❶ 纳米有哪些作用
纳米技术的作用有:
疾病的早期检测与纳米药物
纳米材料在医药行业得到广泛应用。如根据量子点的荧光效应、磁性纳米材料的磁效应、纳米材料的吸附作用等,能够将检测的灵敏度大幅提高,有利于疾病的早发现。纳米颗粒作为药物载体,具有高度靶向、药物控制释放、提高药物的溶解率和吸收率等优点。一些纳米材料被证明本身即是高效的全新药物。
纳米机器人
纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容,第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体,这种纳米机器人可注入人体血管内,进行健康检查和疾病治疗。纳米机器人还可以用来进行人体器官的修复工作、作整容手术、从基因中除去有害的DNA,或把正常的DNA安装在基因中,使机体正常运行。
还有纳米存储器和纳米绿色印刷技术等。
❷ 纳米医学会有哪些强大作用
纳米医学可以修复畸变的基因、扼杀刚刚萌芽的癌细胞、捕捉侵入人体的细菌和病毒,并在它们致病前就消灭它们;探测机体内化学或生物化学成分的变化,适时地释放药物和人体所需的微量物质,及时改善人的健康状况。未来的纳米医学将是强大的,它又会是令人惊讶的小,因为在其中发挥作用的药物和医疗装置都是肉眼所无法看到的。最终实现纳米医学,将使人类拥有持续的健康。
❸ 纳米技术对医疗方面有什么好处
利用纳米技术制成的微型药物输送器,可携带一定剂量的药物,在体外电磁信号的引导下准确到达病灶部位,有效地起到治疗作用,并减轻药物的不良反映。用纳米制造成的微型机器人,其体积小于红细胞,通过注射进入血管中在人的操控下能疏通脑血管的血栓。用纳米技术制成的新型诊断仪器,只需检测少量血液,就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。利用纳米级荧光微粒接上抗体,就能进行免疫学的间接凝集试验。0.5克金便可制备10000毫升纳米金溶胶,作为妊娠试剂可验孕10000人次,诊断快速可靠。
跑步的人体
❹ 什么是纳米医学的奥秘
健康是现代人的追求,而医学又与人体健康息息相关。那么,纳米医学不同于传统医学的是什么呢?
我们知道人体是由多种器官组成的,如大脑、心脏、肝、脾、胃、肠、肺、骨骼、肌肉和皮肤等;器官又是由各种细胞组成的,细胞是器官的组织单元,细胞的组合作用才显示出器官的功能。那么细胞又是由什么组成的呢?按现在的认识,细胞的主要成分是各种各样的蛋白质、核酸、脂类和其他生物分子,可以统称为生物分子,它的种类有数十万种。生物分子是构成人体的基本成分,它们各自具有独特的生物活性,正是它们不同的生物活性决定了它们在人体内的分工和作用。由于人体是由分子构成的,所有的疾病包括衰老本身就都可归因于人体内分子的变化。当人体内的分子机器,如合成蛋白质的核糖体、DNA复制所需的酶等,出现故障或工作失常时,就会导致细胞死亡或异常。从分子的微观角度来看,目前的医疗技术尚无法达到分子修复的水平。纳米医学正是要弥补这个不足,它可以在分子水平上,利用一系列微小的工具从事诊断、医疗、预防疾病、防止外伤、止痛、保健和改善健康状况等工作。而且当前某些难以治疗的疾病利用纳米医学技术将能得到很好的治疗。
有了纳米技术,人们将从分子水平上认识自己,创造并利用纳米装置和纳米结构来防病治病,改善人类的整个生命系统。
首先需要认识生命的分子基础,然后从科学认识发展到工程技术,设计制造大量具有令人难以置信奇特功效的纳米装置,这些微小的纳米装置的几何尺度仅有头发丝的千分之一左右,是由一个个分子装配起来的,能够发挥类似于组织和器官的功能,并且能更准确和更有效地发挥作用。它们可以在人体的各处畅游,甚至出入细胞,在人体的微观世界里完成特殊使命。例如:修复畸变的基因、扼杀刚刚萌芽的癌细胞、捕捉侵入人体的细菌和病毒,并在它们致病前就消灭它们;探测机体内化学或生物化学成分的变化,适时地释放药物和人体所需的微量物质,及时改善人的健康状况。未来的纳米医学将是强大的,它又会是令人惊讶的小,因为在其中发挥作用的药物和医疗装置都是肉眼所无法看到的。最终实现纳米医学,将使人类拥有持续的健康。
需要提醒的是,如果现在就跑到大夫那儿去要纳米处方,大夫会被你弄得莫名其妙。上面所谈的纳米医学景观尚处于设计和萌芽阶段,还有很多的未知领域需要去探索。例如:这些纳米装置该由什么制成?它们是否可以被人体接受并发挥预期的作用?科学家们正在全力以赴地把纳米医学的科学想法变成医学现实。
一定有人会问:纳米医学是不是科学幻想?它离我们到底有多远?还要等多久才能看到医学上的实现?事实上,它已经逐步进入我们的生活,并获得蓬勃发展。下面让我们看一看这一领域已经取得的科学进展。
纳米技术找到瞌睡虫
人困了就要睡觉,但睡觉是什么因素在起作用呢?人们身上有没有“瞌睡虫”呢?
近年来,由于电脑、示踪原子、电子显微镜等先进技术的使用,“瞌睡虫”似乎已被发现了。科学家们曾做过一种实验,使一只山羊累得筋疲力尽,不让它睡觉,然后取其一些脑髓液,再注入猫、狗或人体中,仅百万分之一克,就能使受试者沉睡几个小时,利用精密的分析方法,得知组成这种睡眠素的成分是二种睡眠肽,被称为S因子,也就是人们常说的“瞌睡虫”。另一种实验方法,则把目标选在冬眠动物上。先用人工条件使黄鼠进入冬眠,抽取其血液,注入到活蹦乱跳的田鼠体中,田鼠也马上进入冬眠。科学家深入研究,发现冬眠动物血液中存在三种奇异的微小颗粒,具有诱发动物冬眠的作用。
有趣的是,科学家通过应用生物纳米技术已经找到了好几种不同结构的睡眠素,它们在睡眠过程中能起不同的作用,有的能催眠,有的能延长睡眠的时间,有的能使睡眠更加深沉。
目前科学家正加紧研究睡眠素结构,以便找到人工合成的方法。一旦揭开其中奥秘,不仅可以使无数失眠病人解除痛苦,还给医生找到一种新疗法:手术后给病人注射微量睡眠素,使病人熟睡几天或几周,一觉醒来,伤口已愈合。利用睡眠素,宇航员在漫长的宇宙航行中沉睡几个月甚至更长时间,使人类飞向茫茫宇宙成为现实。
我们平常吃药要么口服,要么打针,都不太舒服。有没有方法不用打针吃药呢?要想治病,药还是得“吃”。可是如果把药物的颗粒变成了纳米尺寸,那么就可以不用嘴来吃了,而是让我们的皮肤来“吃”,也就是让皮肤来吸收药物。如果把纳米药物做成膏药贴在患处,药物可以通过皮肤直接被吸收,而无须针管注射,少去了注射的感染。
按目前的认识,有半数以上的新药存在溶解和吸收的问题。由于药物颗粒缩小后,药物与胃肠道液体的有效接触面积将增加,药物的溶解速率随药物颗粒尺度的缩小而提高。药物的吸收又受其溶解率的限制,因此,缩小药物的颗粒尺度成为提高药物利用率的可行方法。一些原本不易被人体吸收的药物如果变成纳米药物;如把维生素等做成纳米粉或纳米粉的悬浮液则极易被人体吸收。
随着纳米技术在医药领域的应用研究和开发的深入,超细纳米技术将在医药领域发挥更重要的作用。运用纳米技术,还可以对传统的名贵中草药进行超细开发,同样服用贴药,纳米技术处理的中药可以最大限度地发挥药效。
人造胰脏
纳米生物技术的典型例子是德赛博士的人造胰脏。德赛博士在波士顿大学工作,她正在研制一种可以注入糖尿病患者体内的新药。目前病人必须注射胰岛素来控制病情,而胰岛素是在胰腺的胰岛细胞内生成的一种激素类蛋白质。德赛博士选择老鼠的胰岛细胞进行试验,这种细胞容易获得,但通常只在老鼠体内持续几分钟就被来自免疫系统的抗体破坏。这里就应用了纳米技术,虽然还相当粗糙。德赛博士将她的老鼠胰腺细胞装进布满纳米孔的膜中,这些纳米孔的直径只有7个纳米,是利用光刻技术获得的。这种技术也应用在计算机芯片上。当血液中的葡萄糖通过纳米孔渗透进来,胰岛细胞会相应地释放胰岛素,7个纳米的毛细孔足以让小分子的葡萄糖和胰岛素通过。但是相对较大的抗体分子却不能通过,因而不会毁坏胰岛细胞。
迄今为止这种技术还停留在老鼠试验阶段,被植入胶囊的糖尿病老鼠在没有注射胰岛素的情况下活了好几个星期。因此这种装置有可能成为一个成功的纳米医药发明。
纳米孔胶囊也能用做传送稳定剂量的药物,这种情况下毛细孔将担当十字形转门而不是看门者。由于比药物分子略大,这些细孔将控制药物分子的渗透率,从而保持细胞中的药量恒定,与胶囊内剩余的药量无关。德赛博士将这种胶囊比做一间带门的房子,门的宽度只能一次允许一人通过,房子里空余面积的多少更多地依赖于人们挤过房门有多快,而不是房间有多满。
人造红细胞
我们人类必须时时刻刻地呼吸,因为我们需要空气中的氧气。当我们奔跑的时候,往往会觉得很累,那是因为剧烈运动要消耗很多的氧气,而呼吸又不能马上补充这种消耗,因此造成了我们身体不能得到足够的氧气,氧气不够你就会觉得筋疲力尽。有没有可能让我们总是得到充足的氧气呢?那样我们每个人或许都能成为“跑不死”。科学家正试图利用纳米技术制造一种红细胞,它有望实现我们的愿望。
纳米医学不仅具有消除体内坏因素的功能,而且还有增强人体功能的能力。我们知道,脑细胞缺氧6~10分钟即出现坏死,内脏器官缺氧后也会呈现功能衰竭。设想一种装备超小型纳米泵的人造红血球,携氧量是天然红血球的200倍以上。当人的心脏因意外突然停止跳动的时候,医生可以马上将大量的人造红血球注入人体,随即提供生命赖以生存的氧,以维持整个机体的正常生理活动。美国的纳米技术专家初步设计了一种人造红血球,这个血球是个1微米大小的金刚石的氧气容器,内部有1000个大气压。它输送氧的能力是同等体积天然红细胞的236倍。
它可以应用于贫血症的局部治疗、人工呼吸、肺功能丧失和体育运动需要的额外耗氧等。
美国密歇根大学的科学家已经用树形聚合物发展了能够捕获病毒的纳米陷阱。体外实验表明纳米陷阱能够在流感病毒感染细胞之前就捕获它们,同样的方法期望用于捕获类似艾滋病病毒等更复杂的病毒。纳米陷阱使用的是超小分子,此分子能够在病毒进入细胞致病前即与病毒结合,使病毒丧失致病的能力。
通俗地讲,人体细胞表面装备着含有某些特定成分的“锁”,只准许持“钥匙”者进入。不幸的是,病毒竟然有“钥匙”。要是能把这个钥匙毁掉的话,病毒就无法攻击细胞了。密歇根大学的科学家正是采用这种想法,他们制造的纳米陷阱实际上也是一个“锁”,病毒携带的“钥匙”也可以插入这个锁,而且一旦插入,就无法拔出来,如此一来病毒的“钥匙”就作废了,无法再感染人体细胞了。
美国桑的亚国家实验室的发现实现了纳米技术爱好者的预言。正像所预想的那样,纳米技术可以在血流中进行巡航探测,及时地发现诸如病毒和细菌等的外来人侵者,并予以歼灭,从而消除传染性疾病。实验室的科研人员做了一个雏形装置,发挥芯片实验室的功能,它可以沿血流流动并跟踪镰刀状红细胞和感染了艾滋病病毒的细胞。
不久前美国密歇根大学生物纳米技术中心的一群科学家来到了美国陆军犹他州的德格伟试验场。他们此行的目的是为了演示“纳米炸弹”的威力。这些“纳米炸弹”当然不是什么庞然大物,而是分子大小的颗粒,其粗细约为针头的1/5000。但它能摧毁人类的众多微生物敌人,包括含有致命的生物病毒的炭疽的孢子。在试验中这种设备的成功率竟然高达100%。作为一种抵御炭疽攻击的潜在武器,它同样具有惊人的民用价值。例如,研究人员只要调整“炸弹”中溶剂、清洁剂和水的比例,就可以为炸弹提供生物编码指令,使它杀死引起流感与疱疹的病毒。密歇根大学的科研小组现正在研制对目标极具选择性的新型纳米炸弹,它们能够趁大肠杆菌、沙门氏菌或李氏病菌到达大肠之前进行攻击。
❺ 纳米的用处是什么
纳米技术的应用
纳米技术目前已成功用于许多领域,包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等。本词条为纳米技术应用的总纲,包括如下领域:
1、纳米技术在新材料中的应用
2、纳米技术在微电子、电力等领域中的应用
3、纳米技术在制造业中的应用
4、纳米技术在生物、医药学中的应用
5、纳米技术在化学、环境监测中的应用
6、纳米技术在能源、交通等领域的应用
7、纳米技术在农业中的应用
8、 纳米技术在日常生活中的应用
衣
在纺织和化纤制品中添加纳米微粒,可以除味杀菌。化纤布虽然结实,但有烦人的静电现象,加入少量金属纳米微粒就可消除静电现象。
食
利用纳米材料,冰箱可以抗菌。纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品已经面世。利用纳米粉末,可以使废水彻底变清水,完全达到饮用标准。纳米食品色香味俱全,还有益健康。
住
纳米技术的运用,使墙面涂料的耐洗刷性可提高10倍。玻璃和瓷砖表面涂上纳米薄层,可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖,根本不用擦洗。含有纳米微粒的建筑材料,还可以吸收对人体有害的紫外线。
行
纳米材料可以提高和改进交通工具的性能指标。纳米陶瓷有望成为汽车、轮船、飞机等发动机部件的理想材料,能大大提高发动机效率、工作寿命和可靠性。纳米卫星可以随时向驾驶人员提供交通信息,帮助其安全驾驶。
医
利用纳米技术制成的微型药物输送器,可携带一定剂量的药物,在体外电磁信号的引导下准确到达病灶部位,有效地起到治疗作用,并减轻药物的不良的反映。用纳米制造成的微型机器人,其体积小于红细胞,通过向病人血管中注射,能疏通脑血管的血栓。清除心脏动脉的脂肪和沉淀物,还可“嚼碎”泌尿系统的结石等。纳米技术将是健康生活的好帮手。
纳米技术应用前景十分广阔,经济效益十分巨大,美国权威机构预测,2010年纳米技术市场估计达到14400亿美元,纳米技术未来的应用将远远超过计算机工业。纳米复合、塑胶、橡胶和纤维的改性,纳米功能涂层材料的设计和应用,将给传统产生和产品注入新的高科技含量。专家指出,纺织、建材、化工、石油、汽车、军事装备、通讯设备等领域,将免不了一场因纳米而引发的“材料革命”现在我国以纳米材料和纳米技术注册的公司有近100个,建立了10多条纳米材料和纳米技术的生产线。纳米布料、服装已批量生产,象电脑工作装、无静电服、防紫外线服等纳米服装都已问世。加入纳米技术的新型油漆,不仅耐洗刷的性能提高了十几倍,而且无毒无害无异味。纳米技术正在改善着、提高着人们的生活质量。
目前,不少国家纷纷制定相关计划,投入巨资抢占纳米技术的战略高地。每一种新科技的出现,似乎都包涵着无限可能,尤其是纳米机器人具有不可限量的应用前景。 用不了多久,个头只有分子大小的神奇纳米机器人将源源不断地进入人类的日常生活。中国著名学者周海中教授在1990年发表的《论机器人》一文中就预言:到21世纪中叶,纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。
❻ 纳米的作用是什么
纳米是一个微小的长度单位,1纳米等于10亿分之一米。根头发丝有7万到8万纳米。纳米技术这个词汇出现在1974年。纳米科学、纳米技术是在0。10到 100纳米尺度的空间内研究电子、原子和分子运动规律及特性。纳米材料是纳米技术的重要的组成部分,也是国际上竞争的热点和难点。碳纳米管自从1991年被发现以来,就一直被誉为未来的材料。碳纳米管在强度上大约比钢强100倍,其传热性能优于所有已知的其它材料。碳纳米管具有良好的导电性,在常温下导电时,几乎不产生电阻。纳米陶瓷材料在1600摄氏度高温下能像橡皮泥那样柔软,在室温下也能自由弯曲。从1998年世界上第一只纳米晶体管制成,到 1999年100纳米芯片问世,使20世纪最后10年世界上出现的“纳米热”进一步升温。
我国在纳米技术领域占有一度之地,处于国际先进行列。已成功制备出包括金属、合金、氧经化物、氢化物、碳化物、离子晶体和半导体等多种纳米材料,合成出多种同轴纳米电缆,掌握了制备纯净碳纳米管技术,能大批量制备长度为2至3毫米的超长纳米管。合成的最细的碳纳米管的直径只有0。33纳米,这不但打破了我国科学家自已不久前创造的直径只为0。5纳米的世界纪录,而且突破了日本科学家1992年所提出的0。4纳米的理论极限值。《稻草变黄金 ——从四氯化碳制成金刚石》的文章高度评价。最近又研制成功新型纳米材料——超双疏性界面材料。这种材料具有超疏水性及超疏油性,制成纺织品,不染油污,不用洗染。
纳米技术应用前景十分广阔,经济效益十分巨大,美国权威机构预测,2010年纳米技术市场估计达到14400亿美元,纳米技术未来的应用将远远超过计算机工业。纳米复合、塑胶、橡胶和纤维的改性,纳米功能涂层材料的设计和应用,将给传统产生和产品注入新的高科技含量。专家指出,纺织、建材、化工、石油、汽车、军事装备、通讯设备等领域,将免不了一场因纳米而引发的“材料革命”现在我国以纳米材料和纳米技术注册的公司有近100个,建立了10 多条纳米材料和纳米技术的生产线。纳米布料、服装已批量生产,象电脑工作装、无静电服、防紫外线服等纳米服装都已问世。加入纳米技术的新型油漆,不仅耐洗刷性提高了十几倍,而且无毒无害无异味。一张纳米光盘上能存几百部,上千部电影,而一张普通光盘只能存两部电影。纳米技术正在改善着、提高着人们的生活质量。
❼ 纳米技术的作用是什么
经过科学家的研究和努力,“纳米”已不再是冷冰冰的科学词语,纳米技术已走出实验室,渗透到人们的衣、食、住、行中,悄悄地改变、影响着人们的生活。
传统的涂料耐洗刷性差,涂刷一段时间后墙壁就会变得斑驳陆离。现在有了加入纳米技术的新型油漆,不但耐洗刷性比传统材料提高了十多倍,而且有机挥发物极低,无毒无害无异味,有效解决了建筑物密封性增强、有害虫气体不能尽快排出的问题。
人体长期受电磁波、紫外线照射,会导致各种发病率增加或影响正常生育。现在,加入纳米技术的高效防辐射服装——高科技电脑工作装和孕妇装已经问世。科技人员将纳米大小的抗辐射物质掺入到纤维中,制成了可阻隔95%以上紫外线或电磁波辐射的“纳米服装”,而且不挥发、不溶水,持久保持防辐射能力。同样,化纤布料制成的衣服因摩擦容易产生静电,在生产时加入少量的金属纳米微粒,就可以摆脱烦人的静电现象。
白色污染也遭遇到“纳米”的有力挑战。科学家将可降解的淀粉和不可降解的塑料通过特殊研制的设备粉碎至“纳米级”后,进行物理结合。用这种新型原料,可生产出100%降解的农用地膜、一次性餐具、各种包装袋等类似产品。专家评价说,这是彻底解决白色污染问题的实质性突破。
以纳米技术制造的电子器件,其性能大大优于传统的电子器件。纳米电子器件的工作速度是硅器件的1000倍,因而可使产品性能大幅度提高。而纳米电子器件的功耗仅为硅器件的1/1000。在一张不足巴掌大的5英寸光盘上,至少可以存储30个北京图书馆的全部藏书。纳米材料体积小、重量轻,可使各类电子产品体积和重量大为减小。
纳米金属颗粒易燃易爆,几个纳米的金属铜颗粒或金属铝颗粒,一遇到空气就会产生激烈的燃烧,发生爆炸。因此,纳米金属颗粒的粉体可用来做成烈性炸药,做成火箭的固体燃料还可产生更大的推力。用纳米金属颗粒粉体做催化剂,可以加快化学反应速率,大大提高化工合成的产出率。
纳米金属块体耐压耐拉,将金属纳米颗粒粉体制成块状金属材料,强度比一般金属高十几倍,又可拉伸几十倍。用来制造飞机、汽车、轮船,重量可减小到原来的十分之一。
纳米陶瓷刚柔并济,用纳米颗粒粉末制成的纳米陶瓷具有塑性,为陶瓷业带来了一场革命。将纳米陶瓷应用到发动机上,发动机摩擦系数大幅下降,散热能力加强的同时,延长了发动机的使用寿命,而且还能减少污染物的排放,是新一代绿色产品。
纳米氧化物材料五颜六色,纳米氧化物颗粒在光的照射下或在电场作用下能迅速改变颜色。用它做士兵防护激光枪的眼镜非常适合。将纳米氧化物材料做成广告板,在电、光的作用下,效果会更加绚丽多彩。
纳米半导体材料可以发出各种颜色的光,可以做成小型的激光光源,还可将吸收的太阳光中的光能变成电能。用它制成的太阳能汽车、太阳能住宅有巨大的环保价值。用纳米半导体做成的各种传感器,可以灵敏地检测温度、湿度和大气成分的变化,在监控汽车尾气和保护大气环境上将得到广泛应用。
用纳米药物治病救人时,把药物与磁性纳米颗粒相结合,服用后,这些纳米药物颗粒可以自由地在血管和人体组织内运动。再在人体外部施加磁场加以导引,使药物集中到患病的组织中,药物治疗的效果会大大提高。同时还可利用纳米药物颗粒定向阻断毛细血管,“饿”死癌细胞。纳米颗粒还可用于人体的细胞分离,也可以用来携带DNA治疗基因缺陷症。目前已经用磁性纳米颗粒成功地分离了动物的癌细胞和正常细胞,并在治疗人的骨髓疾病的临床实验上获得成功。
在纳米的世界中,人们按照自己的意愿,自由地剪裁、构筑材料,这一技术被称为纳米加工技术。纳米加工技术可以使不同材质的材料集成在一起,它既具有芯片的功能,又可探测到电磁波(包括可见光、红外线和紫外线等)信号,同时还能完成电脑的指令,这就是纳米集成器件。将这种集成器件应用在卫星上,可以使卫星的重量、体积大大减小,发射更容易,成本也更经济。
纳米技术大力发展的同时,其安全性问题也不可忽视。因为材料在变成纳米级过程中物理、化学性质发生变化,比常规物质更容易穿透各种屏障,甚至透过生物体的皮肤、细胞膜,进入组织器官内部。如果生产和使用过程中操作不当,纳米材料有可能污染环境、危害健康。有研究结果显示,部分人造纳米材料具有毒性,可能会引起氧化刺激、炎症反应、心肺血管系统及其他组织器官的损害。因此,在发展纳米技术的同时,必须同步开展其安全性研究,使其成为安全造福人类的新技术。
❽ 纳米医学不同于传统医学的是什么呢
由于人体是由分子构成的,所有的疾病包括衰老本身就都可归因于人体内分子的变化。当人体内的分子机器,如合成蛋白质的核糖体、DNA复制所需的酶等,出现故障或工作失常时,就会导致细胞死亡或异常。从分子的微观角度来看,目前的医疗技术尚无法达到分子修复的水平。纳米医学正是要弥补这个不足,它可以在分子水平上,利用一系列微小的工具从事诊断、医疗、预防疾病、防止外伤、止痛、保健和改善健康状况等工作。而且当前某些难以治疗的疾病利用纳米医学技术将能得到很好的治疗。有了纳米技术,人们将从分子水平上认识自己,创造并利用纳米装置和纳米结构来防病治病,改善人类的整个生命系统。
❾ 将纳米应用到医学上将会带来什么益处
我们知道人体是由多种器官组成的,如大脑、心脏、肝、脾、胃、肠、肺、骨骼、肌肉和皮肤等;器官又是由各种细胞组成的,细胞是器官的组织单元,细胞的组合作用才显示出器官的功能。那么细胞又是由什么组成的呢?按现在的认识,细胞的主要成分是各种各样的蛋白质、核酸、脂类和其他生物分子,可以统称为生物分子,它的种类有数十万种。生物分子是构成人体的基本成分,它们各自具有独特的生物活性,正是它们不同的生物活性决定了它们在人体内的分工和作用。由于人体是由分子构成的,所有的疾病包括衰老本身就都可归因于人体内分子的变化。当人体内的分子机器,如合成蛋白质的核糖体、DNA复制所需的酶等,出现故障或工作失常时,就会导致细胞死亡或异常。从分子的微观角度来看,目前的医疗技术尚无法达到分子修复的水平。纳米医学正是要弥补这个不足,它可以在分子水平上,利用一系列微小的工具从事诊断、医疗、预防疾病、防止外伤、止痛、保健和改善健康状况等工作。而且当前某些难以治疗的疾病利用纳米医学技术将能得到很好的治疗。
有了纳米技术,人们将从分子水平上认识自己,创造并利用纳米装置和纳米结构来防病治病,改善人类的整个生命系统。
首先需要认识生命的分子基础,然后从科学认识发展到工程技术,设计制造大量具有令人难以置信奇特功效的纳米装置,这些微小的纳米装置的几何尺度仅有头发丝的千分之一左右,是由一个个分子装配起来的,能够发挥类似于组织和器官的功能,并且能更准确和更有效地发挥作用。它们可以在人体的各处畅游,甚至出入细胞,在人体的微观世界里完成特殊使命。例如:修复畸变的基因、扼杀刚刚萌芽的癌细胞、捕捉侵入人体的细菌和病毒,并在它们致病前就消灭它们;探测机体内化学或生物化学成分的变化,适时地释放药物和人体所需的微量物质,及时改善人的健康状况。未来的纳米医学将是强大的,它又会是令人惊讶的小,因为在其中发挥作用的药物和医疗装置都是肉眼所无法看到的。最终实现纳米医学,将使人类拥有持续的健康。
需要提醒的是,如果现在就跑到大夫那儿去要纳米处方,大夫会被你弄得莫名其妙。上面所谈的纳米医学景观尚处于设计和萌芽阶段,还有很多的未知领域需要去探索。例如:这些纳米装置该由什么制成?它们是否可以被人体接受并发挥预期的作用?科学家们正在全力以赴地把纳米医学的科学想法变成医学现实。
一定有人会问:纳米医学是不是科学幻想?它离我们到底有多远?还要等多久才能看到医学上的实现?事实上,它已经逐步进入我们的生活,并获得蓬勃发展。下面让我们看一看这一领域已经取得的科学进展。
❿ 纳米医学与传统医学相比较有什么不同
我们知道人体是由多种器官组成的,如大脑、心脏、肝、脾、胃、肠、肺、骨骼、肌肉和皮肤等;器官又是由各种细胞组成的,细胞是器官的组织单元,细胞的组合作用才显示出器官的功能。按现在的认识,细胞的主要成分是各种各样的蛋白质、核酸、脂类和其他生物分子,可以统称为生物分子,它的种类有数十万种。生物分子是构成人体的基本成分,它们各自具有独特的生物活性,正是它们不同的生物活性决定了它们在人体内的分工和作用。由于人体是由分子构成的,所以人体中所有的疾病包括衰老本身就都可归因于人体内分子的变化。当人体内的分子机器,如合成蛋白质的核糖体、DNA复制所需的酶等,出现故障或工作失常时,就导致细胞死亡或异常。从分子的微观角度来看,目前的医疗技术尚无法达到分子修复的水平。纳米医学正是要弥补这个不足,它可以在分子水平上,利用一系列微小的工具从事诊断、医疗、预防疾病、防止外伤、止痛、保健和改善健康状况等工作。而且当前某些难以治疗的疾病利用纳米医学技术将能得到很好的治疗。所以纳米在医学办公桌的前途将是不可限量的。
有了纳米技术,人们将从分子水平上认识自己,创造并利用纳米装置和纳米结构来防病治病,改善人类的整个生命系统。但是这个过程并非想象的那么简单。
首先需要认识生命的分子基础,然后从科学认识发展到工程技术,设计制造大量具有令人难以置信奇特功效的纳米装置,这些微小的纳米装置的几何尺度仅有头发丝的千分之一左右,是由一个个分子装配起来的,能够发挥类似于组织和器官的功能,并且能更准确和更有效地发挥作用。它们可以在人体的各处畅游,甚至出入细胞,在人体的微观世界里完成属于它的特殊使命。例如:扼杀刚刚萌芽的癌细胞、修复畸变的基因、捕捉侵入人体的细菌和病毒,并在它们致病前就消灭它们;探测机体内化学或生物化学成分的变化,适时地释放药物和人体所需的微量物质,可以及时改善人的健康状况。未来的纳米医学将是强大的,它又会是令人惊讶的,因为在其中发挥作用的药物和医疗装置都是肉眼所无法看到的。最终实现纳米医学,将使人类持续拥有一个健康硬朗的身体。