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纳米碳管潜力无限
http://www.100md.com 2007年8月22日 《医药经济报》 2007.08.22
     纳米加工技术在近几年来成为国际科学界最热门的研究课题之一,如纳米碳管的诞生,将成为21世纪医疗部门与医药工业的不可或缺的重要新材料。

    技术待完善

    据了解,纳米碳管系美国科学家于1991年首先在实验室里发现。纳米碳管系一种新颖线性管材料,主要由一层或多层“碾平”的碳原子形成蜂巢结构管状物。纳米碳管有各种形态,其中最简单的纳米碳管为“单壁碳管”,其直径约为0.4nm,最长不超过100nm。更常见的纳米碳管为多层碳管,系由多个同心圆筒状碳原子所组成,其直径最大可达100nm,长度可达数百微米。这些纳米碳管被称为“多壁碳管”。多壁纳米碳管的多层碳原子由于碳原子的排列方向不同,有些朝着长轴方向,故多壁纳米碳管既具有金属性质又具有半导体性质。

    多壁纳米碳管这一复杂性质决定了其有广阔的应用前景。对于纳米碳管来说,无论实际用途还是未来应用范畴,在医疗部门和医药工业中均有巨大应用潜力。

    在医药领域的应用前景

    今年6月,美国学者Endo等人发表了一篇关于纳米碳管潜在应用前景的综述报告,报告指出纳米碳管的医疗/医药用途的前景更为诱人,包括用于细胞标记物、输送药物或生物分子材料至人体内的靶向细胞或组织、监测和传感细胞的生理活动过程、促进组织再生等。

    举例说,现有各种细胞疗法和组织工程均遭遇到监测组织再生或细胞活动方面的困难。而利用纳米碳管这一对人体无损伤的新材料,可以轻而易举地解决上述难题。只要向靶细胞或靶组织注入纳米碳管材料,再利用红外或近红外成像技术即可观察到注入纳米碳管后的细胞/组织的活动情况。目前,国外所做的散射光谱或显微光谱法检查均可追踪到注入纳米碳管后的细胞活动情形。

    碳粉材料在核磁共振成像技术中难以作为造影剂,但只要对碳进行化学修饰即可达到这一目的。例如国外将金属钆离子附着于碳粉表面即可在核磁共振成像时起到良好造影结果。而纳米碳管因其具有独特的化学性质,故毋需再加工就能直接用于实时监测细胞或组织的生理活动并得到分辨率较高的参数。国外开发的一种新型纳米碳管材料(MWNT),将其注入进病人的胰岛以后可用于监测糖尿病人在植入活体胰岛细胞后的胰岛素分泌情况,使手术医生能据此判断移植胰岛细胞的存活与否,而这在从前是难以做到的事。

    纳米碳管的极大表面积以及它们容易发生化学反应的性质使其可在靶向输送药物和基因转移疗法中发挥重要作用。由于纳米碳管壁的表面具有不同的反应性,纳米碳管的末端可与抗体结合并与靶向细胞反应,而纳米碳管的“侧壁”可通过一种生物降解的连接物与某种药物粘附,从而在进入体内后发挥靶向治疗作用。利用纳米碳管新材料,科学家今后有望开发出各种基因治疗新药从而使一些目前难以治疗的遗传病得到有效的治疗。

    另外,鉴于纳米碳管具有与众不同的可跟踪性质,其还可以用作一些人畜共有的传染病的动物活体细胞监测标志物,用于追踪口蹄疫、炭疽病、霍乱等疫情。总而言之,纳米碳管将可能改变现有医药产品的格局以及细胞治疗和免疫学的面貌,应用前景十分广阔。, http://www.100md.com(徐铮奎)