第一情报 ---材料工业

国外医学材料科学最新进展(截止2009年9月)

供稿人:汪逸丰  供稿时间:2010-1-13   关键字:医学  材料科学  纳米  
在医学材料的研发中,新兴纳米材料目前正成为研究的主力军,在抗癌、无创治疗、给药系统、筛药系统、预防蛀牙方面都有所突破。其中,抗癌材料的研究是投入力度较大的研究领域,美、英等国科学家正在利用纳米技术寻找在不损伤人体正常免疫系统的情况下杀灭肿瘤细胞的良方。此外,假肢材料以及绷带新材料也在近三年的研究过程中取得了一定的成绩。
一、纳米微粒和纳米管在在抗肿瘤方面的研究
癌症的治疗一直是中外医学界尤为关注的课题,对这一严重损害人体健康的恶性疾病的研究从未停止过,但至今各种治疗方法的疗效都欠佳。目前,一个重要的研究方向是通过纳米材料,对癌细胞进行针对性杀灭,以提高疗效,并降低副作用。此外,碳纳米管在医学治疗方面运用的安全性也受到科学家的关注。
 
美国西北大学的科学家正在研究如何使用纳米钻石颗粒向癌细胞输送药物;加利福尼亚大学也在加紧设计能够杀灭癌细胞的“纳米机器”;加州大学和麻省理工学院的科学家则试制成一种纳米级“蠕虫”,能够在不破坏人体正常免疫系统的前提下在血液中巡游和破坏肿瘤细胞;美国德州大学西南医学中心的生物医药专家和德州大学达拉斯分校的纳米技术专家联手发明了利用红外线加热碳纳米管集中杀死癌细胞的方法,实验取得了初步进展,但要将这一方法用于临床,还需要进一步的研究。此外,虽然碳纳米管在抗癌治疗方面的研究正如火如荼地开展,一组由美英科学家组成的研究小组则在对碳纳米管的使用安全性进行考量,并发现长而薄的石棉纤维状的多壁碳纳米管可能会伤害生物的间皮细胞,从而引发罕见的恶性间皮瘤。
二、能抑制疤痕组织增生的柔软医学移植材料的研制
微电极的应用如今已成为生物医学移植的重要技术之一,被应用于巴金森氏病、中风及脊髓损伤的治疗,但这种治疗技术的疗效因机体在坚硬的移植物周围生成疤痕组织而受到影响。为了攻克这一问题,科学家研制出一种像海参一样,可以在僵硬和松软状态之间转换的新型材料,如果能用这种材料制成微电极的保护鞘,则保护鞘在植入机体时会呈刚性,之后可以逐渐变得柔软,从而减轻其对周围组织的冲击,抑制周遭疤痕组织的增生。这一发明,可能为未来的移植手术病人创造福音。
三、可用于无创脊髓治疗的纳米纤维的研制
受限于医疗技术,人类脊髓的损伤目前还无法完全治愈,而之前对于脊髓治疗的方法都需要动用手术。如今,美国西北大学材料科学系教授塞缪尔·斯图普研究小组开发出一种内含可自组装成纳米纤维的分子的液体物质。在治疗脊髓损伤的时候,这种液体可直接注射入机体内,而无需实施手术。目前,这一研究仅限于动物试验中,离临床实验还有一段距离。
四、纳米级给药系统的创建
给药系统是医药研发的重要环节之一,药物能否准确到达作用对象位置,从而产生疗效和避免副作用需要高效的送药系统。目前,给药系统的微型化已成为国际医学领域的研发趋势之一,尤其是纳米技术在此中的应用更成为焦点。
 
美国加利福尼亚大学科研人员开发出一种“双滴”结构的纳米滴,有望作为药物材料的载体,用于微型送药系统中;麻省理工学院的科研小组则利用金纳米粒子及红外线,研制出可递送数种药物的可控装置,装置中不同形状的金纳米粒子可根据不同波长的红外线产生反应,从而控制每种药物的释放时间。除了美国之外,爱尔兰、瑞士等国在近两年该领域的研究中,也有所收获。爱尔兰的科学家在研究纳米颗粒用于医学送药系统时发现,纳米颗粒悬浮于血清中时,会迅速获得一层结合蛋白的覆盖层,称为“华”,这种物质可以影响进入人体的纳米颗粒的分子相互作用,而且这种影响根据纳米颗粒的尺寸大小而变化,而不是因粒子的性质而定;瑞士苏黎世联邦理工大学科研人员则于2009年6月研制出迄今为止最小的自动注射器,可在不损伤细胞的情况下向细胞内注射药物或脱氧核糖核酸(DNA)。
五、利用纳米材料提高药筛效率
药物筛选材料和系统的研发制造逐步在向微型化发展。英国伦敦纳米技术中心的研究人员研制出一种新型纳米探针,利用该纳米探针可以检测出某种抗生素药物是否能够与细菌结合,从而减弱或破坏细菌对人体的破坏能力,达到治疗疾病的目的;美国科研人员则利用聚合物纳米纤维相互交织后所产生的微弱的化学反应,开发出一种仅用大约1000个分子就可以进行化学反应的新型化学合成方法,并制成纤维反应器,这种系统已被证明可用于新型药物的快速筛选,并有进行工业原料筛选的潜质。
六、预防蛀牙的纳米级材料的研制
科学家在用二氧化硅颗粒对牙齿进行抛光方面有了新的进展。美国克拉克森大学先进材料加工中心的研究人员在2009年初的一项研究中发现,借助于二氧化硅纳米颗粒的超精细抛光方法可以保护牙齿,预防蛀牙。研究人员首次使用纳米级颗粒,采用半导体工业中的化学机械抛光技术对人类牙齿表面进行处理,使其粗糙度降至只有几个纳米,使龋菌难以附着和易于清除,从而起到防止蛀牙,保护牙齿的作用。
七、新型仿生结构假肢材料的研究
传统用来替代骨头的非木制假肢材料很容易碎裂,而木材虽然具有较好的不易断性,却因其易于在人体内腐烂,而一度被认为不适宜制造假肢。目前,意大利科学家却通过一种新方法,为木制假肢的应用创造了可能。他们将木材加热,让其中的水分和蛋白质挥发,只留下一个木材结构的碳骨架,然后让碳骨架同二氧化碳和氧气发生反应,得到与骨头性质相近,又拥有木头基本结构的白色碳酸钙。这种物质易被整合进入身体,适合于骨肿瘤移植和严重骨折的治疗。但其还不能取代整个骨头,科学家希望最终能够通过上述研究成果,最终研制出能够模拟整个骨头的复杂材料。
八、具有强附着力、自降解力和防潮能力的生物绷带材料的研制
普通绷带材料强力不大,且难以防水,易感染和不能自动降解。美国麻省理工学院和哈佛大学医学院的科研人员模仿壁虎足掌底部高低起伏的特征,发明了一种由生物橡胶制成,具有强附着力的防水医用绷带,该绷带能够应用于心脏、膀胱、肺部组织等“潮湿”环境,可防止手术中体液或血液渗漏,且不会引发伤口发炎或毒副作用,并可以自动生物降解。
 

相关链接
科学网:http://news.sciencenet.cn/
 

万方数字化期刊中相关文章
转基因家兔模型在生物医学研究中的应用现状与进展
作者:贾锐胜|张光伟|
刊名:齐齐哈尔医学院学报
年:2007
卷:28
期:20
摘要:转基因家兔是生物医学研究重要的实验动物模型,表达人类基因的转基因家兔已经被广泛应用在人类心血管病、艾滋病、癌症等疾病的研究中,特别是利用转基因家兔模型在人类动脉粥样硬化实验研究中已经取得了令人注目的成绩.本文对转基因家兔模型制作及其在生物医学研究中的应用现状、进展和发展趋势进行了综述.
生物芯片技术在预防医学检验中的应用
作者:徐咏薇|
刊名:环境与健康杂志
年:2007
卷:24
期:6
摘要:目前生物芯片技术已广泛应用于基因表达谱分析、疾病诊断、药物筛选、肿瘤标志物、多种病毒检测等各个领域,基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点成为一项现代化诊断新技术.该文就生物芯片技术在环境卫生、病毒检测、劳动卫生、营养与食品卫生等预防医学检验领域的应用进行综述.
揭示基因组功能的强大工具:基因打靶技术——2007年度诺贝尔生理学或医学奖成果简介
作者:秦川|
刊名:科技导报
年:2007
卷:25
期:24
摘要:基因打靶技术是20世纪80年代发展起来的新技术,是一种利用DNA同源重组原理和胚胎干细胞(ES细胞)技术按定向组合的方式改变生物活体遗传信息的实验手段,具有定位性强、打靶后新的基因有随染色体DNA稳定遗传的特点,其方法包括基因敲除、基因敲入、点突变、缺失突变、染色体组大片段删除等,相关的基因工程技术包括转基因、基因沉默和基因捕获技术等,为生命科学、基因组学和疾病治疗等领域的研究提供了强大的工具.美国科学家Mario R.Capecchi,Oliver Smithies和英国科学家Martin J.Evarts 因基因打靶技术的开创性研究而获得了2007年度诺贝尔生理学或医学奖.
生物医学新材料为颅内动脉瘤血管内治疗带来的前景与优势
作者:野向春|王宏|
刊名:中国组织工程研究与临床康复
年:2007
卷:11
期:44
摘要:学术背景:血管内介入治疗动脉瘤使患者死亡率明显降低,且依从性好,但仍存在动脉瘤再通、对于宽颈及较大和巨大动脉瘤不能有效和持续栓塞的问题,近年来开展的脑血管内组织工程为弥补上述不足提供了新思路.目的:介绍颅内动脉瘤血管内介入治疗材料的研究进展及其使用方法.检索策略:由第一、二作者应用计算机检索Pubmed数据库1992-01/2007-02相关文献,检索词为"intracranial aneurysm endovascular treatment"限定语言种类为"English";同时检索维普中文期刊数据库、万方数据库1995-01/2007-02相关文献,检索词为"颅内动脉瘤血管内介入治疗",限定语言种类为中文;同时手工翻阅相关书籍.纳入标准:文章内容与颅内动脉瘤血管内介入治疗新材料的特点及进展有关.排除标准:较陈旧的文献和重复研究.文献评价:共收集到65篇相关文献,29篇文献符合标准,其中3篇为综述和述评类文献,其余26篇为基础研究.29篇中9篇介绍新材料的生物学特性,20篇是关于新材料在颅内动脉瘤血管内介入治疗领域中的应用.资料综合:重点介绍了新型颅内血管支架Neuroform支架、3-D微弹簧圈、Tispan技术、Matrix微弹簧圈、非黏附性液体栓塞材料ONYX、TRUFILL DCS可脱性弹簧圈系统、可膨胀性水凝胶-铂金弹簧圈HES等新材料的发展和改进过程,各种新材料的特性和优缺点,以及新材料在颅内动脉瘤血管内介入治疗领域中的应用情况和发展趋势.结论:脑血管疾病血管内治疗所用组织工程弹簧圈和组织工程支架,有的处在动物实验或临床前期研究阶段,有的已应用到临床,并取得了良好的效果.组织工程弹簧圈将逐步取代铂金弹簧圈,以实现动脉瘤良好的长期填塞效果.

注册成为正式用户,登陆后,获得更多阅读功能与服务!
转载本文需经本平台书面授权,并注明出处:上海情报服务平台www.istis.sh.cn
了解更多信息,请联系我们

§ 请为这篇文章打分(5分为最好)