第一情报 ---材料工业

蓬勃发展的世界生物医学材料产业(三)

供稿人:马春  供稿时间:2005-3-18   关键字:世界  生物医学材料  产业  
五、2003年世界纳米材料在医学领域的应用获得可喜进展
根据美国Front Line策略管理顾问公司出版的《纳米生物技术的机会与技术分析》市场报告:纳米技术在生命科学中的应用属于相当新的领域,而且大都属于学术研究性质。而纳米材料,诸如:碳巴氏球,纳米树枝状有机分子,以及金属纳米粒子都已经开始达到医药与诊断使用于体内与体外的商业化市场阶段。目前纳米材料在医学领域的应用热点为纳米医药机器人、纳米定向药物载体、纳米在基因工程蛋白质合成中的应用等具有潜力的方向。
 
2003年2月,美国弗吉尼亚大学的研究人员在美国化学协会杂志《纳米通信》上发表论文,称他们用比发丝还细1000倍的血液纤维蛋白原研制出可被人体自然降解的纳米止血绷带,不仅能快速止血,还能促进伤口自然愈合。目前现已制造出各种尺寸的止血绷带,小到划伤,大到枪伤,都有望一贴见效。
 
2003年3月,俄罗斯莫斯科国家口腔大学和创伤中央研究所研制出一种可修复人体受损组织的新型生物复合材料。研究人员发现,从人体或动物的骨骼中提取的骨胶原与从结缔组织中分离出的复杂氨基葡萄糖结合起来,可以获得具有独特功能的新型生物复合材料。在这一生物复合材料中,骨胶原和复杂氨基葡萄糖对人体组织有着特殊功能,将有助于恢复受损伤的人体器官组织功能,如可加速伤口的愈合,用于牙科手术、肉瘤的治疗,以及关节的修复等,该科研成果将在医学上获得广泛应用。
 
2003年8月,日本科学家实现利用纳米颗粒对体内器官给药,利用电流脉冲将基因或蛋白质插入表面“印”有蛋白质“地址”的纳米颗粒,将其注射到实验鼠体内,使颗粒有效抵达肝脏细胞并释放所携基因。这种新技术有望用来为肝脏运送基因或药物,在应用对症的基因或药物治疗各种肝病时发挥作用。相关研究成果发表在当月的《自然生物技术》上。
 
2003年11月,据《日本经济新闻》报道,日本产业技术综合研究所开发出了纳米级胶囊。在动物实验中,这种胶囊可以把药物送到动物体内预定位置,这对研究副作用小的疾病治疗方法大有帮助。报道说,研究人员在实验中使用的胶囊直径约为100纳米,由与细菌相似的物质制作而成,其表面附有只与蛋白质结合的植物血凝素。胶囊首先会在血液中移动,然后集中于炎症部分,最后穿过血管内壁进入病灶。
 
2003年11月,美国赖斯大学则设计制造出可寻找和杀死恶性肿瘤细胞的镀金纳米子弹,可被注射到血管中,顺着血流探寻和发现癌细胞。再用近红外线照射,使纳米子弹开始升温,导致癌细胞被热死。对无法进行手术切除的恶性肿瘤来说,定点“爆破”可能是最有效的武器,发展前景十分乐观。目前,研究人员正在申请进行人体实验,有望在今后1年到1年半内在肺癌病人身上做临床实验。
 
2003年11月,以色列科学家利用生物自组装技术和碳纳米管的电子特性,首次在DNA上制造出纳米晶体管。纳米专家称,这是纳米技术研究领域的一大突破。科学家称,这一突破显示,利用生物技术制造无机物器件是可能的。今后,这种器件面临的主要问题,是如何使其组件更好地与DNA中的生物反应和金属化过程相协调。
 
六、发达国家高度重视纳米生物材料的研究
新世纪是以高科技为基础的新经济时代,而在高科技的发展中,新材料又是支柱、动力和先导,可以说新材料是新经济的“基础之基础”。同时,在新材料领域占有突出地位的生物医学材料也因此倍受关注,生物医学材料正受到世界各国,尤其是先进国家的高度重视,得到了全球科学家的特别青睐。发达国家为抢占生物医学材料技术的战略高地,纷纷制定出相关战略计划并投入巨资。
 
美国政府一直将材料科学和技术列为重要的研究领域,自2001年以来,政府对纳米研发的投入增加了83%,2004财政年度的研发预算近8.5亿美元,比上一财年增加10%。美国不断加大执行“国家纳米计划”的力度,并且制定了新的战略目标:到2010年培养80万纳米科技人才,确保美国在21世纪占据纳米领域的霸主地位。而且,从美国科学年会上获知,美国纳米技术的研究热点正在由半导体芯片领域转向诸如疾病诊断、疾病治疗等医学领域,医学纳米技术已经被列为美国国家的优先科研计划。
 
日本政府从2001年起实施为期7年的“纳米材料工程”计划,这个计划每年的投资额为50亿日元,同时设立纳米材料研究中心,把纳米技术列入新5年科技基本计划的研究开发重点;2003年十月又成立了包括东丽、日立、三菱商事、岛津制作所等在内,共有268家大型企业参加的纳米技术商务推进协会。
 
2003年6月,德国联邦研究部拨款1亿马克用于开发纳米生物新技术的研究项目。此项拨款的主要目的是进行一项跨学科的课题研究,它涉及物理学、生物学、化学、材料学和工程学等多门学科。一方面要加强纳米技术基础研究,另一方面要努力将新技术直接应用到实际生活中去。在生物医学领域,纳米技术具有广阔的应用前景,可以用于多种疑难疾病的早期诊断与治疗,例如可借助最小的纳米粒子在病变细胞扩散之前摧毁肿瘤组织等等。
 
2003年9月,欧盟科研总司召集专家共同探讨材料学的未来发展,决定着力推动十大材料研究领域的发展,它们分别是催化剂、光学材料和光电材料、有机电子学和光电学、磁性材料、仿生学、纳米生物技术、超导体、复合材料、生物医学材料以及智能纺织原料。欧盟对未来仿生材料的研究将集中在两个方面:一是仿生材料体积小型化和功能多样化;二是仿生材料的有机复合。而生物医学材料研究的重点是在保证安全的前提下开发相容性更好、耐腐蚀、持久性更好的人体组织器官修复和替换医学材料;加强对纳米生物技术材料的研究,开发用于针对目前难治之症的纳粒子药物嵌入系统以及小型侵入手术和非侵入诊断系统。
 
七、结束语
生物医学材料是材料科学与工程的重要分支,其最大特点是学科交叉广泛、应用潜力巨大、挑战性强。随着新材料、新技术、新应用的不断涌现,吸引了许多科学家投入这一领域的研究,成为当今材料学研究最活跃的领域之一。在我国,生物医学材料的研究虽然取得一些令人瞩目的成果,但整体水平不高,跟踪研究多,源头创新少。在产业化方面,我国生物医学材料及其制品占世界市场的份额不足2%,主要依靠进口,产品技术结构和水平基本上处于初级阶段。
 
面对世界生物医学材料研究大发展的浪潮,对于中国这样一个大国,大力发展生物医学材料研究是必须迎接的挑战,也是一次机遇。如果我国的生物医学材料研究上不去,它就可能成为影响我国生物医学材料产业发展的严重障碍,更有可能造成其他相关产业发展的后劲乏力。有利的条件是在863计划(国家高技术研究发展计划)、973计划(国家重点基础研究发展计划)的支持下,我国生物医学材料研究的发展已有了一定的基础,近年来也取得了相当的成果。抓住机遇和挑战,大力发展生物医学材料研究,不失时机的做好各方面的工作,使其有重大的发展。

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