我國第一項(xiàng)納米醫(yī)藥產(chǎn)品在清華誕生

我國第一項(xiàng)納米醫(yī)藥產(chǎn)品在清華誕生

經(jīng)過１年零４個月、近３００例的人體臨床實(shí)驗(yàn)，由清華大學(xué)材料系崔福齋教授課題組研制成功的納米人工骨日前獲得國家食品藥品監(jiān)督管理局的三類植入產(chǎn)品試生產(chǎn)注冊證，成為我國首個可以在市場上公開銷售和應(yīng)用的納米醫(yī)藥產(chǎn)品。

納米人工骨（ＮＢ系列納米晶膠原基骨材料）是國家“８６３”“９７３”支持的攻關(guān)項(xiàng)目，是崔福齋教授課題組在對人骨骨痂和胚胎骨的分級結(jié)構(gòu)和生物礦化過程的多年研究基礎(chǔ)上發(fā)明的新型骨材料。它與原有傳統(tǒng)人工骨材料的最大區(qū)別在于，修復(fù)后的骨頭和人體骨完全一樣，不會在體內(nèi)留下植入物。它仿照人類的骨頭生成的機(jī)理，采用自組裝方法制備納米晶羥基磷灰石或膠原復(fù)合的生物硬組織修復(fù)材料，使復(fù)合材料具有納米級別的天然骨分級結(jié)構(gòu)和天然骨的多孔結(jié)構(gòu)。

目前該材料已經(jīng)在北京中醫(yī)藥大學(xué)東直門醫(yī)院、江蘇大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院、北京軍區(qū)總醫(yī)院、蘇州兒童醫(yī)院、南京八一醫(yī)院、廣州佛山中醫(yī)院、山東省立醫(yī)院等十幾所醫(yī)院進(jìn)行了應(yīng)用，已經(jīng)有4所醫(yī)院給出了臨床實(shí)驗(yàn)報告，患者滿意度為１００％。

崔福齋教授介紹說，“納米人工骨”植入者一般經(jīng)過幾個月的時間就可將它完全吸收進(jìn)人體，整個過程沒有任何免疫和排異反應(yīng)。而且這種材料的性能使大夫手術(shù)操作方便，與其他類型的骨修復(fù)材料價格相當(dāng)。

除了用于腰椎管減壓手術(shù)之后的腰椎固定和骨愈合，納米人工骨的用途非常廣泛，如由于外傷造成的骨折，由于創(chuàng)傷、感染造成的骨質(zhì)缺損、骨質(zhì)不連接或者是畸形愈合，還有骨腫瘤等骨的病變，乃至骨質(zhì)疏松，都可以植入納米人工骨幫助愈合和提高骨的硬度。

據(jù)介紹，目前，我國每年僅因骨腫瘤切除手術(shù)后需要進(jìn)行骨修復(fù)的病例就有２５萬個左右。采取何種材料、以何種方式進(jìn)行骨移植術(shù)一直是人類幾個世紀(jì)以來不斷深入研究的重要課題。然而迄今為止，臨床上對大范圍骨缺損的醫(yī)治仍是世界難題。采用自體骨移植難以滿足大段骨移植的要求，異體骨移植的傳播疾病和排斥反應(yīng)以及并發(fā)癥往往限制了這種辦法的推廣。而使用各種以金屬、陶瓷或高分子制造的人工骨替代材料在生物相容性、生物活性、生物可降解性及與被植入者原有的骨的力學(xué)匹配性等方面都有各自的缺點(diǎn)。納米人工骨走向市場，對這些問題的探索提供了一條新的途徑。（周襄楠

李江濤）

納米技術(shù)能運(yùn)用在哪些方面。

納米技術(shù)是用單個原 子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)技術(shù),納米材料從根本上改變了材料的結(jié)構(gòu),納米材料研究是目前材料科學(xué)研究的一個熱點(diǎn),其相應(yīng)發(fā)展起來的納米技術(shù)被會認(rèn)為是世紀(jì)最具有前途的科研領(lǐng)域。
目前其主要運(yùn)用在:陶瓷領(lǐng)域、微電子學(xué)上、生物工程上、在光電領(lǐng)域、在化工領(lǐng)域、在醫(yī)學(xué)上。
詳細(xì)介紹如下：
1、納米技術(shù)在陶瓷領(lǐng)域方面的應(yīng)用
陶瓷材料作為材料 的三大支柱 之一,在日常生活及工業(yè)生產(chǎn) 中起著舉 足輕重 的作用。但是,由于傳統(tǒng)陶瓷材料質(zhì)地較脆,韌性、強(qiáng)度較差,因而使其應(yīng)用受到 了較大 的限制。隨著納米技術(shù)的廣泛 應(yīng)用,納米陶瓷隨之產(chǎn)生,希望 以此來克服陶瓷材料 的脆性,使陶瓷具有象金屬一樣 的柔韌性和 可加工性。英國材料學(xué)家指 出納米 陶瓷是解決 陶瓷脆性 的戰(zhàn)略途徑。所謂納米 陶瓷,是指顯微結(jié)構(gòu) 中的物相具有納米級 尺度 的陶瓷材料、也就是說晶粒尺 寸、晶界寬度、
第二相分布、缺陷尺 寸等都是在 納米 量級 的水平上。要制備納米 陶瓷,這就需要解決粉體尺寸形貌和粒徑分布的控制,團(tuán)聚體的控制和分散。塊體形態(tài)、缺陷、粗糙度 以及成分的控制。
2、納米技術(shù)在微 電子學(xué)上 的應(yīng)用
納米電子學(xué)是納米技術(shù) 的重要組成 部分,其主要思想是基于納米粒子 的量子效應(yīng)來設(shè)計并制備納 米
量子器件,它包括納米有 序無 序陣列體 系、納米微粒 與微孔 固體組 裝體 系、納米超結(jié)構(gòu)組裝體 系。納米 電子學(xué) 的最終 目標(biāo) 是將集成 電路進(jìn)一步減小,研制出由單原 子或單分 子構(gòu)成 的在室 溫能使用 的各種器件。目前,利用 納米 電子學(xué)已經(jīng)研制成功各種納米器件。單 電子 晶體管,紅、綠、藍(lán)三基色可調(diào)諧 的納米發(fā)光二極管以及利用納米絲、巨磁阻效應(yīng)制成 的超微磁場探測器 已經(jīng)問世。并且,具有奇特性能的碳納米管的研制成功,為納米 電子學(xué) 的發(fā)展起到了關(guān)鍵的作用。碳納米管是 由石墨碳原 子層卷 曲而成,徑 向尺層控制在以下。電子在碳納米管的運(yùn) 動在徑 向上受 到限制,
表現(xiàn) 出典型 的量子 限制效應(yīng),而在軸 向上 則不受任何 限制。以碳 納米管為模 子來制備一維
半導(dǎo)體量子材料,并不是憑空設(shè)想,清華大學(xué) 的范守善教授利用碳納米管,將氣相反應(yīng) 限制在納米管內(nèi)進(jìn)行,從 而生 長 出半導(dǎo)體納米線。他們將一混合粉體置于石英 管 中的鉗 禍底 部,加熱并通人氣體與在碳納米管 中反應(yīng)生 長 出封 納米線,其徑 向尺寸為一。另外,在年,他們還制備 出了納米線。年該科研組與美 國斯坦福大學(xué)合作,在 國際上首次實(shí)現(xiàn)硅襯底上碳 納米管陣列 的 自組織生長,它將大大推進(jìn)碳納米管在場發(fā)射平面顯示方面 的應(yīng)用。其獨(dú)特 的電學(xué)性能使碳納米管可用于大規(guī)模集成 電路,超導(dǎo)線材等領(lǐng)域。
3、納米技術(shù)在生物工程上的應(yīng)用
眾所周知,分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)不變的最小單位。生物分子是很好 的信息處理材料、每一個生
物大分子本身就是一個微型處理器,分子在運(yùn)動過程 中以可預(yù)測方式進(jìn)行狀 態(tài)變化,其原理類 似于計算機(jī)的邏輯開關(guān),利用該特性并結(jié)合納米技術(shù),可 以此來設(shè)計量子計算機(jī)。美 國南加州大學(xué) 的博士等應(yīng)用基于分子計算技術(shù)的生物實(shí)驗(yàn)方法，有效地解決了 目前計算機(jī)無法解決的問題一“哈密頓路徑問題”,使人們對生物材料 的信息處理功能和生物分子的計算技術(shù)有 了進(jìn)一步的認(rèn)識雖然分子計算機(jī)目前只是處 于理想階段,但科學(xué)家已經(jīng)考慮應(yīng)用幾種生物分子制造計算機(jī) 的組件,其 中細(xì)菌視紫紅 質(zhì)最具前景。該生物材料具有特異的熱、光、化學(xué)物理特性 和很好的穩(wěn)定性,并且,其奇特 的光學(xué)循環(huán)特性 可用于儲存信息,從而起 到代替 當(dāng)今計算機(jī)信息處理 和信息存儲 的作用。在整個光循環(huán)過程 中,
細(xì)菌視紫紅質(zhì)經(jīng)歷幾種不 同的中間體過程,伴隨相應(yīng) 的物質(zhì)結(jié)構(gòu)變化。等研究 了細(xì)菌視紫紅質(zhì)分潛在的并行處 理機(jī)制和用作三維存儲器 的潛能。通過調(diào)諧激光束,將信息并行地寫人細(xì)菌視紫紅質(zhì)立體,
并從立方體中讀取信息,并且細(xì)菌視紫紅質(zhì)的三維存儲器可提供 比二維光學(xué)存儲器大得多的存儲空間。納米計算機(jī) 的問世,將會使當(dāng)今 的信息時代發(fā)生質(zhì)的飛躍。它將突破傳統(tǒng)極 限,
使單位體積物質(zhì)的儲存和信息處理 的能力提高上百萬倍,從而實(shí)現(xiàn)電子學(xué)上 的又一次革命。
4、納米技術(shù)在光 電領(lǐng)域的應(yīng)用
納米技術(shù) 的發(fā)展,使微 電子 和光 電子 的結(jié)合更加緊密,在光 電信息傳輸、存貯、處理、運(yùn)算和示
等方面,使光 電器件的性能大大提高。將納米技術(shù)用于現(xiàn)有雷達(dá)信息處理上,可使其能力提高倍至 幾百倍,甚至 可 以將超高分辨率納米孔徑雷達(dá)放到衛(wèi)星上進(jìn)行高精度 的對地偵察。但是要獲取高分辨圖年第期廣 東 有云 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 吮廣 州 合 云 工 商 高 級 技 工 學(xué) 校學(xué)報像,就必需先進(jìn) 的數(shù)字信息 處理技術(shù)。科 學(xué)家們發(fā)現(xiàn),將光調(diào) 制器 和光探測器結(jié)合在 一 起 的量子 阱 自電光效應(yīng)器件,將 為實(shí)現(xiàn)光學(xué)高速數(shù)學(xué)運(yùn)算提供可能。美國桑迪亞 國家實(shí)驗(yàn)室 的等發(fā)現(xiàn)納米激光器 的微小尺寸可 以使光子被限制在少數(shù)幾個狀態(tài)上,而低音廊效應(yīng)則使光 子受 到約束,直 到所 產(chǎn)生 的光波 累積起足夠多 的能量后 透過此結(jié)構(gòu)。其結(jié)果是激光器達(dá)到極高的工作 效 率,而能量 闌則很低。納米激光器實(shí)際上 是一根彎 曲成極 薄 面包 圈的形狀 的光子導(dǎo)線,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),納米激光器 的大小 和形狀能夠有效控制它發(fā)射 出的光子 的量子行 為,從 而影 響激光器 的工作。研究還發(fā)現(xiàn),納米激光器工作時只需約微安的電流。最近科學(xué)家們把光子導(dǎo)線縮小到只有五 分之一立方微米體積 內(nèi)。在這一尺度上,此結(jié)構(gòu) 的光子狀態(tài)數(shù)少于個,接近 了無能量運(yùn)行所要求的條件,但是光子 的數(shù) 目還 沒有減 少 到這樣 的極 限上。最 近,麻省理工學(xué)院的研究人員 把被激發(fā) 的鋇原子一個一個地送人激光器 中,每個原子發(fā)射一個有用 的光子,其效率之高,令人驚訝。除了能提高效率以外,無能量 閡納米激光器 的運(yùn)行還可 以得 出速度極快 的激光器。由于 只需要極少的能量就可 以發(fā)射激光,這類裝置可以實(shí)現(xiàn)瞬開關(guān)。已經(jīng)有一些激光器能夠以快于每秒鐘億次的速度開關(guān),適合用 于光纖通信。由于納米技術(shù) 的迅速發(fā)展,這種無能量 閡納米激光器 的實(shí)現(xiàn)將指 日可待。
5、納米技術(shù)在化工領(lǐng)域 的應(yīng)用
納米粒子作為光催化劑,有著 許多優(yōu) 點(diǎn)。首先是粒徑小,比表 面積大,光催化效率高。另外,納米粒
子生成 的電子、空穴在 到達(dá)表 面之前,大部分不會重新結(jié)合。因此,電子、空穴能夠到達(dá)表面 的數(shù)量 多,則化學(xué)反應(yīng)活性 高。其 次,納米粒子分散在介質(zhì) 中往往具有透 明性,容易運(yùn)用光學(xué)手段 和方法來觀察界面間的電荷轉(zhuǎn)移、質(zhì)子轉(zhuǎn)移、半導(dǎo)體能級結(jié)構(gòu)與表 面態(tài)密度的影響。目前,工業(yè)上利用米二氧化欽一三氧化二鐵作光催化‘劑,用于廢水 處理含了一或尹一體系,已經(jīng)取得 了很好 的效果,用淀溶 出法制備 出的粒徑 約一的 白色球狀欽 酸鋅粉體,表 面積大,化學(xué)活性 高,用它作 吸 附脫硫劑,
較 固相燒結(jié)法制備的欽 酸鋅粉體效果 明顯提高。
6、納米技術(shù)在 醫(yī)學(xué)上 的應(yīng)用
隨著納米技術(shù)的發(fā)展,在 醫(yī)學(xué)上該技術(shù)也開始嶄露 頭腳。研究人員發(fā)現(xiàn),生物體內(nèi)的蛋 白質(zhì)復(fù)
合體,其線度在一之間,并且生物體內(nèi)的多種病毒,也是納米粒子。以下 的粒子 比血液 中的紅 血球還要小,因 而可 以在血 管 中 自由流動。如果將超微粒子 注人 到血 液 中,輸送 到人體 的各個部位,
作為監(jiān)測和診斷疾病的手段。科研人員已經(jīng)成功利用納米微粒進(jìn)行 了細(xì)胞分離,用金 的納米粒子進(jìn)行定位病變治療,以減 少 副作用等。另外,利用納米顆粒作為載體 的病毒誘導(dǎo)物已 經(jīng)取得 了突破性進(jìn)展,現(xiàn)在已用 于臨床動物實(shí)驗(yàn),估計不久 的將來 即可服務(wù) 于人類。研究 納米技術(shù) 在生命醫(yī)學(xué)上應(yīng)用
,可 以在納米尺度上 了解生物大分子 的精細(xì)結(jié)構(gòu)及其與功能的關(guān)系,獲取生命信息。科學(xué)家們設(shè)想利用納米技術(shù)制造 出分子機(jī)器人,在血液 中循環(huán),對身體各部位進(jìn)行檢測、診斷,并實(shí) 施特殊治療,疏通腦 血管 中的血栓,清除心臟動 脈脂肪沉 積物,甚 至 可以用其吞 噬病毒,殺死癌細(xì)胞。區(qū)樣,在不久 的將來,被視為當(dāng)今疑難病癥 的愛滋病、高血壓、癌癥等都將迎刃 而解,從而將使醫(yī)學(xué)研究發(fā)生一 次革命。總之,納米技術(shù)正成為各 國科技界所關(guān) 注的焦點(diǎn),正如錢學(xué)森院士所 預(yù)言 的那樣“納米左右和納米以下 的結(jié)構(gòu)將是下一 階段科技發(fā)展 的特點(diǎn),會是一次技術(shù)革命,從而將是世紀(jì) 的又一次產(chǎn)業(yè)革命
。 ”

納米材料的研究成果

納米技術(shù)作為一種最具有市場應(yīng)用潛力的新興科學(xué)技術(shù)，其潛在的重要性毋庸置疑，一些發(fā)達(dá)國家都投入大量的資金進(jìn)行研究工作。如美國最早成立了納米研究中心，日本文教科部把納米技術(shù)，列為材料科學(xué)的四大重點(diǎn)研究開發(fā)項(xiàng)目之一。在德國，以漢堡大學(xué)和美因茨大學(xué)為納米技術(shù)研究中心，政府每年出資6500萬美元支持微系統(tǒng)的研究。在國內(nèi)，許多科研院所、高等院校也組織科研力量，開展納米技術(shù)的研究工作，并取得了一定的研究成果，主要如下：
定向納米碳管陣列的合成，由中國科學(xué)院物理研究所解思深研究員等完成。他們利用化學(xué)氣相法高效制備出孔徑約20納米，長度約100微米的碳納米管。并由此制備出納米管陣列，其面積達(dá)3毫米×3毫米，碳納米管之間間距為100微米。
氮化鎵納米棒的制備，由清華大學(xué)范守善教授等完成。他們首次利用碳納米管制備出直徑3~40納米、長度達(dá)微米量級的半導(dǎo)體氮化鎵一維納米棒，并提出碳納米管限制反應(yīng)的概念。并與美國斯坦福大學(xué)戴宏杰教授合作，在國際上首次實(shí)現(xiàn)硅襯底上碳納米管陣列的自組織生長。
準(zhǔn)一維納米絲和納米電纜，由中國科學(xué)院固體物理研究所張立德研究員等完成。他們利用碳熱還原、溶膠-凝膠軟化學(xué)法并結(jié)合納米液滴外延等新技術(shù)，首次合成了碳化鉭納米絲外包絕緣體SiO2納米電纜。
用催化熱解法制成納米金剛石，由山東大學(xué)的錢逸泰等完成。他們用催化熱解法使四氯化碳和鈉反應(yīng)，以此制備出了金剛石納米粉。
但是，同國外發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)技術(shù)相比，我們還有很大的差距。德國科學(xué)技術(shù)部曾經(jīng)對納米技術(shù)未來市場潛力作過預(yù)測：他們認(rèn)為到2000年，納米結(jié)構(gòu)器件市場容量將達(dá)到6375億美元，納米粉體、納米復(fù)合陶瓷以及其它納米復(fù)合材料市場容量將達(dá)到5457億美元，納米加工技術(shù)市場容量將達(dá)到442億美元，納米材料的評價技術(shù)市場容量將達(dá)到27.2億美元。并預(yù)測市場的突破口可能在信息、通訊、環(huán)境和醫(yī)藥等領(lǐng)域。
總之，納米技術(shù)正成為各國科技界所關(guān)注的焦點(diǎn)，正如錢學(xué)森院士所預(yù)言的那樣：納米左右和納米以下的結(jié)構(gòu)將是下一階段科技發(fā)展的特點(diǎn)，會是一次技術(shù)革命，從而將是21世紀(jì)的又一次產(chǎn)業(yè)革命。
2011年10月19日歐盟委員會通過了對納米材料的定義，之后又對這一定義進(jìn)行了解釋。根據(jù)歐盟委員會的定義，納米材料是一種由基本顆粒組成的粉狀或團(tuán)塊狀天然或人工材料，這一基本顆粒的一個或多個三維尺寸在1納米至100納米之間，并且這一基本顆粒的總數(shù)量在整個材料的所有顆粒總數(shù)中占50%以上。
1納米等于十億分之一米。在納米尺度上，一些材料具有很多特殊功能。納米材料已在人們的工作和生活中得到廣泛應(yīng)用。
在歐盟委員會通過的納米材料定義中，為什么限定基本顆粒大小在1納米至100納米之間？歐盟委員會認(rèn)為，已知的大多數(shù)納米材料的基本組成顆粒都在這一范圍內(nèi)，當(dāng)然超出這一范圍的材料也有可能具有納米材料的特點(diǎn)。這一規(guī)定是為了使標(biāo)準(zhǔn)明確。
為什么要求納米材料的基本顆?？倲?shù)量在整個材料的所有顆?？倲?shù)中占50%以上？歐盟委員會認(rèn)為，納米顆粒比例過低會淹沒整個材料的納米特性，50%是一個比較合適的比例。另外，用納米顆粒的數(shù)量比例而不是用質(zhì)量比例作為納米材料的衡量標(biāo)準(zhǔn)，更能體現(xiàn)納米材料的特點(diǎn)。因?yàn)橐恍┘{米材料密度很低，在質(zhì)量比例較小的情況下已經(jīng)能顯現(xiàn)出明顯的納米材料特點(diǎn)。
為什么納米材料包括天然材料？歐盟委員會認(rèn)為，納米材料應(yīng)按照基本組成顆粒的大小來定義，不管它是天然的還是人造的。實(shí)際上一些天然材料也具有人造納米材料的特點(diǎn)。
為什么把具有納米結(jié)構(gòu)的材料排除在納米材料之外？歐盟委員會認(rèn)為，盡管這種材料也具有納米材料的特點(diǎn)，但還無法對納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行明確定義，因而不具有可操作性。
為什么含納米材料的產(chǎn)品不是納米材料？歐盟委員會認(rèn)為，納米材料是原材料或者原材料的混合物，當(dāng)它與其他材料制成產(chǎn)品后，已經(jīng)與其他材料形成新的材料，因而制得的產(chǎn)品就不再是納米材料了。
不過，歐盟委員會也承認(rèn)，這一定義還有不完善之處，并因此決定在2014年根據(jù)科技的發(fā)展和定義的實(shí)際實(shí)施情況修訂這一定義。（轉(zhuǎn)自新華網(wǎng)）

本文地址:http://www.mcys1996.com/zhongyizatan/69264.html.

聲明： 我們致力于保護(hù)作者版權(quán)，注重分享，被刊用文章因無法核實(shí)真實(shí)出處，未能及時與作者取得聯(lián)系，或有版權(quán)異議的，請聯(lián)系管理員，我們會立即處理，本站部分文字與圖片資源來自于網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)載是出于傳遞更多信息之目的,若有來源標(biāo)注錯誤或侵犯了您的合法權(quán)益，請立即通知我們(管理員郵箱：douchuanxin@foxmail.com)，情況屬實(shí)，我們會第一時間予以刪除，并同時向您表示歉意,謝謝!

上一篇: 我國建成高水平腦成像研究機(jī)構(gòu)

下一篇: 內(nèi)鏡下通過鼻孔切腦瘤