纳米生物医学材料的应用

下载贤集网APP入驻自媒体

1 　纳米人工红细胞
我们知道，脑细胞缺氧6～10 分钟即出现坏死，内脏器官缺氧后也会呈现衰竭。纳米人工红细胞的原理是用一个可以双向旋转涡轴的选通栅门来控制氧气从小球中释放,通过调节涡轴旋转的速度和方向，使小球内的氧气根据人体需氧的多少以一定的速率释放到外部血液中，同时使供氧装置在富氧的地方具有吸收氧气的功能而在需氧的地方具有释放氧气的功能； 同理，它还必须能在适当的地方吸收和释放二氧化碳。初步设计的人工纳米红细胞是一个金刚石的氧气容器，内部有1000个大气压，泵动力来自血清葡萄糖，它输送氧的能力是同等体积天然红细胞的233倍,并具有生物碳活性。它可以应用于贫血的局部治疗、人工呼吸、肺衰竭和体育运动需要的额外耗氧等。

2 　纳米人工线粒体
当细胞中的线粒体部分失去功能的时候，再来增加氧供给水平，并不一定能使组织有效地恢复，这时就需要直接释放三磷腺苷同时伴随着有选择地释放和吸收其他的一些代谢产物，后者是迅速恢复组织功能的有效手段。人工线粒体装置，如同前面的供氧装置一样，只不过在这里释放的是三磷腺苷而不是氧。

3 　纳米人工眼球
我国四川大学研制的纳米人工眼球通过电脉冲刺激大脑神经，使患者可“看”到外部的精彩世界。纳米眼球的外壳是用纳米材料制成，纳米材料是一种活性复合材料,眼球的外壳里面安置微型摄像机与集成电脑芯片，通过这两个部件将影像信号转化成电脉冲刺激大脑的枕叶神经,从而实现可视功能。

4 　纳米人工鼻
纳米人工鼻实际上是一种气体探测器，与燃气监视器道理相同，可同时监测多种气体。英国伯明翰大学正在研制“纳米鼻”来预报致哮喘病发作的环境因素，一旦空气中含有易引发哮喘病的气体如臭氧、一氧化碳及氮的氧化物时，其显示器就发出信号。

5 　其它纳米生物医学材料的应用实例
模拟骨骼结构的纳米物质主要成分为与聚乙烯混合压缩后的羟基磷灰石网，物理特性符合理想的骨骼替代物。通过优化纳米管制备制动器，将使人工肌肉得到实现。有报道氟化钙纳米材料在室温下可以大幅度弯曲而不断裂,金属陶瓷等复合纳米材料则能更大地改变材料的力学性质,在医学上可能用来制造人工器官。碳纳米管比钻石还耐用,其弹性如同人发，在1 cm2 上可植100 亿根，且敏感度很强，大大超过人们的耳蜗纤毛； 高敏感度的碳纳米材料人工耳蜗，可用于监听水中游动的微生物节奏，监测水质。在血液循环中流动的纳米听诊器，可监测特殊细胞功能失调，使癌症等疾病得到早期诊断。