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纳米材料传感器及其在卫生检验中的应用
纳米材料指三维中的至少一维处于纳米尺度范围,或由它们作为基本单元构成的材料.目前常用于传感器件的有:金纳米粒子、半导体纳米粒子(量子点)、碳纳米材料(石墨烯、单/多壁碳纳米管、碳纳米角)等.纳米材料为稳定、特异、灵敏的生物传感器的制备提供了优秀的平台;为蛋白质、DNA等生物分子的检测提供了新策略[1].近年来纳米材料传感器逐渐应用于小分子定性、定量检测,出现了纳米材料电化学传感器和纳米材料光学传感器.其中纳米材料电化学传感器包括纳米金颗粒电化学传感器、碳纳米管、碳纳米角、石墨烯等碳纳米材料电化学传感器,半导体纳米材料电化学传感器等;纳米材料光学传感器包括纳米金光学传感器、半导体量子点光学传感器.
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具有微能量响应特征的无机纳米递药系统研究进展
1 引言恶性肿瘤是一种严重威胁人类生命和健康的重大疾病,世界卫生组织预测,到2030年全球恶性肿瘤相关疾病死亡人数将达到1310 万[1]. 化疗、手术治疗、放疗是目前临床治疗恶性肿瘤的主要手段.相比于手术及放疗只能针对特定部位肿瘤的限制,化疗药物可随着血液循环分布于全身绝大部分组织和器官,因此,对一些有全身散播倾向的恶性肿瘤及已经转移的中晚期恶性肿瘤,化疗都是主要的治疗手段. 但也正因如此,化疗缺乏选择性, 对正常细胞和肿瘤细胞均有杀伤作用, 毒副作用大[2-3]. 因此,亟需开发能够靶向肿瘤细胞的药物递送系统,以期减少毒副作用的同时提高治疗效果[4-5].
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基于氧化石墨烯的纳米材料在抗菌中的应用研究
当前尽管药物研发及制药工艺达到了很高水平,但细菌感染性疾病依旧威胁着人类健康.传统抗生素治疗效果越来越差,抗生素滥用不仅加速了细菌耐药性的生成,同时由于感染得不到有效控制而倍数增加的药物剂量也导致了药物不良反应的快速攀升,加之新药研发的巨大投入(资金、人员、时间)与研发滞后、收效甚微间的反差,这些都使抗生素治疗感染性疾病的前景堪忧.随着纳米技术的发展,尤其是石墨烯(graphene)家族的诞生及其在生物领域(生物传感器、药物输送、生物成像、靶向治疗等)的成功应用,科学家开始关注其在抗菌方面的应用前景,为解决抗感染问题提供了新思路.氧化石墨烯(graphene oxide,GO)作为石墨烯的衍生物,不仅保留了石墨烯原有的纳米特性,还具有活性高、溶液中分散性好、易于化学修饰等优点.简要介绍基于GO的抗菌纳米材料如GO-聚赖氨酸、GO-Ag、GO-抗生素等纳米复合物在抗菌领域中的应用和生物安全性,并探讨GO在抗菌性能及生物安全性方面的一些争议性问题.
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便携式消毒枪的设计与应用
采用高强度紫外线瞬间杀菌能灭活物体表面所有病原微生物的原理,自行设计制作便携式消毒枪,并应用于急诊室医患双方接触频率较高的部位49处,结果消毒、灭菌效果良好.提示便携式消毒枪安全可靠、简便实用.
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前列腺癌诊疗的现状与未来
前列腺癌是男性生殖系常见的恶性肿瘤之一,在我国的发病率逐年升高.如何实现前列腺癌的无创、灵敏诊断,并有效治疗去势抵抗性前列腺癌是当今该领域研究的重点与难点.本文系统介绍了目前前列腺癌的常规诊疗方法,并对前列腺癌诊疗的新方法,尤其是基于纳米材料的新型前列腺癌诊疗方法进行了深入的探讨和展望.
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复合纳米银凝胶修复烧伤创面的实验观察和临床应用
目的 观察复合纳米银修复烧伤创面的效果.方法 应用兔高压电损伤模型将新西兰兔45只击伤后分为3组.组1,局部应用复合纳米银凝胶治疗7 d;组2,单用纳米银凝胶治疗;组3,单用纳米级甲壳素溶液.伤后3、7、14、21和28 d分别解剖观察,并取标本做光镜学和电镜学观察;同时进行肌动蛋白和肌钙蛋白相对定量分析.临床应用65例:实行同体对照,一侧肢体(试验组)应用含有纳米银凝胶的纱布覆盖烧伤创面,另一侧(对照组)应用磺胺嘧啶银纱布.观察创面细菌培养结果和创面愈合时间.结果 实验第3、7和14天,组1和组2肌动蛋白相对定量无显著差异,但在21 d和28 d,组1和组2肌动蛋白相对定量差异有统计学意义(P＜0.05),而组1和组2肌钙蛋白相对定量无显著差异.临床观察结果:在65例患者130例次细菌培养结果中,试验组创面培养均为阴性,对照组有15例次阳性;试验组创面愈合时间为(17±5.8)d,对照组为(22±6.3)d,两组差异具有统计学意义(P＜0.05).65例患者均未见不良反应.结论 复合纳米银凝胶具有防止感染,促进烧伤创面修复作用.
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阶梯缓释抗结核纳米人工骨复合体成骨性能的实验研究
目的 利用静电纺丝等技术制备新型搭载异烟肼、利福平、链霉素三联抗结核药物阶梯缓释纳米人工骨(β-TCP/INH-RFP-PCL/SM-SA),通过修复兔股骨远端骨缺损模型,观察其成骨性能.方法 通过建立兔股骨远端骨缺损模型,将缺损区植入的阶梯缓释抗结核纳米人工骨(β-TCP/INH-RFP-PCL/SM-SA)设为实验组(A组),缺损区植入β-TCP设为对照组(B组),缺损区不做处理作为空白组(C组).分别在术后4、8、12周进行标本取材,对标本进行大体观察、X线、CT扫描、固定后组织染色分析,进而确定阶梯缓释纳米人工骨的体内成骨性能.结果 大体及组织学观察和X线显示β-TCP/INH-RFP-PCL/SM-SA实验组空白组相比较有着良好的成骨效能.同β-TCP组比较成骨效能无明显差别.Lanc-sandhu组织学和X线评分均显示:A、B组与C组差异有统计学意义(P＜0.05),A组和B组间差异无统计学意义(P＞0.05).结论 复合材料β-TCP/INH-RFP-PCL/SM-SA具有很好的骨传导性和骨再生能力,复合INH、RFP、SM三联抗结核药物后不影响复合材料的体内成骨能力.
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脊髓继发性损伤的纳米微粒药物治疗研究进展
由于脊髓原始损伤后发生的生物学级联反应继续损伤健康的神经细胞会导致继发性脊髓损伤,因此及时减轻级联反应可能会减小脊髓进一步损伤.但是,药物达到有效治疗的运输效率非常受限制.运用结合纳米微粒提高运输效率,降低副作用已经成为医疗应用的主要探索领域.基于纳米微粒的材料属性,它可以通过运输药物到特定的组织治疗脊髓损伤.将纳米技术融入神经损伤和神经疾病的治疗将会带给脊髓损伤的治疗带来新的视野.
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骨科钛合金内植物表面氧化钛纳米管改性的研究进展
1 引言在创伤外科领域,内固定手术成功与否的关键之一在于植入材料与周围骨的结合情况,两者结合稳定性越高,则植入后松动的可能性就越小.骨整合即特指内植物与并置骨界面形成有序的结构和功能连接[1].构造合适的植入材料表面是达到理想骨整合的关键,而材料表面的化学性质、粗糙程度、形态结构等都与骨整合密切相关.纳米材料具有近似于骨组织的独特的表而结构和机械性能,是未来具潜力的骨科生物材料[2].利用阳极氧化技术可以在钛合金表面形成纳米级多孔形貌,被认为是有可能应用于骨科钛合金内植物表面纳米化改性的一种电化学技术[3].本文将就钛合金内植物表面纳米管制备工艺、体外细胞相容性、功能化及植入实验动物体内的相关研究进展作一综述.
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纳米材料在医学领域的应用及安全性研究进展
随着纳米技术的快速发展,纳米材料在医学领域的应用越来越广泛.但是,当纳米材料与生物体发生相互作用时,有可能产生负面生物学效应,带来安全隐患.本文就纳米材料在生物医学领域的应用以及应用的安全性进行了综述.
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碳纳米管和几种纳米颗粒材料的安全性研究进展
目的本文对产生纳米毒性的原理进行了分析,对该领域的研究给予展望和建议.方法综述了几种纳米材料(单壁碳纳米管、纳米颗粒、纳米磁性材料、纳米红色元素硒等)的现有生物效应和毒理学研究,分析了纳米材料粒径与剂量对纳米毒性的影响,当粒径减小到一定程度原本无毒或毒性较小的材料也显示出毒性或者毒性增强.结果纳米材料可以经过肺血屏障和皮肤进入体内,巨噬细胞的消除功能开始下降,造成纳米物质在体内的聚集可能导致毒性的产生,且粒径越小其吞噬能力越小,但是仅凭这些现象尚不能确定其真正原因.结论新的安全评价体系的建立对于纳米材料的应用至关重要.
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纳米材料-前列腺癌诊断和治疗的新工具
癌症是由于大量调控细胞周期的基因发生突变、遗传不稳定性不断累积所形成的一类发生在各个年龄段、多组织和器官并导致严重后果的复杂疾病[1-2].尽管现代医学不断发展,但是癌症依旧难以彻底治愈,其导致的死亡率也一直居高不下.因此,美国疾病预防与控制中心已将癌症列为人类健康的头号杀手.
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聚乳酸聚羟基乙酸聚合物修饰四氧化三铁纳米团簇在小干扰RNA运输的应用
目的 在应用RNA干扰技术的基因治疗领域,寻找安全性更高且可控释的体内基因载体以替代以前使用的病毒载体.方法 使用一步法合成聚乳酸聚乙醇酸共聚物(PLGA)修饰的四氧化三铁(Fe3O4)纳米团簇作为小干扰RNA(siRNA)载体.通过应用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及X线衍射法(XRD)对所制备的产物进行表征分析.采用凝胶电泳及Quant-iTTMPicogreenTM法分析所制备的纳米载体在体外保护及释放siRNA的能力.结果 成功地合成了PLGA修饰的磁性纳米团簇这种新型siRNA载体,具有良好的稳定性和极低的细胞毒性,其在体外能保护siRNA,避免其被降解,并具备持续释放siRNA能力,siRNA释放速度与时间呈正相关.结论 该人工合成的新型siRNA载体具有良好的生物安全性和可控缓释siRNA的特点.
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载A3NEP1-40脊髓组织工程支架材料控释规律的研究
目的 探讨A3NEP1-40以RADA-IKVAV/FRM为载体的缓释规律.方法 DMEM/F12溶液能触发RADA-IKVAV/FRM自组装,包裹A3NEP1-40形成均质水凝胶.将包裹125 μg及25 μgA3NEP1-40的水凝胶各自放入2.5ml及0.5ml磷酸盐缓冲液(PBS)中进行释放,并依此分为A、B、C、D4组.应用高效液相色谱仪检测并计算A3NEP1-40每天释放量及累计释放量,统计学分析释放规律.结果 (1)初的24h呈爆发释放,40％的A3NEPl-40自凝胶内释出；平稳释放阶段内样本中可持续检测到A3NEP1-40释放达40d.(2)A组与B组、C组与D组差异无统计学意义,A组与C、D两组、B组与C、D两组差异有统计学意义(P＜0.05).结论 RADA-IKVAV/FRM可以控制A3NEP1-40释放速度,达到缓释效果,是一种较为理想的神经组织工程材料,同时也可以用作载体构建缓释药物.
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羟基磷灰石纳米粒子诱导人肝癌细胞凋亡的研究
羟基磷灰石纳米粒子是近年研制的抗癌新药,具有作用缓和及抗瘤谱广的特点.我们从羟基磷灰石纳米粒子诱导人肝癌BEL-7402细胞凋亡的角度探讨其抑制癌细胞生长的机制,为纳米材料用于临床提供依据.
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纳米组织工程支架构建及细胞学研究进展
当材料颗粒或纤维等的尺度在1～100 nm范围内时会表现出与同质大尺度材料所不具有的特殊物理、化学性能,该尺度材料被称为纳米材料[1-4].纳米材料或普通材料经纳米修饰后,如:添加纳米级(1～100 nm)颗粒、纤维、凹槽、纹理等,所产生的明显有异于亚微米级以上尺度材料的理化性质我们称其为材料的纳米特性.体外实验研究表明生物材料的纳米特性对细胞的形态、行为、功能有着广泛的影响.提示我们可以利用纳米材料构建组织工程支架或对材料表面进行纳米修饰使其具有独特的纳米特性,从而在不同材料甚至材料的不同部位对细胞的排列、走行、分化方向和功能变化进行调节.
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纳米生物技术在实验外科的应用前景
纳米技术已在医学领域显示出广阔的应用前景.随着21世纪纳米科技的迅速发展,尤其是纳米药物或基因载体、微型智能化医疗器械、纳米生物传感器和成像技术,以及新型纳米材料的开发和应用,将改变疾病的早期诊断和治疗手段,并将提供新型的生物医学材料.
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新型硫化铜纳米颗粒细胞毒性及光热稳定性研究
目的 选用典型纳米光热材料探讨纳米材料潜在生物学毒性及长期稳定性.方法 (1)感应耦合等离子体(ICP)法检测硫化铜纳米颗粒材料在长期存放(室温存放30 d)于培养基后释放重金属离子的情况,重新检测其电镜形态和发热特性.(2)比较硫化铜颗粒材料浸提培养基不同比例培养和硫化铜颗粒直接梯度浓度培养对软骨原代细胞增殖能力的影响.(3)使用960 nm、0.72 W/cm2激光照射加入纳米颗粒培养后的软骨细胞,使用流式细胞仪分析其凋亡情况,并使用反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)法检测样本中半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶(Caspase)-3和白细胞介素-1(IL-1)的表达.(4)将久置(室温存放30 d)后的材料再次应用于裸鼠瘤体治疗,研究相同条件激光照射材料的光热效应对于瘤体核心温度的影响.结果 (1)材料浸提培养基中铜离子浓度为85 μg/ml,硅离子为158.8μg/ml,完全浸提培养基在12h后对细胞的生长具即可较为明显的抑制作用(P=0.000),48 h后对软骨细胞的抑制率超过30％.(2)流式细胞仪检测显示:加入材料前后,细胞凋亡率为(6.30±0.50)％和(7.36±1.20)％,差异无统计学意义(P=0.185);未加入材料的细胞在接受激光照射后凋亡率为(7.83±0.94)％,较未接受激光照射的细胞差异无统计学意义(P=0.065);加入材料的细胞组,其凋亡率在照光前后以及时间梯度上表现出显著的统计学差异(P =0.000).(3)在裸鼠成瘤瘤体光热损伤模型中,实验组瘤体核心温度在1 min之内可升高至36℃,4 min时升至45℃,与对照组比较显著增高(P=0.000).结论 长期存放下,纳米硫化铜材料可释放出较高浓度的铜离子,在一定比例下,显著抑制正常软骨细胞的增殖;该应用条件下激光对于正常细胞的损伤不明显,但对含有纳米材料的细胞损伤显著;在动物瘤体治疗应用中,纳米材料仍然具有稳定的特点,能够达到显著的肿瘤杀伤作用.
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聚乙二醇-b-聚（ε-聚己内酯）在内耳给药中的应用研究进展
内耳给药是治疗梅尼埃病、突发性聋等内耳疾病的常用治疗手段，该技术主要是利用某些药物能渗透圆窗及卵圆窗的特点，或者直接运用手术的方法，使药物不经过血-内耳屏障直达内耳组织细胞中，从而对疾病进行治疗［1］。内耳局部用药有着全身用药无法比拟的优点，如药物目的性强，可直接进入内耳，淋巴液中药物浓度高，全身不良反应少等［2］。目前如何有效、精确、定量给药是内耳局部给药的难点。内耳给药技术与纳米技术的结合，在内耳疾病的治疗领域有着广阔的前景。聚乙二醇-b-聚（ε-己内酯）（PEG -b-PCL ）是一种近年来发展迅速的纳米材料，具有稳定性好、载药能力强、有靶向性和可控性等优点。为此，本文结合近年来国内外相关文献，对PEG -b -PCL在内耳给药中的应用研究进行综述。
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新型齿科纤维/树脂桩钉的应用设计及性能研究
目的:研制一套弯曲的更方便临床应用的新型齿科纳米复合材料桩钉.方法:筛选材料的佳配方,压制一套弯曲角分别为5°,10°,15°的纳米蒙脱土/ S-GF/EAM 桩钉.应用三点弯曲试验比较新型桩钉与现有成品纤维桩钉的机械性能.结果:当纤维含量在65wt%～75wt%时,复合材料的性能佳.除15°桩钉外,新型桩钉与现有成品纤维桩钉相比,弯曲性能无显著性差异(P>0.05).结论:复合材料桩钉的弯曲角度应控制在15°以内.
