进行研究、掌握其原子和分子的规律和特征的高新技术学科［1］。被认为是“今后十年最可能使人类发生巨大变化的十项技术”之一。现代研究表明，药物在生物体内的起效时间、作用强度和持续时间除了与药物本身的化学结构有关外，还与药物的物理状态密切相关。而改变药物的单元尺寸是改变其物理状态的有效方法，当药物粒子的粒径在纳米尺寸分布时，粒子的表面积和化学式将显著增大，呈现出新奇的物理、化学和生物学特性［2］。因此，在中药研究中应用纳米技术，可能使药物活性和生物利用度提高，甚至产生新的特性，有利于新产品的开发，改变中药剂型过于老化、单一的现状，从而实现中药现代化。1998年徐辉碧等学者率先提出了“纳米中药”的概念［3］，并在这方面进行了卓有成效的探索和研究。纳米中药是指运用纳米技术制造的粒径小于100 nm的中药有效成分、有效部位、原药及其复方。
2 在中药研究中的优势
2.1 提高药物生物利用度
从药物学原理来说，药物的溶出速度与药物的颗粒比表面积呈正相关，而比表面积与颗粒粒径成反比。因此，药物的粒径越小，则其表面积越大，越有助于药物有效成分的溶出。采用纳米技术加工中药，其颗粒达到超细粉末的水平，比表面积显著增强，药物在胃肠道里的溶解度明显增加，从而增加药物的生物利用度，并加快药物起效时间［4］。此外，由于纳米粒的黏附性及小的粒径，既有利于延长局部用药时滞留性的增加，也有利于延长药物与肠壁接触时间，加大接触面积，从而提高药物口服吸收的生物利用度［5］。采用纳米技术加工，可使植物的细胞壁破碎，易于有效成分的渗出［6］。
2.2 增强组织靶向性，降低毒副作用
通过选用对机体组织或病变部位亲和力不同的载体制作载药纳米微粒，使药物能够输送到期望治疗的特定部位，实现药物的靶向给药。纳米级的载药微粒进入机体后，大部分被单核—吞噬系统(MPS)摄取，分布在淋巴、血液、肝、脾、骨髓等器官中。有研究证实，毫微粒(1～1000 nm)载药系统可使给药量的80%集中于肝脏，并进入肝细胞，对肿瘤和肝病的治疗有重要意义。而且，载药纳米微粒迅速聚集于肝、脾等网状内皮系统的主要器官，还使由于治疗药物的非特定聚集而引起的毒性被降低［7］。
2.3 运载药物通过生物屏障
纳米载体可以增加药物对生物膜、不同种类的黏膜和细胞膜的通透性，使其可以通过某些生理屏障，到达重要的靶位点，治疗一些特殊部位的病变［8］。例如纳米粒子经过适当的修饰，可以通过血脑屏障，把药物定向地输送到中枢神经系统而发挥作用。
2.4 缓释功能
一些半衰期短的药物因需要每天重复给药，可能会因患者的顺应性较差或无意识的漏服而影响治疗效果。中药的纳米制剂可以延长药物的体内半衰期；并还具有缓释功能，甚至可根据人体需要控制释放速度及释放部位［9］。
2.5 改变中药药性，发现新功能
中药纳米化后可能导致升级物的理化性质、生物活性及药理性质发生重要变化，甚至改变中药药性，产生新的功效。周云中等观察到普通的牛黄有清热解毒、熄风止痉、化痰开窍的作用，但是牛黄加工到纳米级水平，其理化性质和疗效发生了惊人的变化，并具有极强的靶向作用，甚至可以治疗疑难绝症［10］。
2.6 改变给药途径，丰富中药剂型
中药的给药途径主要是口服，应用纳米微粒作为载体，将打破传统的给药方式，目前在一些合成药制剂领域已逐渐使用的与纳米概念有关的制剂技术，如固体分散技术、包合技术、乳化技术、脂质体制备技术、聚合体纳米制备技术等。纳米技术在中药制剂中的应用，将极大地丰富中药的剂型。如将中药制成毫微囊，或制成纳米粉针剂，或将水溶性小及难溶的药物加工成纳米颗粒，还可将中药制成高效透皮释放制剂、口服控释剂、含片、干粉吸入剂、鼻喷雾剂、舌下速溶片，以及植入制剂和微乳剂、脂质体等多种剂型［10］。丰富的剂型选择，可大大提高中药的稳定性和疗效，降低毒副作用。
3 结语
纳米技术是一门新兴的、多学科交叉的技术领域，在中药现代化中引入纳米技术是时展的需要。尽管纳米中药尚处于起步阶段，其研制开发存在许多问题，但是我们相信，随着纳米技术在各个领域中的应用不断取得成功，在中医药学领域中的应用也会逐步呈现蓬勃发展的态势。纳米技术将中药研究提升到探讨物理性状，化学结构和生物活性三者之间关系的高度，为中药发展提供新的动力，带来全新的中药加工方法和工艺，从而加速传统中药向产业化、现代化、国际化发展，必将产生极其深远的影响。
参考文献
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篇5
目前,纳米技术已广泛应用于材料学、电子学等领域,并逐渐向生物医学领域渗透。2000年,杨氏等[1]在通过研究不同粒径(≤100、150、200、500 nm)的矿物中药雄黄和石决明(纳米、微米和常态)对药效的尺寸效应后认为,利用改变中药颗粒的单元尺寸(使其小到一定程度)以改变其物理状态,可以显著改变中药制剂产生的药理效应,并由此首次提出了纳米中药的概念。此后,国内学者开始了纳米技术在中药领域的应用研究,并取得了一些突破性进展,申请了许多有关纳米中药的专利。纳米技术的应用对中药的研究和开发产生了巨大的推动作用。
1 纳米技术应用于中药研究与开发的意义
1.1 有助于对中医药基础理论研究的突破
1.1.1 揭示中药“归经”的实质 中药归经是中药选择性地归属于机体疾病状态的某些脏腑经络的属性,是药物作用的定位概念。传统的归经理论没有阐明归经所依据的经络、脏腑的实质,随着时代的发展,它已经难以继续指导中药新药的研究和开发。中药归经理论的进一步研究应该是全面探讨归经的物质基础,并从分子水平阐明这一理论所涉及的现代生理、生化、药理、病理等问题,揭示归经的实质。目前,中药归经理论实验研究的其中一类思路是观测中药有效成分在体内的分布及作用部位[2]。随着纳米中药粒子或纳米中药微胶囊的发明,可以利用其控释效应,使中药有效成分恒速稳定地作用于动物模型或人体的作用器官或特定靶组织,并较长时间地维持其有效的浓度,从而较好地确定药物主要作用的某些生理系统,揭示中药归经的实质。
1.1.2 进一步完善中药“升降沉浮”理论
中药的“升降沉浮”是指药物作用于人体的趋势。升降沉浮作为用药的基本原则,它与临床治疗有着密切的关系。在临床治疗时,需根据药物升降沉浮的不同特性选用相应的药物。传统理论认为,代赭石、半夏等能引药向下,作用趋势向下；人参、黄芪等能益气升提,作用趋势向上；金银花、细辛等可作升浮药；大黄、黄连等可作沉降药。因此,我们可以将纳米级的这些中药作用于生理器官,跟踪其作用趋向,确定其“升降”或“沉浮”。
1.1.3 揭示“五脏相音”的实质
五脏相音理论认为,五脏相应于不同的声音,五脏脾、肺、肝、心、肾相应于五音宫、商、角、徵、羽,可以根据人们声音的变化,以作为诊断和治疗的依据,提示应当进行何种经络调理和饮食调理,最终达到治未病的目的[3]。2004年,德国gimzewski教授[4]在《science》杂志上发表了其研究成果,利用原子力显微镜(atomic force microscope)精确地测知了单细胞细胞壁上的任何振动,并把它们转换为声音,开创了基于纳米水平的细胞声学,也开创了一个新的高科技研究领域——声音与疾病的关系。这与《黄帝内经》中论述的宏观意义上的脏腑声音、辨色听音察体诊断疾病、以声音区分阴阳并进行饮食和经络调理以达到治未病的理论具有惊人的相似之处[5]。因此,纳米技术的应用,将可能揭开中医“五脏相音”理论的神秘面纱,以更好地指导中药新药的研究和开发。
1.2 有助于提高制剂质量和水平,促进中药新产品的开发
1.2.1 改善传统制剂工艺,丰富中药剂型,提高制剂质量和水平
采用传统的水提或醇提的制剂工艺容易破坏中药的生物活性成分及有效成分,而一些与纳米技术相关的制剂技术的应用,如分子包合技术、脂质体技术、固体分散技术、固体脂质纳米粒技术、聚合物纳米粒技术和微乳技术等,不仅可以极大地丰富中药传统的以汤、丸、散、膏、丹为主的剂型,引入高效透皮释放制剂、口服控释片、口服含片、干粉吸入剂、鼻喷雾剂、舌面速溶片以及植入制剂、微乳剂和脂质体等多种新剂型,也将显著地提高中药制剂的质量和水平,如可以极大地提高制剂的混合均匀性、分剂量准确性以及可压性。
1.2.2 增加新功效,促进中药新产品的开发
纳米中药的量子尺寸效应和表面效应将导致其物理化学性质、生物活性及药理性质发生根本的变化,从而赋予传统中药全新的药效,拓展治疗范围[3]。例如,纳米化后的牛黄和灵芝都呈现普通牛黄和普通灵芝不具有的药效。若将纳米中药应用到保健品或化妆品中,将促进中药材保健品、化妆品工业的发展,拓展中药的使用范围。此外,若将纳米中药作病毒诱导物,将可能实现不含抗生素的长效广谱抗菌功效和抗病毒功效,开发出新一代的广谱抗菌药物。总之,纳米技术在中药领域的应用,对加速中药新药的研制与开发具有重要的意义。
1.2.3 促进中药制剂的标准化和国际化,提升中药的市场竞争力
中药的多种新剂型,可以使其使用方法更符合现代医学标准,利于其在国际市场上的推广。将纳米技术引入中药的研究与开发,能在纳米中药的制药技术、药效等诸方面建立一系列具有自主知识产权的专利技术和创新方法,能使中药的质量评价有国际化的标准,从而有助于提升中药的市场竞争力。
1.3 有助于提高中药的生物利用度和疗效
中药一般都含有较多的木质素、纤维、胶质、脂肪、糖类等,用传统方法粉碎往往难以达到细胞破壁,影响了中药材中有效成分的浸出,妨碍了药物在生物体内的吸收。中药粒子的纳米化可以使细胞破壁,大大提高中药有效成分的渗透性或溶解度,提高药物的生物利用度；还可以利用纳米化的中药所具有的缓释功能和靶向给药功能,提高药效。另外,也可以利用中药的纳米包覆技术,改变一些中药制剂的亲水亲油性,提高中药的临床疗效。这将有利于减少用药量,节约有限的中药资源。
2 存在的问题
2.1 与中医“辨证用药”原则相悖
中药复方的药理作用机理较复杂,往往多元反应同时进行。中药从单味药到组合成方,不仅量变,而且质变,中药在不同复方中的功效可能有所不同,这与药物在不同的复方中可能发生不同的化学反应有关。随着纳米技术的应用,中药成分之间的某些物理化学反应将受到控制或发生根本性的变化,使得药物脱离了复杂的化学环境或使化学环境更加复杂,导致中药有效成分和药效的不确定性,并影响药物的稳定性,从而可能改变药物的功效,与中医“辨证用药”的原则相悖。
2.2 与中医药“价廉”的特点相悖
纳米技术在中药制备领域的应用将极大地提高其生产成本,势必会影响到中药的销售价格,使原本以质优价廉取胜的中药因价格因素而难以推广,也会影响到我国具有中国特色的医疗卫生保障体系的建设。
2.3 一些基础性研究工作有待加强
①纳米中药制备的理论与技术研究,包括适合中药制药行业使用的系列超细颗粒装备及配套设备的研制和产业化工作；②纳米中药质量评价和质量控制方法研究,建立纳米中药药理、疗效、病理学和毒理学的理论与系统评价方法；③纳米中药新产品开发的理论和技术研究以及产业化推广工作。
3 结语
纳米技术是21世纪最具发展前景的领域之一,它给中医药的现代化提供了新的思路和方法。随着纳米技术在中药研究与开发领域的一些应用基础研究上获得突破,它必将极大地促进中药现代化的进程。
【参考文献】
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篇6
这是一个小型印刷厂车间,面积只有70平方米左右,不到两节地铁车厢那么大。车间有七名女性和一名男性工人,每天的工作是将一种白色涂料喷到有机玻璃板上。
不幸很快就降临在这些工人的身上:七名女工相继发病,其中两名女工去世。
在2009年9月号的《欧洲呼吸杂志》(European Respiratory Journal)上,首都医科大学附属朝阳医院(下称朝阳医院)医生宋玉果及其同事发表研究论文称,上述女工“所患的可能是‘一种与纳米材料有关的疾病’”。
这大概是全球首宗关于纳米颗粒可能致命的临床毒理病例报告。论文的发表,在国际学术界引发了一场小型“地震”。无论那些与纳米技术有关的学术会议,还是科学新闻网站和科学家博客,中国女工之死和纳米安全都是激烈争论的话题。
喷涂车间悲剧
从研究论文披露的情况看,七位女工的年龄在18岁至47岁之间,平均不到30岁,在车间工作的时间从5个月至13个月不等。患病之前,她们的身体健康状况良好。
2007年1月至2008年4月期间,这几位女工被送到朝阳医院职业病与中毒科救治。这个科室专业水准较高,其医生经常被派往中国各个地方,协助处理血铅超标、重金属污染等职业安全事件。
女工们的症状比较类似。所有病人的肺部都受到严重损害,并且有胸腔积液,脸上、手上和胳膊也都出现了严重的瘙痒皮疹。其中,有四位女工体内的器官组织还面临缺血缺氧的危险。
无论对于患者,还是对于医生,治疗过程都令人煎熬。胸腔积液反复出现,常用的治疗方法均告失效。
最终,一名19岁的病人在接受外科手术16天之后去世;另外一名29岁的病人在症状出现后的第21个月,死于呼吸衰竭。
负责诊断和治疗这些女工的,是朝阳医院职业病与中毒科副主任医师宋玉果。根据医院网站的介绍,他多年来从事尘肺、有毒化学物中毒的诊治和临床研究。
宋玉果及其同事开始追究女工们患病的原因,并将嫌疑对象锁定为那个印刷厂车间的工作环境。
该车间所使用的原料是一种象牙白色的聚合物材料――聚丙烯酸酯混合物。聚丙烯酸酯作为一种黏合剂,广泛运用于建筑、印刷和装修材料中,被认为毒性很低。不过,为了让材料更加结实和耐磨,制造商有时会加入硅、锌氧化物、二氧化钛等金属纳米颗粒。
1纳米等于1米的十亿分之一,大致相当于人头发丝直径的数万分之一。通常,粒径在100纳米以下的材料,均被称为纳米材料。
七名女工和一名男工被分为两组,每天工作8个至12个小时。工人们每天要将大约6000克聚丙烯酸酯混合物,用勺子涂到机器的底盘上;这些混合物随即被高压喷射装置喷涂在聚苯乙烯材质的有机玻璃板上;然后,有机玻璃板在75摄氏度至100摄氏度的温度下被加热烘干。
车间只有一扇门,没有窗户。喷射装置附带有一个燃气排气口,对喷涂过程中产生的烟雾起到一定的排除作用。
女工们发病以后,来自中国疾病预防控制中心、北京疾病预防控制中心、当地疾病预防控制中心的流行病学专家,以及朝阳医院的医生,对这家印刷厂的工作环境进行了调查。
在喷射装置燃气排气口的吸气口中,专家们找到了累积的尘埃粒子。女工们发病前五个月,燃气排气口发生了故障。由于室外温度很低,车间的门也经常被关闭。专家们推断,在这期间,车间内的空气流动非常缓慢甚至处于静止。
这些工人都是工厂附近的农民,没有任何职业安全卫生知识。她们所得到的惟一用来保护自己的工具,就是棉纱口罩。而且,她们工作时只是偶尔戴戴。
据工人们反映,在喷涂过程中,经常会有一些原料喷溅到他们的脸上和胳膊上。惟一的一名男性工人在工作三个多月后离开,并没有显示出任何症状。在其他车间工作的工人,其中包括女工们的亲属,也没有出现类似症状。
研究论文没有透露这家印刷厂的名称及其所在地区。在朝阳医院的办公室,宋玉果也谢绝了《财经》记者的采访。
女工之死谜团
在女工们的肺部和胸液中,均发现了直径约30纳米的颗粒。而这般尺寸和形态的颗粒,同样存在于她们接触的喷涂材料之中。
此外,女工们出现了罕见的非特异性间质性肺炎,以及奇特的肺部增生组织――异物肉芽肿等症状。这些症状与纳米材料毒理的动物实验结果相似。
宋玉果及其同事因此认为,很可能是纳米颗粒导致这些女工发病甚至死亡。
但不少专家对这一结论持有保留态度。
9月1日至3日,在北京举行的中国国际纳米科技会议上,多位专家提及宋玉果及其同事的论文。
美国纳米健康联盟(Alliance for NanoHealth)主席、得克萨斯大学医学中心教授毛罗法・拉利(Mauro Ferrari)告诉《财经》记者,这篇论文非常重要,但他不认同作者关于纳米颗粒导致工人患病和死亡的分析。
法拉利说,要确定纳米颗粒与疾病之间的关系,首先应该分析纳米颗粒的组分,确认这些颗粒来自工作环境;即便病人肺部的纳米颗粒来自工作环境,在没有对照试验的情况下,也很难证明这些纳米颗粒一定是女工患病的罪魁祸首。
他还强调,这家印刷厂的工作环境恶劣而封闭,有毒化学品和气体充斥其中,工人们又没有好的保护措施。这些因素对于工人患病和死亡究竟有怎样的作用,都值得推敲。
对于论文中的一个推论――纳米颗粒进入工人身体的途径是吸入和皮肤接触,中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室主任赵宇亮表示,这并不总是正确的。他强调,通过吸入方式进人体内是可能的,但是纳米颗粒穿过皮肤直接进入生物体内的证据还很少。
美国麻省大学洛厄尔分校健康与环境学院助理教授迪米特尔・贝罗(Dhimiter Bello)因故取消了行程,未能到北京参加此次学术会议。但他通过电邮对《财经》记者说,在工人肺部和工作环境中都发现纳米颗粒,只能说明纳米颗粒有可能是一个致病因素。实际上,从论文提供的信息来看,并不能排除其他的可能致病因素。例如,喷涂过程中用到的聚合物材料在高温下的降解产物,也可能是主要或者惟一造成女工患病的原因。
在贝罗看来,这场悲剧或许不应归咎于纳米颗粒,而应怪罪车间内原始的、不人道的工作条件,“这是一次警醒,无论(悲剧)是否与纳米颗粒相关,工作场所的暴露条件都应当被控制在安全范围内。在这方面,中国还有很长的路要走。”
美国加州大学洛杉矶分校纳米毒理研究中心主任安德烈・内奥教授(Andre Nel)也说,在这起事件中,工人们没有得到应有的生产安全保障,政府部门应该负起监督的责任,以保证生产过程中不会产生对人体和环境有害的物质。
实际上,论文本身也承认了研究存在局限:由于缺乏环境监测数据,无法弄清印刷厂车间纳米颗粒的浓度;纳米颗粒的组成也不清楚。
此外,令宋玉果及其同事疑惑的是,究竟是特定的纳米颗粒,还是所有纳米颗粒都有可能致病?如果的确是纳米颗粒导致那些女工患病,对其他在工作中也会接触纳米颗粒的工人来说,又意味着什么?
如今,关于女工之死的研究论文已经成为了纳米技术研究者们的一个热点话题。据《财经》记者了解,欧洲和美国还有科学家打算组成一个专家小组,到中国开展调研,并希望取到样品回去研究。
诱人前景与安全隐患
不管纳米颗粒是否被确认为几位女工悲惨命运的元凶,纳米技术的安全性问题都因此再度引发各界关注。
纳米技术正在走进人们的生活。从一桶涂料、一瓶防晒霜到一件衣服,都有可能用到纳米技术。
纳米材料颗粒小、表面积巨大,会显示出很多独特的物理化学性质,从而在电子、光学、磁学、能源化工、生物医学、环境保护等领域有巨大的应用前景。例如,很多纳米材料都可用作涂料,替代那些强毒性的化学物质;用碳纳米管等纳米材料改良电池,可以推动电动汽车的发展,使电力更持久等。
纽约一家名为“卢克斯研究”的市场分析公司称,2007年销售的纳米技术相关产品,价值约1470亿美元。到2015年,这一数字可能突破3万亿美元。
纳米技术在展现出诱人前景的同时,其安全性问题也进入了人们的视野。
随着纳米材料的大规模应用,研究人员和工人容易暴露在纳米颗粒浓度较大的实验室或生产车间之中。此外,普通公众也可能暴露在纳米颗粒之下:涂料、化妆品等产品中用到的纳米材料,可能在产品损坏或分解时释放。
这些纳米颗粒物可能经过呼吸道吸入、胃肠道摄入、药物注射等方式进入人体,并经过淋巴和血液循环,转运到全身各个器官。
根据多项流行病学研究,空气中的细颗粒物,尤其是纳米级别的颗粒物,浓度的大量增加会导致死亡率的增加。伦敦大雾曾经导致居民大量死亡,就是一个被经常引用的案例。
那么,人造的纳米材料进入人体后,是否会导致特殊的生物效应,并对人体健康构成危害呢?从理论上说,纳米物质由于尺寸小,与常规物质相比更容易透过人体的各道屏障;由于表面积大,也可能有更多毒害人体的方式。
朝阳医院的宋玉果在8月31日《健康报》发表文章说,相关的动物实验研究发现,许多纳米物质具有明显的毒性,其中研究较多的为碳纳米管、纳米二氧化钛等。一些纳米物质还被认为可致动物肺脏、肝脏、肾脏和血液系统等损伤。
对于与纳米物质相关的疾病,宋玉果称之为“纳米相关物质疾病”。当然,他也表示,公众不必为纳米物质相关疾病感到恐慌,不是所有纳米颗粒物都有毒性。
动物毒理性实验的结果,也不能简单地推到人的身上。但由于科学界对纳米安全性的研究刚刚开始,几乎没有任何相关人体毒理性资料――这也是宋玉果及其同事的论文引起国际科学界高度关注的一个原因。
中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室主任赵宇亮告诉《财经》记者,目前开展过安全性研究的纳米材料只有十几种,还非常有限。但他相信,随着研究队伍的壮大和研究投入的加大,将来必定可以从大量的数据积累中寻找到一些规律。
在国际上,纳米安全性研究的热潮大约始于2003年。《科学》和《自然》等著名学术杂志纷纷发表文章,探讨纳米材料与纳米技术的安全问题:纳米颗粒对人体健康、自然环境和社会安全等是否有潜在的负面影响。
这之后,各国明显增加了纳米安全性方面的研究。美国的国家纳米技术计划(NNI)将总预算的11%投入纳米健康与环境研究。欧盟每年支持三个左右与此相关的项目,每个项目的经费规模在300万至500万欧元之间,而欧盟各个国家还有自己国内支持的纳米安全性项目。
中国在极力推进纳米技术研究和产业化的同时,也开展了纳米安全性的研究。其中,中国科学院在2001年就开始筹建纳米生物效应与安全性实验室。科技部在2006年启动了为期五年的国家重点基础研究发展计划(即“973”计划)项目“人造纳米材料的生物安全性研究及解决方案探索”,经费2500万元,首席科学家由赵宇亮担任。
不过,赵宇亮告诉《财经》记者,与美国和欧盟相比,中国在纳米安全性研究上的投入只是“一个零头”。
政治决策与公共参与
中国科学家在纳米安全性方面的研究工作,得到了国际同行的认可。其中,在每年召开的与纳米毒理学相关的国际会议上,几乎都会邀请中国科学家作大会报告。赵宇亮还与其他科学家共同主编了第一本纳米毒理学英文专著。美国纳米健康联盟主席法拉利称,中国科学家是纳米毒理学研究领域的领导者之一。
不过,令赵宇亮感到尴尬的是,美国国家纳米技术协调办公室的官员曾经问他,包括美国、欧盟、英国、日本等很多国家的相关管理部门,都发表了对于纳米技术安全性的调研报告、方针和策略,为什么中国没有?对此,赵宇亮不知如何回答是好。
在美国和欧盟,纳米技术及其安全性已经成为政治家们关心的话题之一。它们的环保部门、国家科学与技术委员会,以及其他政府研究机构,会通过白皮书等文件形式,发表政府层面对于纳米安全性问题的见解。
其中,2001年,美国在国家科学技术委员会之下建立了国家纳米技术协调办公室,负责协调政府层面之间的纳米研究计划。而纳米研究项目的成果,会通过这个办公室反馈给其他政府机构,帮助科学研究去影响政府决策。
2009年3月,美国食品药品监督管理局(FDA)还了一份有关纳米技术的合作倡议。该局将与纳米健康联盟旗下的八个研究机构合作,以加快建立保障纳米医疗产品安全可靠的有效体系。法拉利告诉《财经》记者,在实验室研究结果与安全性评估的关联,以及纳米技术相关药物的审批等方面,美国食品药品监督管理局都做了很多工作。
相比之下,纳米安全性在中国似乎局限于科学研究的阶段,政府部门仍然保持沉默。
对于纳米技术的研究和产业化,各国都在积极支持。其原因正如美国《环境健康展望》杂志所称,科学界普遍认为,纳米材料和纳米技术对于社会是十分有益的,能够提供更好的药物、更强更轻的产品、对环境更友好的能源和环境技术。
与此同时,为了获得公众对于纳米技术发展的支持,各国也需要在纳米安全性方面进行更多的研究,同时鼓励公众参与。在中国纳米国际科技会议的闭幕式上,法拉利也特地呼吁加大公众在纳米安全性研究上的参与程度。
实际上,关于纳米技术发展的“风险预防”原则,在欧洲和美国等地正深入人心――人们希望在纳米技术等新技术的风险出现之前,尽可能地提前进行防范和干预。而公众及早参与到纳米技术研究和政策的讨论,是“风险预防”实践的关键环节之一。
英国杜伦大学风险研究所负责人菲尔・麦克纳顿(Phil Macnaghten)教授告诉《财经》记者,要想避免纳米技术重蹈转基因技术的覆辙,让公众从“上游”参与讨论影响纳米技术的研究和政策,或许是一个有效的办法。如果等到技术发展之后再让公众在“下游”参与,可能为时已晚,“很难改变公众业已形成的印象和认识”。
篇7
1.纳米材料的特性
当一种物质被不断切割至一定程度，其粒子小至纳米量级，即为纳米材料。科学家发现纳米材料有许多鲜为人知的性质，比如体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电限效应等。而出现许多特性：光学性质、催化性质、化学反应性质、硬度高、可塑性强、高比热和热膨胀、高导电率和扩散性、高磁化率和高矫顽力等。正由于纳米材料具有诸如上述的性质，为生物医学、药学等许多领域带来新的生机。
2.纳米技术在生物医学中的应用
2.1生物兼容性物质的开发
在生物医学中应用纳米技术，可以使得材料生物的相容性得到最大限度的提升，同时还能够降低生物的毒性、增强生物的传导性从而使得材料生物可以最大限度的满足生物组织的需求，达到生物组织规定的标准。纳米技术应用到生物医学中，衍生出各种纳米材料，如纳米无机金属生物材料，这种材料不具有毒副作用，其与人体的组织具有相容性，有利于人体相关组织的生长。同时纳米具有较强的生物活性，能够对人体的血液进行有效的净化处理，将人体中的有毒物质排出人体的体外，从而使得人体的抵抗力得到进一步的提升，降低人体患病的可能性。
另外，相关的生物医学研究学者利用纳米技术已经研制出一种新型的骨骼亚结构纳米材料，这种材料在实际的临床应用中应用较为广泛，现如今已经成功的取代了原有的合金材料，并且其他成功研制的纳米材料也在临床中得到了应用，可以说，在生物医学领域中，纳米技术无处不在。
2.2 DNA纳米技术
DNA纳米技术主要是依据DNA的理化性质来实现对纳米技术的合理设计和应用，这种DNA纳米技术在实际的应用中，主要是用来实现对分子的组装，在对DNA进行复制的过程中，也能够应用这种技术实现对碱基各种特性的体现，同时也能够使得遗传信息的多样性得到最大限度的体现，在纳米技术进行设计的过程中，所遵循的原理也包括这几方面的特性和内容。
3.纳米技术在药学领域中的应用
3.1纳米控释系统改善药动学性质
将药物制成纳米制剂后，不但达到缓控释效果，而且改变其药物动力学的特性。比如有人以环抱素A为模型药物，以硬脂酸制备了纳米球以市售CYA微乳型口服液为对照，测得口服CYA-SA-NP在大鼠体内相对利用度接近80%，达峰时间推迟，具有明显效果。还有人以链脉霉素糖尿病大鼠为模型，皮下注射胰岛素纳米囊实验，其结果降糖作用持续3天，且在药物吸收相具有明显的量效关系。本品3天一次与一天3次的常规胰岛素疗效相当。
3.2纳米释药系统增强药物靶向性
纳米材料生物相容性好，采用可生物降解的高分子材料作药物载体制成纳米释药系统，可增强抗肿瘤药物靶向性，就相关的阿霉素免疫磁性毫微粒的体内磁靶向定位研究可以了解到，AIMN具有超顺磁特性，在给药部位近端和远端磁区均能产生放射性富集，富集强度为给药量的60%-65%，同时其在脏器的分布显著减少，从而证实了AIMN具有较强的磁靶向定位功能，为靶向治疗肿瘤奠定了结实的基础。
3.3纳米技术在药理学研究上的应用
在药理学研究上，人们可以利用尖端直径小到可以插入活细胞内而又不严重干扰细胞正常生理过程的超微化传感器或纳米传感器用以获得活细胞内大量的动态信息，反映出机体的功能状态并深化对生理及病理过程的理解，为药理学研究提供精确的细胞水平模型。
4.展望
纳米技术属于一种新型的学科技术，在未来的社会发展中，这种技术将会对生物医学以及药学领域带来更为积极的影响，在未来的社会中，这种技术的应用会使得生物医药与药学领域之间的联系性得到进一步的加强，就这方面来说，这项技术在生物医学以及药学领域中的应用主要包括以下几个方面：
（1）在未来的生物医学以及药学领域中，对于分子的研究会更加的深入，而其对于分子的要求也会进一步的提升，而纳米技术的应用就会进一步的提高分子之间相互的作用效果，从而实现对分子的有效组装，而且其在未来的社会发展中，主要的应用方向会是细胞器结构细节以及自身装配机理上等方面。
（2）随着纳米技术的深入发展，这种技术在应用于生物医学以及药学领域中后，会使得诊断以及检测技术的水平更上一层楼，同时这种技术的应用也会在微观上以及微量上实现有效的应用，并且在未来的发展中，这种技术也会逐渐向着功能性以及智能化的方向发展，以实现生物医学以及药学领域各项技术功能水平的提升，还会使得生物医学以及药学领域在管理上实现智能化和数字化，从而对生物医学以及药学领域的发展形成有效的推动作用。
（3）纳米技术在未来的生物医学中以及药学领域中会实现靶向性的转变，纳米技术会将药物的作用进行有效的转向处理，在一定程度上可以将药物的药效得到最大限度的提升，同时也能够对药物的成本进行有效的降低，从而推动生物医学以及药学的发展。
篇8
纤维桩：口腔医院座上宾
这个小东西是口腔医院的“座上宾”——当我们口腔里发生了龋齿，牙齿慢慢被腐蚀掉，当被腐蚀的部分到达牙根处就会伴有钻心的疼痛感。医生先对患牙进行修整，杀死牙根管暴露在外的神经，然后进行完善的根管治疗，在确认牙根没有炎症的情况下，就要用到这个小东西，它就是在医院的口腔科或牙科诊所里用作龋齿桩核修复的重要“零部件”——纤维桩。牙科医生首先会把一个纤维桩插入到牙根管里，然后在上面堆砌树脂核，光固化后预备至所需形态，再加上牙冠，最终通过打磨塑造成真牙的形状。
“过去，医院大多用的是金属铸造桩，时间长了，不仅会因其腐蚀性导致牙齿变灰暗，而且今后如果做核磁共振等医疗检查时也会受到影响。而纤维桩通过采用先进的纳米技术和复合材料成型工艺，克服了这些问题。”欧亚瑞康公司工作人员在展台上向观展者们介绍着这款新产品。
无论是金属铸造桩还是纤维桩，所起到的作用都相当于盖房子时打下的地基。在实际治疗操作中，纤维桩可以通过树脂类粘接剂与根管牙本质之间达到很高的粘接强度，延长修复体的使用寿命、减少根折的发生，有利于牙齿的保存和失败后的再修复。
由于具有独特的力学、美学和操作性能，纤维桩进入中国市场以来，受到了国内医生的一致认可和好评，在临床上广泛地得到了应用。目前，北京欧亚瑞康公司生产螺纹纤维桩的技术成果将准备落户北京市怀柔区纳米科技产业园，并建成国内唯一一条年产100万支口腔修复材料、螺纹纤维桩生产线。同时，公司目前在十二五国家“863”计划、十二五国家科技支撑计划、2010年度国家中小企业创新基金及北京市创新基金的支持下，正在加大力度研发一体化纤维桩、光固化预成型体、纳米填料增强型光固化树脂、纳米氧化锆陶瓷和纳米纤维引导组织再生膜等新型纳米口腔修复关键材料。
纳米“小”显身手
据欧亚瑞康公司技术人员介绍，科博会上展出的这款纤维桩是一种主要由石英纤维与高分子环氧树脂构成的复合材料。两种结构、性质迥异的材料如何很好地复合在一起，成为这款产品的研发重点。
纳米技术，可以在不破坏石英纤维的高强度性能条件下，通过纳米技术，在石英纤维表面“接”上一些纳米基团，与具有可塑性的高分子环氧树脂表面的基团紧密“结合”起来，从而使整个纤维桩兼备高强度与可塑性。由于纤维桩内部石英纤维与表面树脂的紧密结合，纤维桩可以为整个牙齿提供足够的支撑力，消除了在咀嚼中脱落的危险。
除了纤维桩以外，纳米技术还可用作口腔修复材料的强度调节、颜色调控、X射线阻射性调节。以X射线阻射性调节为例，在需要通过X射线做牙齿检查时，一颗树脂牙不能像真牙一样在X射线中显影，这样就无法看到口腔修复与周围的牙体组织是否有缝隙，无法判断是否修复完毕。如果在用于填充用的树脂中加入一些特殊的改性纳米级填料，当其均匀分布在树脂后，就可以产生X射线阻射性，从而使牙齿检查成为可能。强度调节和颜色调控也是通过添加相应的改性纳米填料来实现。
我们常说，量变会引起质变。这句话在材料学中也十分适用。当粒子的尺寸减小到纳米量级，将导致声、光、电、磁、热性能呈现新的特性。
纳米粒子异于大块物质的理由是在其表面积相对增大，也就是超微粒子的表面布满了阶梯状结构，此结构代表具有高表面能的不安定原子。这类原子极易与外来原子吸附键结，同时因粒径缩小而提供了大表面的活性原子。纳米粒子的表面积增大，粒子之间的空隙变小，与周围物质更贴合，并且粒子之间也更难被分开，从而可以产生较强的耐磨性和贴合性。这一特点在高科技口腔修复材料有很大的作用。
纳米材料的“小”除了给材料带来与众不同的才能，却也给研究者们带来不少的困扰。“由于自身尺寸微小，纳米粒子彼此吸附力强，让其均匀分布就十分困难。另外，当纳米粒子含量达到一定程度时，容易吸附在一起，就不再有纳米级材料的优势，因此，这也成为当前口腔修复材料产品研究开发的重要方向。”
纳米化：口腔修复材料研发趋势
纳米技术在口腔充填和修复材料中的应用可显著提高产品的性能。据悉，国际上常用的光固化树脂、氧化锆陶瓷、纤维桩修复材料等均已实现了纳米化。
以光固化树脂研发为例，公司技术人员介绍了纳米技术在口腔修复材料应用的趋势。
最初，传统的光固化复合树脂在使用时，通常处于玻璃态，脆性大，导致耐磨性较差；另外，在树脂分子聚合时存在一定的体积收缩，这种收缩会影响充填修复的预后效果，容易引发继发龋齿。
根据传统光固化复合树脂的问题，研究者们通过研究发现认为，通过引入纳米无机填料，可减少固化收缩、线性膨胀和材料吸水性，降低树脂固化时的热释放，提高复合树脂的综合机械性能。
然而由于纳米填料易团聚，在树脂基体中难以均匀分散，因此，添加量也难以提高。目前研究中认为比较有效的改进途径是，采用与树脂相容的高分子对无机纳米填料表面进行接枝改性，从而发展具有超低收缩率的充填修复树脂。
篇9
[关键词] 口腔癌；纳米载体；靶向治疗；研究进展
[中图分类号] R739.8 [文献标识码] A [文章编号] 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
口腔鳞状细胞癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）位居全身恶性肿瘤的第6位，占口腔颌面头颈部恶性肿瘤的95%，近年来随着诊断和治疗方法的提高，头颈部恶性肿瘤的五年生存率可达66%，但仍低于其他恶性肿瘤的五年生存率，且在发展中国家更低[1-2]。2015年我国估计有4 292 000的新增癌症病例和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，口腔癌严重威胁着人类的生存和健康。
研究表明，术前诱导化疗可以使恶性肿瘤缩小，为手术创造条件，并可以降低肿瘤的复发率和转移率，延长生存期[4-5]。近年来为克服化疗的缺陷，靶向治疗得到了深入研究[6-7]。纳米技术作为一种新型靶向治疗肿瘤的手段，纳米药物载体在口腔癌诊疗中得到深入研究。
1 纳米粒
纳米粒通常是指1～1000 nm的微粒，其可溶解或包裹疏水性或亲水性药物，从而具有缓释、控释、靶向、提高治疗效果和降低毒性等特点。将难溶性药物制成纳米粒，可提高药物药效、增加药物在体内的循环时间[8]。
Yu等[9]在研究载单纯疱疹病毒胸苷激酶/更昔洛韦的PEG-PBLG纳米粒对单纯疱疹病毒所致的OSCC的抗癌作用中，发现该纳米粒具有DNA保护和更高的基因转移效率，具有较强的抗癌作用。Damascelli等[10]研制了负载紫杉醇的白蛋白纳米颗粒，并评估其在晚期舌癌术前诱导化疗的功效。结果显示，纳米颗粒用于舌癌术前的诱导化疗是有效和可重复的。因此，它们可以在未来的临床应用中作为基因载体。
贵金属的纳米颗粒，特别是金纳米颗粒，因为其表面等离子体可共振加强光的散射和吸收，因此，其对癌症的诊断和治疗有巨大价值[11]。
Afifi等[12]使用仓鼠口腔颊囊癌作为OSCC的模型，使用金纳米粒结合可见激光照射的方法研究等离子体光热治疗的效果。结果表明，使用金纳米粒的等离子体光热治疗时，癌细胞的增殖速率大大降低，且对正常细胞没有不利影响。这一研究表明，直接注射到仓鼠口腔囊癌中的金纳米粒可以用于未来人类OSCC的治疗。
2 脂质体
脂质体是由脂质双层形成的球形囊泡，具有较高的载药率，在生物环境中的高稳定性，以及可控的药物释放动力学和生物相容性，已经成为用于检测和治疗各种疾病的最成功的递送系统之一。
1965年脂质体被首次描述，但这一阶段脂质体脂质表面不受保护，导致有效负载药物泄漏。在20世纪80年代后期出现了表面修饰脂质体，其中，聚乙二醇（PEG）是用于脂质体修饰的最广泛使用的聚合物，其可以减慢脂质体融合速率并抑制蛋白质吸收，使得脂质体稳定性增加及体内循环时间延长[13]。
近年来，通过调节脂质体的组成和粒径，形成长循环脂质体，其具有防止被巨噬细胞迅速地清除，提高脂质体在体内的作用时间，特异地靶向非网状的内皮系统。Crielaard等[14]指出，长循环脂质体更易从血液循环到达肿瘤组织，提高肿瘤局部组织的药物浓度，从而提高治疗作用。Luis等[15]研究了由二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱制备的脂质体制剂，结果表明，该脂质体制剂可以有效地抗化学诱导的口腔癌。由此可见，长循环脂质体用于口腔癌及其他实体瘤的治疗具有巨大潜力。
3 微乳
微乳通常是⒂汀⑺和表面活性剂混合在一起形成的热力学稳定的各向同性液体。微乳经过高压均化器，微流化器和超声处理方法可形成纳米乳。相比之下，纳米乳是含有非常小的颗粒的常规乳液。
Zhao等[16]制备了羟基喜树碱纳米乳制剂，该制剂能够显著提高羟基喜树碱在大鼠体内的血药浓度，且药时曲线下面积、消除时间等均显著高于羟基喜树碱注射液，且具有肿瘤靶向性，在肿瘤组织的药时曲线下面积为普通注射液的7.9倍，对肿瘤的抑制效率比普通注射液高2.1倍。杨梅等[17]通过建立大鼠模型研究姜黄素纳米乳在体内的吸收情况，研究显示姜黄素纳米乳较游离药物提高了药物的生物利用度。
有研究显示，微乳较纳米乳有很多优点，如微乳在长期存储中比纳米乳更稳定，微乳具有均匀的液滴尺寸，纳米乳则在一定范围为不均匀液滴[18]。因此，微乳在不久的将来可能将成为抗癌药物靶向输送的重要工具。
4 聚合物胶束
聚合物胶束具有将疏水性药物包封在胶束的内腔中以改善其溶解性和稳定性的优点；同时，其可以组合多个配体，有效增强靶向和内吞作用。衡量聚合物胶束成功的一个重要指标是临界胶束浓度CMC）。当聚合物浓度低于此浓度时，胶束将会解离为单一的分子，结构即被破坏[19]。在实际应用中，聚合物胶束载体在体内会逐渐的被稀释，较低的CMC值使得胶束不解离，从而保证载体有较长的体内循环代谢周期，增强药物的传输效率[20]。
Koo等[21]制备多烯紫杉醇胶束，并将其作用于荷瘤小鼠，结果显示该胶束能够明显抑制肿瘤生长，并具有靶向性。黄海龙[22]制备了基于pH响应型的聚天门冬氨酸聚合物胶束体系，并证明该胶束体系可以有效地提高药物运输效率并增强疗效。Wang等[23]制备了负载顺铂的聚乳酸-聚乙二醇聚合物胶束，并对其体外释放行为及靶向性进行研究，结果显示，该胶束在血液中的循环时间延长，且具有OSCC肿瘤组织靶向性。
5 水凝胶
水凝胶药物载体具有高亲水性三维空间网络结构，利于运输氧气、营养成分和一些水溶性的代谢产物，并且具有优良的生物相容性、易降解性和载药不失活等性质。此外，智能型水凝胶可根据外界刺激的强弱来控制药物释放的时间和剂量，从而实现更精确地控制双药物的释放[6]。Li等[24]成功研制了可生物降解的负载辛二酰苯胺异羟肟酸（SAHA）和顺铂的热敏型水凝胶，并作用于荷瘤小鼠。研究结果显示，该体系提高了口腔癌治疗效果，同时减轻了SAHA及顺铂的毒副作用，可能成为治疗口腔癌和其他实体瘤的有效方法。但是，智能型水凝胶双药物载体的研究仍处于实验室阶段，还有许多问题如药物在病灶区域的精准释放、载体材料的安全性及在体内的降解情况等需要研究者为之不懈的努力。
6 纳米晶体
纳米晶体是无需任何基质材料的平均直径低于1μm的纯药物的纳米颗粒，其通过增加颗粒表面和减小扩散层厚度而增加溶解度和溶出速率，提高生物利用度[25]。
魏丽莎[26]采用反溶剂沉淀法制备了紫杉醇纳米晶体，研究显示该晶体能显著抑制癌细胞增长；并且能够快速地分布于周围组织中，主要被肝、脾吸收，能有效降低心、肾毒性，同时增加在肿瘤组织的蓄积量。Zhang等[27]制备喜树碱纳米晶体，表现出良好的肿瘤靶向性，且体内循环时间长。纳米晶体药物是一类具有发展潜力的药物新剂型，在恶性肿瘤（包括口腔癌）的靶向治疗方面具有很好的发展前景。
纳米药物载体因其可增加疏水性药物的水溶性，保护抗肿瘤药物的活性成分，改变药物在体内的分布与代谢规律，从而提高治疗指数，减少不良反应等优点，使得癌症治疗的终极目标即杀死尽可能多的癌细胞，而不影响正常组织细胞成为可能。但如何将纳米技术的概念更深入地转化为实际应用，如何阐明正确的用药剂量，以及针对具有不同分子和细胞机制的恶性肿瘤如何提高其靶向性仍是纳米技术在医疗领域存在的世界性难题。相信在不久的将来纳米给药系统可以完全替代传统化疗药物，用于包括口腔癌在内的恶性肿瘤的治疗。
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篇10
最近有报道说，中芯微电子终于突破了45nm工艺的制造难题，这其中就有纳米工具的功劳。在进入22nm工艺之后，电路之间的绝缘层可能薄到160~320个原子的规模，这时对半导体的制造实际上提出了新的要求，半导体制造面临着更多挑战。
现在纳米工具主要集中在微电子领域和研究教学等方面，但是纳米科技的应用范围远不止如此。在生物和医疗方面将更有大的发展前途。比如最近的一项研究主要是通过纳米技术进行物理的治疗，科学家已经实现了通过纳米小机器人实现对癌变组织的超声波释放，实现对这种病的治疗。
纳米港的机遇
反复提到FEI，主要在于它在上海建设了一个纳米港，这是继美国、荷兰和日本之后，FEI在全球的第四个纳米港。他们认为中国处于纳米研究的前端，并且每年的研发投入费用增长相当快，在医疗和微电子方面前景非常广阔。
这个纳米港提供工具和培训场所，并提供合作研究的空间，目前跟一些大学或研究机构合作，进行纳米科技的研究。但是纳米研究也是高投入的行业，设备相当昂贵，并且按照现在的发展速度，折旧的速度也会非常快。
因而，按照我国目前的科研设备购买的申请程序，可能无法完成这样工具的申购，因而纳米港提供了一种合作研究的可能性，这是FEI展示纳米世界的窗口。
奇怪的是，这么昂贵的设备，FEI并不提供租赁服务，这极大限制了这种设备进入研发领域。同样，他们把纳米港放在了上海，看中的是长江三角洲电子产业集中，这里集中了不少芯片设计和生产线。
纳米危害未为可知
这就给纳米科技带来了新的曙光，通过纳米技术实现以前化学和物理手段都无法达到的程度，尤其是对人体的效用。但是纳米技术本身是双刃剑，由于纳米颗粒可以轻易穿透生物膜缝隙，因而可以在人毫不知觉的情况下进入人体。现在的争议就是：到底纳米微尘对人的伤害有多少？有一个针对这个技术的研究发现，进入细胞的炭纳米管在头两天不会对人造成影响，但再过两天之后，纳米管开始凝固，因而对人会造成伤害。这是首次关于纳米管与生物体的互动活性的观察。因而，在纳米材料制造方面，就需要有更多的保护措施，这些颗粒即便不是通过呼吸道进入，也会很容易通过皮肤接触进入……
现在，真正的纳米材料并不太多，纳米工艺制造成本不低制约了纳米材料的广泛使用。实际上，我们对纳米材料本身的特性尚不熟悉，更不要说我们如何大规模应用了。电子领域将是纳米材料最广阔的空间。因而，FEI也提供了足够多的微电子工具，包含软件探伤工具等等。这类设备将随着工艺的进步而变化。
比如晶圆探伤，生产线从200mm~300mm转移的时候，探伤工具也必须满足这样的尺寸要求，按照现在的发展趋势，晶圆将达到400mm规模，到时候还将继续变化。
纳米走入生活
如果说芯片早已采用我们熟知的纳米技术的话，它们只不过是被封装的纳米材料。在纳米的研究领域，还有更多可能让我们获益的东西。
纳米电子显微镜通过电子束的扫描或者其他方式，在CCD上成像，这些工具就有可能帮助研究更好的产品。比如通过细节观测，可考察材料的耐用程度，一个很有用的例子就是航空喷气发动机叶片的探测。在叶片制造过程中，需要加热到高温，并且快速旋转和急速冷却，保证金属内部晶体排列的一致性，从而提高叶片的韧性等。如果要通过以小见大的方式，还可以通过这种设备探测机体金属的疲劳程度，从而让飞机更安全。
只不过这些都还没有成为常态项目，只是纳米研究的额外收获。这从另外一个方面也表明，纳米科技不仅仅是材料工艺，也是关乎生活的新技术。
