正文 第9章 納米材料的應用區分(1 / 3)

在上一節中我們探討了納米材料從形態上來區分的以及幾個方麵各自不同的用途。我們知道,不同形態的納米材料有不同的特性,那麼,對於具有不同用途的納米材料又有哪些區分呢?在本節中我們將會探討納米材料的應用區分。一般來說,從用途上來劃分納米材料的話,可以把它們劃分為高分子納米生物材料、納米陶瓷材料以及納米複合材料等3個方麵。

1.高分子納米生物材料

生物材料一般是指利用生物所特有的功能,定向地組建成具有特定性狀的生物新品種的綜合性的科學技術。那麼,什麼是高分子納米生物材料呢?高分子納米生物材料是指把生物材料在納米技術的改進下所形成的一種新型材料。從亞微觀結構上來看,高分子納米生物材料包括的有高分子納米微粒、納米微囊、納米膠束、納米纖維、納米孔結構生物材料等。由此我們也可以看出,高分子生物材料是由納米微粒構成的一種材料。下麵,我們就先了解一下高分子納米微粒吧!

高分子納米微粒又被稱為高分子納米微球,它的粒徑尺度一般在1~1000納米之間。這種微粒可以通過微乳液聚合的方法以及其他的一些方法得到,它具有很大的比表麵積,在被聚合的過程中會出現一些普通材料所不具有的新性質和新功能。因此,它能被廣泛應用到免疫分析、藥物控製釋放載體以及人性診療等方麵,這些在醫學中都具有很重要的位置。免疫分析目前已被作為一種常規的分析方法用在蛋白質、抗原、抗體乃至整個細胞的定量分析中。此外,高分子納米微粒,尤其是某些具有親水性表麵的粒子,對非特異性蛋白的吸附量很小,因此已被廣泛地作為新型的標記物載體來使用。

在藥物控製釋放方麵,高分子納米微粒主要發揮的作用是對藥物進行保護並控製藥物的釋放速度。因為,我們平時口服的藥物,隻能在特定的部位會發揮藥效,且容易被消化液中的某些生物大分子所分解。所以,如果能有一種高分子材料對藥物進行保護並控製藥物的釋放速度,就能使藥物達到有的放矢的結果。高分子生物微粒的出現正好滿足了這一需求。作為藥物載體的高分子材料主要有聚乳酸、乳酸一乙醇酸共聚物、聚丙烯酸酯類等。納米高分子材料製成的藥物載體與各類藥物,無論是親水性的、疏水性的藥或者是生物大分子製劑,均能夠負載或包覆多種藥物,同時可以有效地控製藥物的釋放速度。近年來一些科學家提出的開展“納米導彈”的研究,就是一種讓藥物瞄準病變部位的磁納米微粒,主要應用於治療一些癌症。納米生物材料正在被人們所利用,它也將給人類生活帶來很大的方便。

那麼,你知道為什麼其他的微粒沒有“定向導向”功能,而隻有生物納米微粒才有呢?生物導向是利用抗體、細胞膜表麵受體或特定的基因片段中的專一性作用,將配位子結合在載體上,與目標細胞表麵的抗原性識別器發生特異性結合,使藥物能夠準確送到腫瘤細胞中。而高分子生物納米微粒身上所具有的特性恰好能夠滿足這些要求。然而,即使它能作為藥物的載體,在真正的使用前還是需要對更可靠的納米載體,更準確的靶向物質,更有效的治療藥物,更靈敏,操作性更方便的傳感器以及體內載體作用機製等方麵進行動態測試與分析。但是,目前這些問題還未能解決,有待於更進一步的研究。

生物體內都含DNA,那麼,在我們介紹生物納米材料時就不得不提DNA在納米上的發展和應用。接下來我們就以DNA技術為例,來了解一下它在醫學上的應用!什麼是DNA納米技術呢?它是指以DNA的理化特性為原理設計的納米技術,主要應用於分子的組裝。它的設計原理是根據DNA複製過程中所體現的堿基的單純性、互補法則的恒定性和專一性、遺傳信息的多樣性以及構象上的特殊性和拓撲靶向性等。隨著科學技術的不斷發展,目前已經實現利用生物大分子成就納米顆粒的自行組裝技術。將一段單鏈的DNA片斷連接在直徑為13納米的顆粒A表麵,再把序列互補的另一種單鏈DNA片斷連接在納米顆粒B表麵。將A和B混合,在DNA雜交條件下,A和B就會實現自動連接。另外,利用DNA雙鏈的互補特性,還可以實現納米顆粒的自組裝。利用生物大分子進行自組裝的優點,就是可以提供高度特異性結合。如果把這種技術應用到醫學領域,就能實現基因治療。例如,利用質粒DNA插入目的細胞後,可修複遺傳錯誤或可產生治療因子。那些患有先天性疾病的人也將有希望治愈。