纳米生物技术现状与展望(之二)
神奇的纳米生物材料
纳米材料对生物医学的影响具有深远的意义，纳米医学的发展进程如何，在很大程度上取决于纳米材料科学的发展。纳米材料分为两个层次：纳米微粒和纳米固体。
如今，人们已经能够直接利用原子、分子进行生产、制备出仅包含几十个到几百万个原子的单个粒径为1~100纳米的纳米微粒，并把它们作为基本构成单元，适当排列成三维的纳米固体。纳米材料由于其结构的特殊性，表现出许多不同于传统材料的物理、化学性能。在医学领域中，纳米材料已经得到成功的应用。最引人注目的是作为药物载体，或制作人体生物医学材料，如人工肾脏、人工关节等。在纳米铁微粒表面覆一层聚合物后，可以固定蛋白质或酶，以控制生物反应。国外用纳米陶瓷微粒作载体的病毒诱导物也取得成功。由于纳米微粒比血红细胞还小许多，可以在血液中自由运行，在疾病的诊断和治疗中发挥独特作用。
1．药物和基因纳米载体材料将带来医学变革
, 百拇医药
在纳米生物材料研究中，目前研究的热点和已有较好基础及做出实质性成果的是药物纳米载体和纳米颗粒基因转移技术。这种技术是以纳米颗粒作为药物和基因转移载体，将药物、DNA和RNA等基因治疗分子包裹在纳米颗粒之中或吸附在其表面，同时也在颗粒表面耦联特异性的靶向分子，如特异性配体、单克隆抗体等，通过靶向分子与细胞表面特异性受体结合，在细胞摄取作用下进入细胞内，实现安全有效的靶向性药物和基因治疗。
药物纳米载体具有高度靶向、药物控制释放、提高难溶药物的溶解率和吸收率优点，提高药物疗效和降低毒副作用。纳米颗粒作为基因载体具有一些显著的优点：纳米颗粒能包裹、浓缩、保护核苷酸，使其免遭核酸酶的降解；比表面积大，具有生物亲和性，易于在其表面耦联特异性的靶向分子，实现基因治疗的特异性；在循环系统中的循环时间较普通颗粒明显延长，在一定时间内不会象普通颗粒那样迅速地被吞噬细胞清除；让核苷酸缓慢释放，有效地延长作用时间，并维持有效的产物浓度，提高转染效率和转染产物的生物利用度；代谢产物少，副作用小，无免疫排斥反应等。
, 百拇医药
对专利和文献资料的统计分析表明，用于恶性肿瘤诊断和治疗的药物载体主要由金属纳米颗粒、无机非金属纳米颗粒、生物降解性高分子纳米颗粒和生物性颗粒构成。由于毒副作用少，胶体金和铁是金属材料中作为基因载体、药物载体的重要材料。胶体金于40年前用于细胞器官染色，以便在电镜下对细胞分子进行观察与分析。胶体金对细胞外基质胶原蛋白表现出特异结合的特性，启发人们考虑用胶体金作为药物和基因的载体，用于恶性肿瘤的诊断和治疗。
在非金属无机材料中，磁性纳米材料最为引人注目，已成为目前新兴生物材料领域的研究热点。特别是磁性纳米颗粒表现出良好的表面效应，比表面激增，官能团密度和选择吸附能力变大，携带药物或基因的百分数量增加。在物理和生物学意义上，顺磁性或超顺磁性的纳米铁氧体纳米颗粒在外加磁场的作用下，温度上升至40－45℃，可达到杀死肿瘤的目的。
生物降解性是药物载体或基因载体的重要特征之一，通过降解，载体与药物／基因片段定向进入靶细胞之后，表层的载体被生物降解，芯部的药物释放出来发挥疗效，避免了药物在其他组织中释放。可降解性高分子纳米药物和基因载体已成为目前恶性肿瘤诊断与治疗研究中主流，研究和发明中超过60％的药物或基因片段采用可降解性高分子生物材料作为载体，如聚丙交脂（PLA）、聚已交脂（PGA）、聚己内脂（PCL）、PMMA、聚苯乙烯（PS）、纤维素、纤维素－聚乙烯、聚羟基丙酸脂、明胶以及它们之间的共聚物。这类材料最突出的特点是生物降解性和生物相容性。通过成分控制和结构设计，生物降解的速率可以控制，部分聚丙交脂、聚已交脂、聚己内脂、明胶及它们共聚物可降解成细胞正常代谢物质——水和二氧化碳。
生物性高分子物质，如蛋白质、磷脂、糖蛋白、脂质体、胶原蛋白等，利用它们的亲和力与基因片段和药物结合形成生物性高分子纳米颗粒，再结合上含有RGD定向识别器，靶向性与目标细胞表面的整合子（integrins）结合后将药物送进肿瘤细胞，达到杀死肿瘤细胞或使肿瘤细胞发生基因转染的目的。
药物纳米载体（纳米微粒药物输送）技术是纳米生物技术的重要发展方向之一，将给恶性肿瘤、糖尿病和老年性痴呆等疾病的治疗带来变革。
, 百拇医药(张阳德)
纳米材料对生物医学的影响具有深远的意义，纳米医学的发展进程如何，在很大程度上取决于纳米材料科学的发展。纳米材料分为两个层次：纳米微粒和纳米固体。
如今，人们已经能够直接利用原子、分子进行生产、制备出仅包含几十个到几百万个原子的单个粒径为1~100纳米的纳米微粒，并把它们作为基本构成单元，适当排列成三维的纳米固体。纳米材料由于其结构的特殊性，表现出许多不同于传统材料的物理、化学性能。在医学领域中，纳米材料已经得到成功的应用。最引人注目的是作为药物载体，或制作人体生物医学材料，如人工肾脏、人工关节等。在纳米铁微粒表面覆一层聚合物后，可以固定蛋白质或酶，以控制生物反应。国外用纳米陶瓷微粒作载体的病毒诱导物也取得成功。由于纳米微粒比血红细胞还小许多，可以在血液中自由运行，在疾病的诊断和治疗中发挥独特作用。
1．药物和基因纳米载体材料将带来医学变革
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在纳米生物材料研究中，目前研究的热点和已有较好基础及做出实质性成果的是药物纳米载体和纳米颗粒基因转移技术。这种技术是以纳米颗粒作为药物和基因转移载体，将药物、DNA和RNA等基因治疗分子包裹在纳米颗粒之中或吸附在其表面，同时也在颗粒表面耦联特异性的靶向分子，如特异性配体、单克隆抗体等，通过靶向分子与细胞表面特异性受体结合，在细胞摄取作用下进入细胞内，实现安全有效的靶向性药物和基因治疗。
药物纳米载体具有高度靶向、药物控制释放、提高难溶药物的溶解率和吸收率优点，提高药物疗效和降低毒副作用。纳米颗粒作为基因载体具有一些显著的优点：纳米颗粒能包裹、浓缩、保护核苷酸，使其免遭核酸酶的降解；比表面积大，具有生物亲和性，易于在其表面耦联特异性的靶向分子，实现基因治疗的特异性；在循环系统中的循环时间较普通颗粒明显延长，在一定时间内不会象普通颗粒那样迅速地被吞噬细胞清除；让核苷酸缓慢释放，有效地延长作用时间，并维持有效的产物浓度，提高转染效率和转染产物的生物利用度；代谢产物少，副作用小，无免疫排斥反应等。
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对专利和文献资料的统计分析表明，用于恶性肿瘤诊断和治疗的药物载体主要由金属纳米颗粒、无机非金属纳米颗粒、生物降解性高分子纳米颗粒和生物性颗粒构成。由于毒副作用少，胶体金和铁是金属材料中作为基因载体、药物载体的重要材料。胶体金于40年前用于细胞器官染色，以便在电镜下对细胞分子进行观察与分析。胶体金对细胞外基质胶原蛋白表现出特异结合的特性，启发人们考虑用胶体金作为药物和基因的载体，用于恶性肿瘤的诊断和治疗。
在非金属无机材料中，磁性纳米材料最为引人注目，已成为目前新兴生物材料领域的研究热点。特别是磁性纳米颗粒表现出良好的表面效应，比表面激增，官能团密度和选择吸附能力变大，携带药物或基因的百分数量增加。在物理和生物学意义上，顺磁性或超顺磁性的纳米铁氧体纳米颗粒在外加磁场的作用下，温度上升至40－45℃，可达到杀死肿瘤的目的。
生物降解性是药物载体或基因载体的重要特征之一，通过降解，载体与药物／基因片段定向进入靶细胞之后，表层的载体被生物降解，芯部的药物释放出来发挥疗效，避免了药物在其他组织中释放。可降解性高分子纳米药物和基因载体已成为目前恶性肿瘤诊断与治疗研究中主流，研究和发明中超过60％的药物或基因片段采用可降解性高分子生物材料作为载体，如聚丙交脂（PLA）、聚已交脂（PGA）、聚己内脂（PCL）、PMMA、聚苯乙烯（PS）、纤维素、纤维素－聚乙烯、聚羟基丙酸脂、明胶以及它们之间的共聚物。这类材料最突出的特点是生物降解性和生物相容性。通过成分控制和结构设计，生物降解的速率可以控制，部分聚丙交脂、聚已交脂、聚己内脂、明胶及它们共聚物可降解成细胞正常代谢物质——水和二氧化碳。
生物性高分子物质，如蛋白质、磷脂、糖蛋白、脂质体、胶原蛋白等，利用它们的亲和力与基因片段和药物结合形成生物性高分子纳米颗粒，再结合上含有RGD定向识别器，靶向性与目标细胞表面的整合子（integrins）结合后将药物送进肿瘤细胞，达到杀死肿瘤细胞或使肿瘤细胞发生基因转染的目的。
药物纳米载体（纳米微粒药物输送）技术是纳米生物技术的重要发展方向之一，将给恶性肿瘤、糖尿病和老年性痴呆等疾病的治疗带来变革。
, 百拇医药(张阳德)