碳納米材料在生物醫學領域的應用現狀及展望

周博秘劉景山(.通遼職業學院, 內蒙古 通遼 08000;

2.通遼市科爾沁區食品藥品監督管理局, 內蒙古 通遼 028000)

碳納米材料在生物醫學領域的應用現狀及展望

周博秘1劉景山2(1.通遼職業學院, 內蒙古 通遼 028000;

2.通遼市科爾沁區食品藥品監督管理局, 內蒙古 通遼 028000)

納米材料的發明及使用在世界上的影響范圍是非常大的，且引起了生產領域的重大變化。碳納米材料作為納米材料的一種，由于其獨特的物理特性和化學特性，在生物學領域的應用研究非常的廣泛，同時，碳納米材料的使用有效的促進了生物學領域的發展，為人類的生產生活帶來了重大的變革。本文寫作的關鍵是對碳納米材料在生物學領域的發展現狀進行簡要的分析及對其未來的發展前景做了簡要的論述。

碳納米材料；生物學領域；現狀；展望

納米作為一種新型的材料，隨著其飛速發展已成為世界科學發展的三大支柱之一，碳納米材料是納米材料的重要的組成部分，目前的發展應用主要包括碳納米管、石墨烯、納米鉆石及其他的衍生產品。目前碳納米材料在生物醫學領域的發展已取得重大的成果。但是，納米材料作為一種人類后天發明的高新技術，在生物醫學領域的應用存在很大的安全隱患。其造成的安全性問題引起了世界各個應用國家的密切關注。縱觀世界上所有的納米在生物醫學應用領域范圍大致包括基因工程、生物成像、腫瘤治療、抗傳染、抗病毒等方面的應用都取的了重大的成效，下面本文作者將針對其發展領域的具體現狀進行分析。

1 碳納米材料在醫學生物領域的應用現狀分析

(1)組織工程中的應用 碳納米材料尤其是碳納米管道的使用有效的解決了組織修復中存在的一些問題。碳納米管作為一種新型的納米材料分為單壁納米管、雙壁納米管和多壁納米管三種類型。它獨特的理化特性，如具有很高的強度和韌度，是一種超強的增強材料。目前，碳納米材料在骨組織工程中的應用取得了重大的進步，碳納米材料在使用的過程中，為骨骼細胞的吸附、生長提供了良好的支撐。眾所周知，羥基磷灰石作為骨骼生長的成分之一，它的力學能力比較弱，并不能用作重新植入材料的依附載體。所以，科學家為了解決這一難題，將納米材料和羥基磷灰石結合起來，在保持其生物性能不變的情況下，有力的提高了其力學性能，大大彌補了羥基磷灰石力學性能弱的特點。這種使用方法為骨組織的修復提供了充足的條件。此外，在富勒烯的發明下有效的抑制了骨細胞的分化，為關節炎及滑膜炎的治療起了重要的作用。

(2)神經組織工程中的應用 由于碳納米管具有很強的韌度和力度，而且具有較高的電學、磁學、吸收的性能，這一特點引起了神經領域方面專家的極大興趣。在生物學領域的應用中，碳納米管的應用很好的修復了神經缺損的運動技能，而且，相關專家發現在進行此項神經修復手術后發現，再生神經電生理與組織學指標檢測結果與自體神經移植材料的功能作用的發揮基本上相符合。這一發現，大大證明了碳納米管復合型材料是到目前為止修復周圍神經的最理想的材料。此外，在現今醫學領域阿爾茨海默病俗稱老年癡呆癥的出現，也給醫學領域的發展帶來了極大的挑戰，碳納米材料的研究使用發現，其中一種重要的類型富勒烯具有清除自由基的能力，其在神經系統中的應用能夠有效的減少神經元的死亡，抑制神經細胞的衰老、分化，對神經組織周圍的氧自由基的清除起著關鍵的作用，保護神經組織不受損害，并能夠有效的抑制谷氨酸受體作用的發揮，對腦缺血損傷等神經疾病的治療有著重要的作用。

(3)藥物、基因在體中碳納米材料的使用 碳納米管由于其物理特性的獨特，在承載生物特異性分子、運輸藥物等方面發揮著重要的作用。雖然這一應用成就無可否認，但是碳納米材料不能溶于任何溶劑的特點，也極大的限制了其應用領域的拓展。在科學家不斷的研究下，對碳納米材料外壁進行修復，力圖改變其發展特點，現今，碳納米材料在運輸藥物的時候具有很強的穿透性，并能提高藥物在血液中停留的時間，極大的提高了藥物作用發揮的時間，這一方面的優勢在抑制腫瘤細胞，治療癌癥方面具有很大的突破。此外，富勒烯的應用能夠穿過一些生物屏障，到達一些藥物不能到達的人體組織及各個細胞中，為醫學領域疾病治療的突破提供重要的藥物運輸載體。

2 碳納米材料在基因載體、生物成像等其他方面也發揮著重要的作用

筆者只是針對碳納米材料在骨組織 、神經組織、藥物載體中的應用進行了具體的論述，下面筆者將對碳納米材料的未來發展前景作出簡要的敘述。

①由于現今世界上獲得腫瘤疾病的人大有所在，而且，目前針對癌癥的治療并沒有研究處重要的解決辦法。而且，隨著現今環境的不斷惡化，人類生存質量的下降，癌癥的發病率正在處于逐年上升的趨勢，針對這一發展現狀，碳納米材料在未來的人類戰勝癌癥的治療中發揮著重要的作用。②上文作者提到過，碳納米材料雖然在眾多的領域取得了重要的發展成果，但是其引起的安全問題成為熱議的話題。如碳納米材料在人體中的使用會發生排異反應、中毒癥狀等不良反應的出現。所以，在未來碳納米材料等的使用時，應針對其安全性問題事先進行評估預測，并積極研究克服負面效應的辦法，以保證碳納米材料在未來的使用中能夠取得更大的進展。

3 結語

綜上所涉，碳納米材料在生物醫學領域的發展取得了重大的進步，但是其應用的安全性問題尚未解決，所以，相關研究人員必須在化學、生物學等各個學科的鼎力相助下共同為碳納米材料的進一步發展清除障礙，使碳納米材料更好的為人類做貢獻。

[1]張金超.碳納米材料在生物醫學領域的應用現狀及未來展望[J].化學進展，2013，(08).

[2]王冬華.納米材料在生物醫學領域的應用[J].合成材料來華與應用，2015，(10).

[3]曲秋蓮.納米技術在生物醫學領域的應用現狀及展望[J].東南大學學報(醫學版)，2011，(02).

周博秘(1979- )，女，內蒙古通遼人，講師，碩士學位，主要研究方向:納米材料、化學反應過程與設備。