碳納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望

周博秘劉景山(.通遼職業(yè)學(xué)院, 內(nèi)蒙古 通遼 08000;

2.通遼市科爾沁區(qū)食品藥品監(jiān)督管理局, 內(nèi)蒙古 通遼 028000)

碳納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望

周博秘1劉景山2(1.通遼職業(yè)學(xué)院, 內(nèi)蒙古 通遼 028000;

2.通遼市科爾沁區(qū)食品藥品監(jiān)督管理局, 內(nèi)蒙古 通遼 028000)

納米材料的發(fā)明及使用在世界上的影響范圍是非常大的，且引起了生產(chǎn)領(lǐng)域的重大變化。碳納米材料作為納米材料的一種，由于其獨特的物理特性和化學(xué)特性，在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究非常的廣泛，同時，碳納米材料的使用有效的促進了生物學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，為人類的生產(chǎn)生活帶來了重大的變革。本文寫作的關(guān)鍵是對碳納米材料在生物學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀進行簡要的分析及對其未來的發(fā)展前景做了簡要的論述。

碳納米材料；生物學(xué)領(lǐng)域；現(xiàn)狀；展望

納米作為一種新型的材料，隨著其飛速發(fā)展已成為世界科學(xué)發(fā)展的三大支柱之一，碳納米材料是納米材料的重要的組成部分，目前的發(fā)展應(yīng)用主要包括碳納米管、石墨烯、納米鉆石及其他的衍生產(chǎn)品。目前碳納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展已取得重大的成果。但是，納米材料作為一種人類后天發(fā)明的高新技術(shù)，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用存在很大的安全隱患。其造成的安全性問題引起了世界各個應(yīng)用國家的密切關(guān)注。縱觀世界上所有的納米在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域范圍大致包括基因工程、生物成像、腫瘤治療、抗傳染、抗病毒等方面的應(yīng)用都取的了重大的成效，下面本文作者將針對其發(fā)展領(lǐng)域的具體現(xiàn)狀進行分析。

1 碳納米材料在醫(yī)學(xué)生物領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

(1)組織工程中的應(yīng)用 碳納米材料尤其是碳納米管道的使用有效的解決了組織修復(fù)中存在的一些問題。碳納米管作為一種新型的納米材料分為單壁納米管、雙壁納米管和多壁納米管三種類型。它獨特的理化特性，如具有很高的強度和韌度，是一種超強的增強材料。目前，碳納米材料在骨組織工程中的應(yīng)用取得了重大的進步，碳納米材料在使用的過程中，為骨骼細胞的吸附、生長提供了良好的支撐。眾所周知，羥基磷灰石作為骨骼生長的成分之一，它的力學(xué)能力比較弱，并不能用作重新植入材料的依附載體。所以，科學(xué)家為了解決這一難題，將納米材料和羥基磷灰石結(jié)合起來，在保持其生物性能不變的情況下，有力的提高了其力學(xué)性能，大大彌補了羥基磷灰石力學(xué)性能弱的特點。這種使用方法為骨組織的修復(fù)提供了充足的條件。此外，在富勒烯的發(fā)明下有效的抑制了骨細胞的分化，為關(guān)節(jié)炎及滑膜炎的治療起了重要的作用。

(2)神經(jīng)組織工程中的應(yīng)用 由于碳納米管具有很強的韌度和力度，而且具有較高的電學(xué)、磁學(xué)、吸收的性能，這一特點引起了神經(jīng)領(lǐng)域方面專家的極大興趣。在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用中，碳納米管的應(yīng)用很好的修復(fù)了神經(jīng)缺損的運動技能，而且，相關(guān)專家發(fā)現(xiàn)在進行此項神經(jīng)修復(fù)手術(shù)后發(fā)現(xiàn)，再生神經(jīng)電生理與組織學(xué)指標(biāo)檢測結(jié)果與自體神經(jīng)移植材料的功能作用的發(fā)揮基本上相符合。這一發(fā)現(xiàn)，大大證明了碳納米管復(fù)合型材料是到目前為止修復(fù)周圍神經(jīng)的最理想的材料。此外，在現(xiàn)今醫(yī)學(xué)領(lǐng)域阿爾茨海默病俗稱老年癡呆癥的出現(xiàn)，也給醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展帶來了極大的挑戰(zhàn)，碳納米材料的研究使用發(fā)現(xiàn)，其中一種重要的類型富勒烯具有清除自由基的能力，其在神經(jīng)系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠有效的減少神經(jīng)元的死亡，抑制神經(jīng)細胞的衰老、分化，對神經(jīng)組織周圍的氧自由基的清除起著關(guān)鍵的作用，保護神經(jīng)組織不受損害，并能夠有效的抑制谷氨酸受體作用的發(fā)揮，對腦缺血損傷等神經(jīng)疾病的治療有著重要的作用。

(3)藥物、基因在體中碳納米材料的使用 碳納米管由于其物理特性的獨特，在承載生物特異性分子、運輸藥物等方面發(fā)揮著重要的作用。雖然這一應(yīng)用成就無可否認，但是碳納米材料不能溶于任何溶劑的特點，也極大的限制了其應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。在科學(xué)家不斷的研究下，對碳納米材料外壁進行修復(fù)，力圖改變其發(fā)展特點，現(xiàn)今，碳納米材料在運輸藥物的時候具有很強的穿透性，并能提高藥物在血液中停留的時間，極大的提高了藥物作用發(fā)揮的時間，這一方面的優(yōu)勢在抑制腫瘤細胞，治療癌癥方面具有很大的突破。此外，富勒烯的應(yīng)用能夠穿過一些生物屏障，到達一些藥物不能到達的人體組織及各個細胞中，為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域疾病治療的突破提供重要的藥物運輸載體。

2 碳納米材料在基因載體、生物成像等其他方面也發(fā)揮著重要的作用

筆者只是針對碳納米材料在骨組織 、神經(jīng)組織、藥物載體中的應(yīng)用進行了具體的論述，下面筆者將對碳納米材料的未來發(fā)展前景作出簡要的敘述。

①由于現(xiàn)今世界上獲得腫瘤疾病的人大有所在，而且，目前針對癌癥的治療并沒有研究處重要的解決辦法。而且，隨著現(xiàn)今環(huán)境的不斷惡化，人類生存質(zhì)量的下降，癌癥的發(fā)病率正在處于逐年上升的趨勢，針對這一發(fā)展現(xiàn)狀，碳納米材料在未來的人類戰(zhàn)勝癌癥的治療中發(fā)揮著重要的作用。②上文作者提到過，碳納米材料雖然在眾多的領(lǐng)域取得了重要的發(fā)展成果，但是其引起的安全問題成為熱議的話題。如碳納米材料在人體中的使用會發(fā)生排異反應(yīng)、中毒癥狀等不良反應(yīng)的出現(xiàn)。所以，在未來碳納米材料等的使用時，應(yīng)針對其安全性問題事先進行評估預(yù)測，并積極研究克服負面效應(yīng)的辦法，以保證碳納米材料在未來的使用中能夠取得更大的進展。

3 結(jié)語

綜上所涉，碳納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展取得了重大的進步，但是其應(yīng)用的安全性問題尚未解決，所以，相關(guān)研究人員必須在化學(xué)、生物學(xué)等各個學(xué)科的鼎力相助下共同為碳納米材料的進一步發(fā)展清除障礙，使碳納米材料更好的為人類做貢獻。

[1]張金超.碳納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及未來展望[J].化學(xué)進展，2013，(08).

[2]王冬華.納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用[J].合成材料來華與應(yīng)用，2015，(10).

[3]曲秋蓮.納米技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J].東南大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)版)，2011，(02).

周博秘(1979- )，女，內(nèi)蒙古通遼人，講師，碩士學(xué)位，主要研究方向:納米材料、化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備。