黃 芳，顏 美，王 莉，何今朝，肖 章

(西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川 綿陽 621010)

納米材料是指具有一些獨(dú)特的物理或化學(xué)特性，粒徑在1～100 nm左右的固體物質(zhì)[1]。納米材料可分為有機(jī)和無機(jī)納米材料兩類：其中有機(jī)納米材料包括納米纖維、納米管和石墨烯、脂質(zhì)體、聚合物納米顆粒等；無機(jī)納米材料包括單質(zhì)、合金、二氧化硅、量子點(diǎn)等[2]。在過去的幾十年里，納米材料的發(fā)展呈爆發(fā)的態(tài)勢(shì)，納米材料的制造、合成、工藝優(yōu)化、應(yīng)用、作用機(jī)制等引起了學(xué)者的廣泛關(guān)注[3]。納米材料要求在納米的級(jí)別上進(jìn)行理解、操作和研究，因此科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為納米技術(shù)的發(fā)展提供了無限的可能[2]；同時(shí)，納米材料與技術(shù)的發(fā)展為其在各個(gè)領(lǐng)域包括醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新思路[4]，推動(dòng)了各領(lǐng)域的進(jìn)步。

納米科學(xué)在醫(yī)學(xué)上是特別有前途的領(lǐng)域。研究表明，納米材料是在所有已知材料中具有最大比表面積的物質(zhì)，可以有效的運(yùn)載和輸送藥物，也可以用于放射性的標(biāo)記或修飾，因此常用于靶向給藥、細(xì)胞成像、分子檢測(cè)等[5-6]；同時(shí)，納米材料具有良好的生物相容性和可降解特性，因此能在相應(yīng)器官中聚集并有較小的副作用[7]；另外，納米材料具有緩釋特性，能減少藥物濃度以降低毒副作用[8]；具有穩(wěn)定性可用于生物成像、抗菌劑、增強(qiáng)酶的可持續(xù)性[4,9-10]……以上這些奠定了納米材料在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的基礎(chǔ)，因此，本篇文章就納米材料在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用進(jìn)行綜述，提供最新的醫(yī)學(xué)信息。

1 癌 癥

癌癥是當(dāng)今造成人體死亡的主要原因之一，現(xiàn)有的癌癥的治療法主要包括手術(shù)、放療、化療、靶向和免疫療法五類[11]。最近，納米材料在癌癥的治療和診斷上引起了人們的極大興趣。與小分子相比，納米材料因其特殊的性質(zhì)如大比表面積、高標(biāo)記能力等，使其具有巨大的癌癥成像潛力與治療潛力[12-13]。研究發(fā)現(xiàn)，納米材料可用于癌癥光熱療法、磁熱療、靶向給藥、影像指導(dǎo)療法和放射療法等[9,12]。Rajasekar等[9]提出納米材料如貴金屬粒子、二硫化碳、石墨烯等廣泛用于光熱療法中的光熱轉(zhuǎn)化劑；Li等[14]提出雙金屬納米材料具有卓越的化學(xué)發(fā)光催化(CL)能力，可以促進(jìn)CL信號(hào)來檢測(cè)和治療癌癥；Das等[15]論述了具有磁性和光學(xué)性質(zhì)的磁性金納米顆?？梢杂糜诖殴舱癯上窈桶┌Y治療；Li等[16]發(fā)現(xiàn)靜脈注射Bi2Se3的巨噬細(xì)胞具有良好的生物相容性，可以增長血液的循環(huán)，克服與缺氧相關(guān)的藥物傳遞障礙，從而有效地靶向腫瘤，并顯著提高光熱癌治療的效率。

2 心血管疾病

據(jù)17年世界衛(wèi)生組織顯示，心血管疾病(CVD)是全球人類死亡的第一大原因。誘發(fā)心血管疾病的原因有很多，如糖尿病、肥胖[17]、氧化應(yīng)激[18]、壓力[19]等，各種引發(fā)因素導(dǎo)致流入心肌的血液不足，造成心肌梗塞或心力衰竭等[20]。CVD的早期診斷對(duì)于患者的治療與康復(fù)至關(guān)重要?；贑VD的高發(fā)病率促進(jìn)了心血管應(yīng)用生物材料的研究，納米材料在心血管疾病的治療上已經(jīng)取得巨大的成就。研究表明，納米材料可以增強(qiáng)心血管系統(tǒng)內(nèi)的細(xì)胞反應(yīng)，提高生物材料的性能；可以用于核共振成像、測(cè)定CVD標(biāo)記物、生物成像技術(shù)的造影劑。另外，控制納米結(jié)構(gòu)表面可以選擇性地引導(dǎo)細(xì)胞活動(dòng)，這對(duì)心血管疾病很有用[21-24]。Kopaczynsk等[24]用二氧化鈦納米材料作為心血管支架涂層，改善血管內(nèi)植入物表面的安全性，使其具有更好的生物相容性并防止了血栓的形成；Hasanzadeh等[26]用二氧化硅修飾和電氧化傳感器檢測(cè)心血管藥物，成功證明了該傳感器可用于確定人血清樣品中所選藥物的適用性；李濤等[27]論述了納米材料在冠心病、高血壓、急性心肌梗死等方面均有作用。

3 抗菌劑

微生物感染是當(dāng)今科學(xué)家們攻克的難題之一?？股氐牡絹斫o予了人們希望，但隨之而來的耐藥性使抗生素的使用受到限制。由于納米材料的優(yōu)良特性，部分研究者把目光投在納米材料上。近年來，納米材料的抗菌特性得到了應(yīng)用，與抗生素相比，抗菌納米顆粒具有低毒、克服耐藥性、低成本等優(yōu)點(diǎn)。公認(rèn)的抗菌機(jī)制包括鋒利的邊緣介導(dǎo)的切割作用，氧化應(yīng)激和細(xì)胞滯留。各種納米材料如石墨烯、Ag、Ag2O、TiO2、MgO、ZnO、CaO等已被用作殺菌劑。最近的研究表明，Ag納米顆粒對(duì)人的干擾最小且抗菌活性高，因此在醫(yī)學(xué)界廣泛使用[4,28-31]。Balraj等[32]合成球形MgO納米材料并證明其可作為抗鏈球菌的潛在納米材料；Nagarajua等[33]合成摻銀的氧化鋅納米顆粒，表明摻銀的氧化鋅納米顆粒光催化活性與抗菌活性更優(yōu)異；Khawaja等[34]合成了高度抗菌的納米復(fù)合氧化石墨烯，殼聚糖和銀納米顆粒(GO-CS-Ag)并通過實(shí)驗(yàn)證明GO-CS-Ag納米復(fù)合材料可潛在的應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)工業(yè)。

4 肥胖癥

肥胖也是當(dāng)今世界不可忽略的一個(gè)問題。肥胖是一種慢性且終身的疾病，不僅損害健康還明顯縮短壽命；糖尿病、高血壓、心臟病、癌癥、阿爾茨海默氏病等是其常見的并發(fā)癥。抗肥胖癥的療法依賴于改變飲食、藥物和手術(shù)治療；三種方式相結(jié)合對(duì)于治療肥胖癥是有效的，然而藥物療法存在諸多副作用受到限制。近十年來，因納米材料可作為藥物載體進(jìn)行靶向給藥從而控制肥胖藥的組織與細(xì)胞分布使其在肥胖癥的治療上受到關(guān)注；通過這種方法可以提高療效，同時(shí)減輕副作用[35-38]。Sangwai等[39]為改善奧利司他水溶性差的問題將其制成納米乳液使其更好的發(fā)揮功效；Kesharwani等[40]提出用納米顆粒如脂質(zhì)體、樹狀聚合物、脂質(zhì)體和膠束可以遞送口服降血糖藥實(shí)現(xiàn)靶向給藥，同時(shí)減少其降解，提高療效；MSc等[41]證明氧化鈰納米顆粒的抗氧化作用可以有效減輕小鼠體重，降低胰島素、葡萄糖和甘油三酸酯的水平，并無明顯毒理作用，可用于治療肥胖癥。

5 神經(jīng)系統(tǒng)疾病

幾乎所有的神經(jīng)系統(tǒng)疾病如中風(fēng)，脊髓損傷與大腦，脊髓或神經(jīng)損傷有關(guān)。神經(jīng)系統(tǒng)的損傷通常會(huì)牽連到與說話，吞咽，呼吸，學(xué)習(xí)等有關(guān)問題。受血腦屏障或影響周圍組織的限制，神經(jīng)藥物的使用受到一定限制；而納米材料由于其尺寸小且具有靶向性現(xiàn)如今廣泛的用于神經(jīng)藥物的遞送系統(tǒng)，發(fā)揮了良好的作用。迄今為止，包括脂質(zhì)體、微粒、膠束、納米乳劑、聚合物納米顆粒、碳納米管、量子點(diǎn)和金屬納米管等納米材料已被用于神經(jīng)系統(tǒng)的診斷和管理[2,42-43]。Aldinucci等[44]提出碳納米管已應(yīng)用于神經(jīng)組織工程的幾個(gè)領(lǐng)域，他們用碳納米管與人類樹突狀細(xì)胞(DC)的相互作用，發(fā)現(xiàn)體外分化和激活的DC表現(xiàn)出與碳納米管連接時(shí)的免疫原性較低；Huang等[45]提出脂質(zhì)納米顆粒的PEG化是一種有前途的生物材料，可用于抑制P2X(7)依賴性神經(jīng)炎癥反應(yīng)的靶向治療。

6 其 它

除上述外，納米材料在傷口愈合、哮喘、過敏性氣道疾病、調(diào)節(jié)酶活性、皮膚護(hù)理、醫(yī)用紡織品等方面均表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景[10,46-47]。Pavlidis等[48]發(fā)現(xiàn)酶與納米材料的相互作用會(huì)顯著影響酶的催化行為，提高脂肪酶的催化效率；Parani等[49]提出基于聚合物，金屬和陶瓷的納米材料，可用作治療性輸送劑，以加速受損的皮膚和表皮組織的再生；Kabir等[50]論述了基于納米材料可開發(fā)的呼吸分析儀，在選擇性、靈敏度、響應(yīng)時(shí)間等方面具有潛在優(yōu)勢(shì)，有助于識(shí)別特定疾病。

7 結(jié) 語

納米材料因其具有生物相容性、穩(wěn)定性、大比表面積等良好的性質(zhì)在醫(yī)療領(lǐng)域如癌癥、心血管疾病、抗菌、肥胖癥、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等方面到了廣泛的使用，成為醫(yī)療界的研究熱點(diǎn)。在未來，納米材料必將會(huì)以更有效、更有針對(duì)性的治療方式呈現(xiàn)在大家面前，納米材料也會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)其它領(lǐng)域的進(jìn)步。本篇文章有利于人們獲取比較前沿的納米-醫(yī)學(xué)知識(shí)，對(duì)納米材料有一個(gè)新的認(rèn)識(shí)。