纳米材料的应用目前最全详细讲解.ppt

(l)纳米人工红细胞我们知道，脑细胞缺氧6～l0min即出现坏死，内脏器官缺氧后也会呈现衰竭。纳米人工红细胞的原理是用一个可以双向旋转涡轴的选通栅门来控制氧气从小球中释放，通过调节涡轴旋转的速度和方向，使小球内的氧气根据人体需氧的多少以一定的速率释放到外部血液中，同时使供氧装置在富氧的地方具有吸收和需氧的地方具有释放氧气的功能；同理，它还必须能在适当的地方吸收和释放二氧化碳。RobertFreitas初步设计的人工微米红细胞是一个金刚石的氧气容器，内部有1000个大气压，泵动力来自血清葡萄糖，它输送氧的能力是同等体积天然红细胞的233倍，并具有生物炭活性。它可以应用于贫血症的局部治疗、人工呼叹、肺功能丧失和体育运动需要的额外耗氧等。8.5.2纳米生物医学材料的应用第91页，共139页，星期日，2025年，2月5日(2)纳米人工线粒体当细胞中的线粒体部分失去功能的时候，再来增加氧供给水平，并不一定能使组织有效地恢复，这时就需要直接释放ATP同时伴随着有选择地释放和吸收其他的一些代谢产物，后者是迅速恢复组织功能的有效手段。人工线粒体装置，如同前面的供氧装置一样，只不过在这里释放的是ATP而不是氧。(3)纳米人工眼球我国四川大学研制的纳米人工眼球可以像真眼睛一样同步移动，通过电脉冲刺激大脑神经，“看”到精彩世界。纳米眼球外壳主要是由纳米晶体制成的活性复合材料制作，里面放置微型摄像机与集成电脑芯片，通过这两个部件将影像信号转化成电脉冲来刺激大脑的枕叶神经，实现可视功能。8.5.2纳米生物医学材料的应用第92页，共139页，星期日，2025年，2月5日(4)纳米人工鼻纳米人工鼻实际上是一种气体探测器，与燃气监视器道理相同，可同时监测多种气体。英国伯明翰大学正在研制“纳米鼻”来预报致哮喘病发作的环境因素，一旦空气中含有易引发哮喘病的气体如臭氧、一氧化碳及氮的氧化物时，其显示器就发出信号。(5)其他纳米生物医学材料模拟骨骼结构的纳米物质，主要成分为与聚乙烯混合压缩后的羟基磷灰石网，物理特性符合理想的骨骼替截物。通过优化纳米管制备制动器，将使人工肌肉得到实现。8.5.2纳米生物医学材料的应用第93页，共139页，星期日，2025年，2月5日有报道氟化钙纳米材料在室温下可以大幅度弯曲而不断裂，金属陶瓷等复合纳米材料则能更大地改变材料的力学性质，在医学上可能用来制造人工器官。纳米碳管比钻石还耐用，其弹性如同人发，在1cm2上可植100亿根，且敏感度很强，大大超过人们的耳蜗纤毛；高敏感度的碳纳米材料人工耳蜗，可用于监听水中游动的微生物节奏，监测水质。在血液循环中流动的纳米听诊器，可监测特殊细胞功能失调，使癌症等疾病得到早期诊断。8.5.2纳米生物医学材料的应用第94页，共139页，星期日，2025年，2月5日8.5.3纳米技术在临床诊断与检测中的应用(1)光学相干层析技术和CT和MRI相比，OCT能以2000次／秒完成生物体内活细胞的动态成像，动态观察体内单个活细胞的病理变化，而不会像X线、CT和MRI那样杀死活细胞。该技术的出现将使疾病被扼杀于萌芽状态。(2)纳米激光单原子分子探测技术该技术具有高超的灵敏性，它可在含有1019个原子／分子的lcm3气态物质中，在单个原子／分子层次上准确获取其中1个。据此，医生可以通过检测人的唾液、血液、粪便和呼出气体，及时发现人体中只有亿万分之一的各种疾病或带病游离分子，并用于肿瘤细胞的诊断与洽疗。第95页，共139页，星期日，2025年，2月5日(3)微小探针技术（纳米探针）根据不同的诊断和检测目的，将之植入并定位于体内不同的部位，或随血液在体内运行，随时将体内的各种生物信息反馈于体外记录装置。此技术有望成为21世纪医学界最常用的手段。(4)纳米细胞检疫器（纳米秤）能称量10-9g的物体，即相当于1个病毒的质量。利用其可发现新病毒，也可定点用于口腔、咽喉、食管、气管等开放部位的检疫。8.5.3纳米技术在临床诊断与检测中的应用第96页，共139页，星期日，2025年，2月5日(5)纳米传感器利用其小的尖端插入活细胞内而又不干扰细胞的正常生理过程，以获取活细胞内多种反应的动态化学信息、电化学信息及反映整体的功能状态，以期深化对机体生理及病理过程的理解。8.5.3纳米技术在临床诊断与检测中的应用第97页，共139页，星期日，2025年，2月5日(6)识别血液异常的生物芯片它可以在血流中巡航探测，及时地发现诸如病毒和细菌的入侵者并予以歼灭，从而消除传染