医学技术论文范文

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第1篇

优势和特点

1)亲和力高、特异性强。适配体与靶标之间，凭借彼此互补的三维结构，相互作用后形成牢固稳定的复合物，其解离常数通常能达到pmol/L～nmol/L的水平，并且能分辨出靶标结构上细微的差别。

2)库容量大，识别范围广泛。SELEX技术的靶标远远多于经典的抗原抗体结合反应，除了有蛋白质、核苷酸分子外，还可以是糖类、氨基酸、维生素、抗生素、金属离子、有机染料，甚至可以是细菌、病毒、寄生虫等完整的细胞或组织，几乎囊括了自然界中的全部物质。

3)合成容易，获得方便，易于修饰。适配体的体积比传统抗体小，筛选过程简便、周期短，对实验室的要求不高，并具备自动化控制的巨大潜力。经过化学合成和修饰以后可保持原生物活性不变，还可以增强其稳定性并增加其他新的化学性质，参加多类反应。标记了荧光、生物素和纳米金颗粒之后，发展出了诸如分子成像技术等疾病诊断新方法。

4)重复性好，纯度高。整个筛选和制备的过程在人为控制之下，所得到的适配体几乎没有生产批次之间的差异，便于日后的大规模生产和应用。的化学性质更稳定，不易降解，对温度不敏感，保存时间长，即使变形也能在很短的时间内复性，利于室温下运输。

5)分子量小、稳定性高。相对于抗体或酶，适配体的化学性质更稳定，不易降解，对温度不敏感，保存时间长，即使变形也能在很短的时间内复性，利于室温下运输。

6)应用便捷。SELEX技术所获得的适配体又被称作是核酸型抗体，其优于传统抗体的性质是没有免疫原性，因此便能获得一些低免疫原性甚至无免疫原性靶分子的适配体。并且还省去了传统抗体制备过程中的动物实验，而直接从体外文库中获取。而且适配体更容易通过细胞膜，并且没有毒性，利于检测细胞内的靶分子和实现多层次的调控，并能较快地被机体清除代谢掉，经过特定的化学修饰后，还可使半衰期延长，稳定性提高，便于科学研究和疾病诊治。

2SELEX技术的发展

目前SELEX技术出现了一些新的筛选方法，越来越多的与各种标靶相对应的适配体被筛选出来。如毛细管电泳法、硝酸纤维素膜过滤法、磁珠分离法、亲和色谱法、Non-SELEX技术、无引物PCR-SELEX技术、微流体SELEX技术、生物芯片SELEX技术、原子力显微镜等各种新的模式也被应用到适配体的筛选中。同时还出现了SELEX技术与定量PCR，SEL-EX技术与流式细胞仪、SELEX技术与ELISA的联合应用，更是极大的提升了筛选的效率和准确性。

2．1消减SELEX技术消减

SELEX技术是一种经过改良的SELEX技术。以完整细胞为靶标的消减SELEX技术，是在筛选过程中以完整的细胞作为靶标，并消减掉能与已知或未知的共有靶标结合的配体，经过消减后的次级随机文库再投入到特异靶标的筛选中。它的意义在于可以实现从两组高度同源的完整细胞中，筛选出针对其中一种细胞的特异性适配体。这项技术可应用于发现新的肿瘤细胞识别结构，还可进一步作为“生物导弹”，独立完成靶向治疗或携带药物，未来将会在肿瘤的治疗中发挥巨大的功效。

2．2自动化SELEX技术

传统的SELEX技术过程需要完成一套重复繁琐的操作，使得筛选相对耗时耗力。自动化SELEX技术的建立可以简化筛选过程，节约时间和物品的消耗，实现高通量和限定范围，达到同时筛选多个靶分子的效果。自动化SELEX技术离不开现代分离仪器的配合，后者的发展推动了前者的进步。2001年Cox等使用Biomek2000自动化工作站成功筛选到了溶菌酶的特异性适配体，通过这种自动化筛选平台，不到2d就完成了12轮的筛选。

2．3导向SELEX技术

适配体的特异性是整个SELEX技术的核心所在，为了提高适配体的特异性和稳定性，可将已知的能与靶标非特异结合的分子掺入到文库中或预先与靶标进行混合后再筛选，这样可获得只与靶标特异结合的适配体。2002年Hamm等将此技术与抗个体基因型的方法联合运用，成功获得了特定激酶抑制剂的特异性RNA适配体。Martell运用特殊的导向SELEX技术，从随机表达盒杂交文库中筛选到了能与E2F蛋白具有高亲和性的RNA适配体。

3SELEX技术在医学中的应用

3．1SELEX技术在基础医学研究中的应用

依据核酸适配体具有与靶物质高特异性结合的能力，可以帮助我们寻找到疾病的发病机制。Roulet等提出把SELEX技术同基因表达串行分析手段联合应用，并通过自动化的序列提取工艺，建立转录因子结合位点的定位模型。通过对转录因子适配体文库中的某一序列进行测序，可了解该蛋白结合位点的特异性，探寻一些以前在基因组中从未研究过的结合位点，掌握在不同的核苷酸位点上非独立碱基出现的先后顺序，为阐明其结合机制提供一些线索。Bian-chi等采取SELEX技术发现，TRF1二聚体在端粒上有两个相同的识别半位点，它们的距离可以变化，且两个半位点的顺序方向没有区别。这为探索端粒长度的调节机制提供了新依据。

3．2SELEX技术在疾病诊断中的应用

肿瘤细胞及其标志物的早期检测对于肿瘤的诊断及预后极为重要，目前已经筛选出多种肿瘤的特异性适配体，例如急性髓系白血病的适配体KH1C12、急性淋巴细胞白血病的适配体sgc8/sgc3/sgd3、恶性胶质瘤的适配体GBI-10、Burrkitt淋巴瘤的适配体TD05、非小细胞肺癌的适配体S1/S11e/S15、小细胞肺癌的适配体HCA12/HCC03/HCH07/HCH01、乳腺癌的适配体KMF2-1a、结肠癌的适配体KDED2/KD-ED7/KDED9/KC2D3、小鼠肝癌的适配体TLS9a/TLS11a、卵巢癌的适配体DOV3/DOV4/DOV6。它们可以特异地识别肿瘤细胞，仅需少量肿瘤细胞即可实现准确的鉴别和分型。将适配体与纳米颗粒结合后通过比色检测，观察颜色的变化即可判断有无靶标细胞。这个实验非常敏感，样本中的靶细胞数超过百个即可检测出来，还不需要昂贵的检测设备和待检靶标的标记与修饰。因此，有可能成为常规筛查活体标本中新生肿瘤细胞的一种新方案。与此同时肿瘤细胞的分子成像技术也已经问世，它能够从细胞水平对生物过程进行可视化描述及测量，不仅能定位病灶，观察某些影响肿瘤细胞行为的生物过程，还能观察肿瘤细胞对药物的反应。Kim等研究将前列腺特异性膜抗原(PSMA)的特异性适配体与金纳米材料结合后，带有PSMA的前列腺癌细胞便能够被特异性地标记出来，将其作为造影剂应用在前列腺肿瘤的影像学诊断中，比传统的造影剂显像时间更持久，毒副作用更小，应用价值更显著。SELEX技术还在血液的生化检查方面，显示出一定的应用前景。用其检测血液中的某些靶分子，将比传统方法更特异和高效。脑尿钠肽(BNP)常被临床上用来评价急性心力衰竭或急性呼吸窘迫症患者的病情和预后。Lin等采用SELEX技术的原理，筛选到了能与BNP特异结合的适配体。在微流体试验模式下，被荧光标记的适配体可以快速测出血液中BNP的浓度，比放射免疫分析法或是免疫分析技术更精确、更经济。C反应蛋白(CRP)是机体在应激状态下生成的一种非特异性的急性时相反应蛋白，CRP与冠状动脉粥样硬化、心肌梗死等心血管疾病具相关性。Bini等开发出了一种带有光化学性质的CRP特异性适配体，当血液中的CRP浓度超0．005mg/L时就能被检测出来，敏感度非常高。这一成果为新型CRP诊断试剂的研制奠定了基础。SELEX技术还被应用在病原微生物的检测，其能克服传统检测方法在特异性和敏感性上的缺陷，为新型检测试剂盒的开发提供有力支持。例如结合分支杆菌的特异性适配体CSRI2．11检测过程比传统的培养鉴定法更省时更敏感;丙型肝炎病毒的适配体ZE2可结合酶联免疫吸附试验实现丙型肝炎的早期筛查，不受抗体检测时窗口期的制约;疟原虫乳酸脱氢酶的适配体PL1在临床实践中，可以很好的区分患者是否感染了出间日疟原虫或恶性疟原虫。

3．3SELEX技术在疾病治疗中的应用

SELEX技术在疾病治疗中的功效越来越来受到人们的重视。适配体在体内与靶分子结合，理论上可以对靶分子的生理功能和代谢过程产生影响，靶分子也会因此发生信号传导的改变甚至丧失原本的功能，直接或间接阻断疾病发生进程。以此开发的靶蛋白功能阻断剂，日益显示出其巨大的潜力。全球首个适配体药物是2004年由美国食品和药物管理局批准上市的哌加他尼钠，可用来治疗老年性黄斑变性。SELEX技术在凝血系统疾病的治疗上具有一定的意义，已找到了可用作抗凝血和抗血栓药物的适配体REG-1，其结合的位点是凝血酶的肝素结合位点以及纤维蛋白原结合位点。在治疗免疫系统疾病方面，也已获得了具有药物开发潜力的特异性适配体，如可用来拮抗自身抗体已达到治疗系统性红斑狼疮的适配体，还有能刺激T细胞释放的4-1BB的适配体。对于肿瘤的治疗，基于SELEX技术研制的适配体药物更是走在前列，进入到了临床试验阶段。如对实体瘤和复发性急性髓样白血病有良好疗效的AS1411，更出现了连接金纳米棒的适配体，用作肿瘤靶向光热治疗。适配体药物作为抗病毒药，也展现出良好的前景，比如用来抑制狂犬病病毒的复制和干扰艾滋病病毒的体内合成。除此以外，核酸适配体还可作为运输工具，特异性地把药物运送至靶标细胞或组织达到定点清除的治疗效果，研究比较成熟的有装载着阿霉素，用来杀伤前列腺癌细胞的复合适配体药物。

4展望

第2篇

国外远程医学技术的发展已有近40a的历史，美国和西欧国家发展速度最快。其通信方式多采用卫星通信和综合业务数字网(integratedservicedigi—talnetwork，ISDN)，它们在远程咨询、远程会诊、医学图像的远距离传输、远程会议和远程军事医学等方面取得了较大进展，近年来还采用移动设备进行了远程医疗的研究与应用。国内远程医学技术起步较晚，但是起点较高，发展非常迅速。远程医学技术从单一的电视监控、电话远程会诊逐渐发展为利用卫星通信、有线网络、无线网络、移动通信设备等进行数字、图像、语音的综合传输。我军依托卫星通信设备建成了“军队远程医学信息网”，建立了数百个双向站点及近百个移动站点，并将放射、超声、内窥镜、心电图等辅助诊疗信息接入远程医学系统，实现了远程医疗会诊、远程教学等远程医学信息服务。地方许多省市在国家卫生部门的指导下利用卫星、互联网、医疗专用网等通信平台建立了远程医学信息网络。

2远程医学应用模式与实践效果

2．1发挥高级医学专家的作用，提高基层医院的诊治水平远程医疗会诊是远程医学服务中应用最为广泛的项目之一l2l。我院利用卫星网、军事综合网、互联网实现了与部队医院、干休所以及地方医院的联网。截止到2013年6月，我院开展远程会诊、病例讨论、教学查房、网站电子病历会诊2558例次，其中指导临床诊治2356例，占92．10％；解决专科疑难问题1854例，占72．48％；有助于提高网点和下级医院医疗水平2174例，占84．99％；及时解决转院治疗235例，占9．19％。由此可见，远程医疗会诊指导基层医院临床诊治效果明显，有助于提高基层医院医疗技术和解决专科疑难水平，为危重疑难病的转院治疗开辟了一条快捷的绿色通道。

2．2积极举办远程教学讲座。扩大优势学科的辐射范围利用全军远程医学信息系统，我院进行了临床医师执业技能的远程教学辅导，组织我院全军肾脏病研究所、全军普通外科研究所等医学专家就本领域的最新研究进展和临床经验开展远程专题讲座，在传播知识和经验的同时扩大了我院的影响。护理部组织不同专业的护理人员参加总部开展的护理新技术讲座，对提高护理人员的技术水平起到很大作用。建站以来，共开展了“糖尿病肾病的诊断和治疗”、“损伤控制性外科”、“脑血管病防治的挑战与策略”、“关注心血管疾病的预防与个体化危险评估”、“肠内营养护理与进展”等4O个医学、护理专题讲座，46名医学和护理专家远程授课，全军听课站点共256个，听课27940人次，受到听课站点的一致好评。

2．3开展远程医学教育转播，提高医护人员的理论水平目前，全军远程医学信息网教学内容主要针对我军卫生工作的特点和特殊需求来设定，提供现场直播、录播、转播、远程学术讨论、课程高速下载、网上浏览等形式的教育培训，对继续医学教育和推广新技术发挥了积极作用。我院定期组织医护技人员收看全军远程医学的专题讲座，通过医院的闭路电视系统，建立了远程卫星教育频道，用以转播全军远程教学，效果良好。教学录像转存在我院医学信息网上，医护人员可根据需要自行收看。我们在医院网站上公布了远程教学安排表，由训练科下发远程教学收看的通知。自2003年9月建立双向卫星站点以来，共转播全军远程专题讲座1176次，39812人次收看了远程讲座，加快了全军医学新技术和新进展在我院的传播速度和广度。

2．4探索远程医疗教学查房模式，提高基层医院的医疗和教学质量远程医疗教学查房是一种新型的查房手段，有别于面对面查房，l：L~n体检和询问病史是通过当地医院的经治医师来完成。我院利用全军肾脏病研究所和全军普通外科研究所的高级专家资源，与211医院开展了肾脏科、普通外科远程教学查房。医学专家对该院病例进行了详细分析，提出诊断意见和治疗计划，对患者的合理用药、营养支持、手术方案等进行业务指导。为提高远程查房效果，我们精心组织协调，将远程教学查房与讲学、专题讲座、病例讨论相结合，认真做好技术保障工作，积极预防医疗纠纷的发生}3】。远程教学查房打破了空间与时间的限制，技术和应用13趋成熟，能够共享医学信息资源，优化医学资源配置，使患者享受到高级别的医疗服务。

2．5开展机器人远程手术示教，扩大临床手术示教的应用范围利用医院数字化手术示教系统，远程医学中心将达芬奇机器人手术信息通过全军远程医学卫星网转播到医院以外的场所，让多地多人同时观摩手术实况，实现手术室内外的音视频交流、手术示教以及远程医疗会诊。我院2011年建立了机器人远程手术示教系统，具有多通道图像选择、可视对讲、示教过程录制、远程教学等功能，实时传输与交互时图像清晰、语音清楚，且操作简便、管理规范。系统提供了手术教学观摩、专家手术示教、远程手术教学转播、远程医学技能培训、机关领导远程巡查等功能，多次配合总后卫生部组织的大型会议活动，应用效果较好。机器人远程手术示教系统的建立，充分发挥了现代教育技术在临床医学教学中的作用，扩大了手术示教资源数据的应用范围，成为一种医学生手术技能培训的教学资源。

2．6建立远程在线考试平台，开拓医学培训管理模式计算机和网络技术的普及应用为卫生系统信息化建设向深层次开发应用提供了良好的系统平台和技术支撑，为医务人员培训带来了管理、技术、配需等模式的变革，有效地解决了医务培训和考试模式覆盖面小、组织难度大、方法单一、效率低下、信息共享程度低等多个瓶颈问题。基于卫星通信网与医院局域网络平台的全军远程医学培训管理系统，最大限度地满足了卫生医疗系统人员培训快速发展的需求，远程医学培训系统考试认证模块主要应用于医护人员远程继续医学教育和远程在线考试，具有方便快捷、实时同步、情景化等特点。在考试系统中，可以查看考试科目、考试场次、考试人员，网管中心收到考试人员信息后，给每位参考人员分配条形码，参考人员输入条形码及密码后进人在线答题，答完题后保存即可。2012--2013年，我院组织150名感染控制相关人员和野战医疗所成员进行医院感染管理知识、卫勤理论知识的在线考试，培训通过率为98％。军队远程医学培训管理系统在新时期军队医务人员的培训和考核中起到了非常重要的作用，在拓展新技术应用及创新培训模式上意义非凡。

3远程医学发展策略与思考

尽管我国的远程医疗已取得初步的成果，但距离发达国家技术水平还有一定差距，在技术标准、操作规范、政策法规和实际应用等方面还需要不断完善。

3．1规范远程医疗会诊流程，提高远程医疗会诊质量病历资料是远程会诊专家诊断的客观依据，全面采集和安全传输病历信息是保证远程医疗质量的关键I5l，尤其是影像资料，它是会诊专家对疾病作出诊断的重要依据，申请医师准备病历资料要详细、完整、准确，为会诊专家提供可靠有效的患者信息和清晰的影像资料。由于远程医疗系统缺乏统一的医疗规范和技术标准，各家医院规模不同，使用的远程医疗系统不一样，各地区网络传输的信息通道存在差异，造成医疗信息不能及时有效地共享，实现医疗单位全方位、多元化联网比较困难。受申请方医疗条件和医师技术水平等因素的影响，部分申请医院存在病历资料准备不完整、不准确，远程诊疗信息质量不高，影像资料的图像数字重建处理后图像不清、颜色不正等问题，使得会诊专家无法做出明确的诊断，易对患者的治疗造成影响。因此，要进一步建立远程医疗质量控制体系，规范远程医疗会诊流程，建立会诊资料审核与管理制度，统一远程会诊病历形式，完善远程病历资料的采集、传输、归档、保存工作。

3．2完善远程医学相关法律法规，保障医生和患者的权利随着网络建设的迅速发展，我国已经具备远程医疗的基础条件，远程医疗正向着移动性、实时性、多样性方向发展，其法律问题急需立法跟进嘲。远程医疗必须在合理的体制与法律法规保障下运行，才能确保患者安全，保障医生和患者的权益。目前，我国远程医疗法规体系尚不健全，如远程会诊医师资格的认定、医疗责任的划分、保护患者隐私权、远程医疗的知情同意、远程医疗中不良后果的处理等问题都亟待解决_7J。此外，远程医疗收费缺乏统一的标准和劳务补偿规定，医疗专家的技术价值没能得到合理的体现，不能有效地调动医疗专家的积极性。相关立法部门及卫生部应尽早出台远程医疗管理办法，通过立法或部门规章的方式，明确远程医疗服务的概念、流程、监督管理以及法律责任，规范远程医疗服务行为，保证我国远程医疗持续稳定地发展。

3．3制定继续教育学分政策，促进远程继续教育持续发展远程继续教育是改善医务人员供需矛盾的有效方式，是为国家和医疗机构节约培训费用、时间的创新方法，是提高医务人员医疗技术水平的重要手段之一。作为一门新兴的交叉学科，需要进一步完善远程继续教育的内容和质量，进一步强化远程教育管理，通过远程教育系统实现对学生学习过程的监督，通过严格的考核、认证与学分制度实现对学生学习过程及结果的管理阎。

3．4加强人才队伍培养，提高从业人员素质远程医疗涉及医学、计算机技术、通讯技术、日常维护等方面，需要计算机技术人员、计算机应用人员、医学专家、管理人员等协调配合。目前，大多数医院是由兼职人员进行远程会诊，具有极大的不稳定性。在现行的条件下，国家要对远程医疗进行改革，对远程会诊人员实施定编定岗定员，并对其进行专业培训，提高远程医疗业务水平，提高计算机和通讯技术能力，做好远程医学资料规范化管理，积极研究和解决远程医疗中的各种问题，促进远程医疗的不断发展。有关部门要制定具体的会诊医师医疗道德规范和管理办法，形成一套完整的会诊医师管理和制约机制，确保参与会诊的专家都是经验丰富、技术过硬的医疗人员，保证远程医疗会诊及时、有效、安全。

3．5加强野战化应用研究和训练，提高卫勤支援保障能力我军远程医学系统建设已经多年，在平时、应急和卫勤演练中均发挥了显著作用，已经成为现代卫勤支援保障的一种新型模式。通过多年的技术研究与探索，在远程医学信息网的基础上，我军研制了由野战会诊车和远程医疗会诊箱组构成的野战机动远程医疗支援系统。今后尚需进一步加强复杂战场环境中远程医疗技术的应用研究和训练，不断完善技术手段，进行设备和软件的升级，逐步形成科学的应急机动远程医疗保障体系，确保在未来野战或抢险救援环境中，能够充分利用远程医疗技术手段，提高伤病员救治率，降低死亡率，使远程医学支援系统在应急和卫勤保障中发挥更大作用。

4结语

第3篇

由于篇幅限制，本文下面着重介绍聚合物纳米药物。迄今为止，用于纳米药物输送的载体主要是聚合物［12］。因为聚合物主要有以下优点：分子量大，由于EPR效应，作为载体能使药物在病灶部位停留较长时间，延长疗效。可通过调节聚合物物理化学性能和自身降解而达到缓释或控释药物的目的。易功能化，可把一些具有靶向作用或控释功能的组分键合在聚合物粒子表面。可调控的生物降解性，避免药物释放后聚合物载体材料在人体器官聚积，产生毒副作用。（1）聚合物键合药物。聚合物键合药物又称为聚合物前药，它们的生物活性取决于键合的小分子药物是否能够在病变区被及时释放出来。传统的小分子化疗药物在给药过程中遇到许多问题，如在水中溶解性和稳定性较差、体内迅速清除、毒副作用大等。聚合物键合药物采用化学桥联稳定药物分子，将小分子药物以可降解的化学键键合到聚合物骨架上，可以有效避免纳米颗粒在体内循环过程中不必要的药物泄露，而通过不同的化学键的选择，特别是那些对病变局部环境敏感的化学键，比如pH和酶敏感化学键，可以实现在肿瘤组织或肿瘤细胞内的可控释放，这使得其相对于通过物理相互作用包载型的纳米药物更加具有优势。常见的聚合物骨架包括聚乙二醇（PEG）、聚谷氨酸（PGA）、聚N-（2-羟丙基）甲基丙烯酰胺（HPMA）。Duncan等研发了一系列HPMA抗肿瘤键合药物，目前正在进行临床I、II期研究。化疗药物是以Gly-Phe-Leu-Gly键合到聚合物骨架上。通过细胞内溶酶体的酶解作用，键合的抗肿瘤药物可以被有效地释放出来，达到了细胞内给药的要求［13］。再比如将galactose键合到聚合物骨架上可以有效地增加这些纳米药物的肝靶向性［14］。（2）聚合物-蛋白质结合体：聚乙二醇和多糖经常用于制备蛋白质高分子共价结合体。获FDA批准可在临床上使用的聚合物-蛋白质结合体大多数是由聚乙二醇制备的（PEGylation）。PEGylation可增加蛋白质的水溶性和稳定性，又可降低其相应的免疫原和抗原性，从而延长药物在体内的循环半衰期［15，16］。如罗氏公司生产的PEGasys（PeginterferonAlfa-2a）可以使干扰素在血清中的半衰期提高50-70倍［17］。高分子蛋白质结合体的制备方法有：带有功能基团的高分子链与蛋白质活性部位直接连接；将与蛋白质具有特异结合作用的分子首先与高分子以共价键结合，而后实现高分子与蛋白质的特异性结合。目前关注的热点之一是对于具有治疗作用的蛋白质和催化功能的酶等生物特异性蛋白质，与高分子结合后如何保持其生物功能的问题。（3）RNA纳米颗粒：在药物开发史上，化学药物和蛋白质药物已出现，RNA药物或以RNA为目标的药物将是药物开发的第三个里程碑。RNA是由腺嘌呤（A）、尿嘧啶（U）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）构成的一种核糖核酸高分子.与Watson-Crick的DNA碱基配对（A-T，G-C）的双螺旋链的结构不同，RNA的二级结构里经常出现一些非传统的碱基配对如环环相互作用。通过底端向上的“自组装”技术，包括模板法和非模板法，RNA分子可以构建种类繁多的和具有生物功能的纳米结构。RNA纳米治疗剂的独特之处在于，其支架、配体和治疗剂都是由RNA组成，由于其均匀的纳米级尺寸、良好的生物相容性、低毒性和目标特异性，使其有利于在活的机体内应用而不会在正常器官内积累［18］，为癌症的治疗提供了参考意见。郭培宣等人于1986年构建phi29DNA组装马达，是至今所能构建最强大的生物马达。1987年郭等人［19，20］报道了phi29噬菌体中由pRNA（packagingribonucleicacid，简称pRNA）驱动的纳米马达。该纳米马达的功能是包裹DNA并将DNA运送到病毒衣壳中，ATP为这种RNA马达提供能量。随后，郭的研究团队证明pRNA分子可以经过改造构建成二聚体、三聚体和六聚体的纳米颗粒，从而开创了RNA纳米技术［21，22］。利用此技术，该团队研发了一系列多功能RNA纳米治疗剂，可用于靶向治疗肿瘤，且不会损伤正常组织。例如［23-26］，利用重新改变结构的RN段携带多达4个治疗和诊断模块构建出了超稳定的X形RNA纳米颗粒。这些RNA纳米颗粒可纳入沉默基因的小干扰RNA，调控基因表达的micro-RNA，靶向癌细胞的核酸适体，或是能够催化化学反应的核酶［27］。（4）固体聚合物纳米粒子。其制备方法包括单体聚合成聚合物纳米粒子和聚合物后分散自组装形成固体纳米粒子。常见聚合物载体有聚氰基丙烯酸烷酯、聚乳酸、聚（乳酸-乙醇酸），以及天然大分子如壳聚糖和白蛋白等。药物通过物理吸附或化学键合方法引入载体。Abraxane是第一个获FDA批准的聚合纳米粒子药物，用于乳腺癌、肺癌和胰腺癌的治疗，由白蛋白纳米粒子和键合的paclitaxel组成，尺寸约130nm［28］。聚合纳米粒子作为药物载体除需具备生物相容性和生物降解性之外，单分散性要好。将纳米粒子表面接枝PEG可有效增强分散性和在体内的循环稳定性。此外，研发多功能纳米粒子以便提高靶向性也是当今研究的一个热点。（5）聚合物纳米胶束。常见小分子表面活性剂形成的胶束稳定性较差，不适于药物运输。而聚合物纳米胶束，具有载药量高、载药范围广、稳定性好，体内滞留时间长等优点［29，30］。常用于难溶性药物、大分子药物及基因治疗药物的载体，还可实现靶向给药，具有广泛的应用前景。聚合物纳米胶束通常是由具有亲水部分和疏水部分的两亲嵌段共聚物在水中自组装形成的纳米级大小的核-壳型胶束，尺寸大约20-100nm。其中亲水部分多由PEG组成，疏水部分多由聚乳酸、聚环氧丙烷、聚氨基酸组成。目前至少有6种聚合物纳米胶束抗肿瘤药物进行临床研究。纳米药物是具有巨大发展前景的新型药物，其在医药领域的发展必将引起疾病诊断和治疗的革命。目前，纳米医药技术的基础理论及纳米药物的制备工艺等还很不完善。基础理论方面，人们对纳米药物在体内的行为，包括组织分布、药代动力学和药效，以及它们与载体的化学结构和物理性能之间的相互关系，都缺乏深入和系统的研究；从制备工艺来讲，制备工艺要求操作方便、成本低、易于工业化放大生产，产品性能要稳定。因此，纳米技术在医药领域中的研究还需做大量的工作。其未来发展方向是增强载药量、提高靶向作用及控释能力、降低超敏反应［31］。

2纳米生物医用材料

纳米生物医用材料是纳米材料与生物医用材料的交叉，在人类康复工程中发挥重要作用。纳米生物医用材料将解决临床对伤口敷料、人造皮肤、人造血管和组织工程支架、高性能组织修复、器官替换的迫切需求［32-34］，而且已显示出巨大的潜在应用价值。材料支架在组织工程中起着重要作用［35］。模仿天然的细胞外基质结构而制成的纳米纤维生物可降解材料已开始应用于组织工程的修复和再生。由于软骨再生能力有限，软骨组织工程领域的发展具有重要意义，特别是在治疗老龄化社会日益流行的大关节骨关节炎方面［36］。嵇伟平等采用塑性变形和化学处理方法在Ti6A14V合金上制得一种新型多孔纳米晶体，通过体外实验研究了成骨细胞在纳米Ti6A14V合金表面的黏附情况。结果表明，与普通钛合金相比，纳米表面钛合金早期就能使成骨细胞伪足伸展良好，促进成骨细胞紧密贴壁和早期融合，与细胞黏附相关的Integrinβ1的表达也高于普通钛合金，为将纳米技术应用到人工关节等植入器械领域提供了新的方向［37］。还可以将纳米骨材料［38］植入体内填充各类型的骨缺损，其网状结构可生长出很多新生的骨细胞，所有填的纳米骨材料，最后会降解消失，骨缺损部能完全被新生骨取代。目前医用纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合骨充填材料已投入市场，对骨缺损的恢复具有较好的作用。纳米技术与生物医学的结合，为医学界提供了全新的思路，在医学领域的应用已取得一定成果。但目前大多数研究还处于动物实验阶段，仍需大量临床试验予以证实，纳米材料应用的生物安全性也有待进一步提高。这就要求生物医学研究者与纳米材料的研究人员合作需进一步加强，制造出更先进的生物医用纳米材料。

3纳米诊断学

纳米诊断学是纳米生物技术在分子诊断中的应用，对于发展个性化治疗具有重要意义。目前纳米生物技术在临床诊断方面的研究主要集中在纳米生物传感器［39，40］和成像技术［41，42］、使用制造纳米机器人在细胞水平上进行维修，生物标志物的提取及测定等［43，44］领域，以疾病的早期诊断和提高疗效为目标。

3.1体外生物分子检测

超灵敏的生物分子检测方法可以服务于临床诊断［45，46］。由于待测分子含量很少，因此，对方法的检测灵敏度有很高要求。纳米材料特有的性质可以极大地提高分子检测的灵敏度和简便性［47，48］，人们研究了各种各样的超微量生物分子检测的信号放大方法［49，50］。丁良等［51］利用纳米晶体中阳离子交换反应释放的阳离子来诱导荧光染料，用于痕量生物分子的检测，取得良好效果。实验表明基于ZnS纳米簇的阳离子交换放大器的检测性能优于酶联免疫吸附测定法（ELISA），检测限低1000倍。标志着利用便携式床旁检测设备检测生物标记物成为可能。

3.2体内诊断

3.2.1注射PEG-Glu-GNPs后肿瘤的轮廓很容易与周围组织区别开来，这种复杂的探针可以实现体内疾病的早期诊断，大大有助于癌症或癌转移的早期发现［52］。另外开发体内神经递质参与脑化学的监测是一项具有挑战性的工作，有助于进一步理解生物分子在病理和生理上的作用。Liu等［53］报道了一种新型的封装有金纳米颗粒的玻璃毛细管来感应大脑多巴胺，结果表明，全氟磺酸改进Au/GCNE可成功用于监测麻醉大鼠纹状体的多巴胺。Kempen等用光学显微镜和扫描电镜定位、观察金纳米粒子聚集的脑肿瘤模型，发现纳米颗粒仅在含有脑肿瘤细胞的区域内聚集，在正常脑组织周围没有发现［54］。3.2.2量子点（半导体纳米晶体）量子点是以CdSe为核、CdS或ZnS为壳的核-壳型纳米体，具有优良的光谱性能。水溶性的量子点在生物化学等研究领域显示了极其广阔的应用前景。它的细胞毒性低，可用于活细胞及体内非同位素标记的生物分子的超灵敏检测。李朝辉等［55］利用反相微乳液技术，以CdTe量子点为核，SiO2为壳，一步制备了表面带有氨基和磷酸基团的核壳型量子点荧光纳米颗粒.该颗粒水溶性好，大小均匀，有效改善了CdTe量子点的不稳定性，成功实现了对肝实质细胞的识别。由于量子点技术有其独特的标记特点，它必将成为今后生物分子检测的尖端技术，为DNA检测（DNA芯片）、蛋白质检测（蛋白质芯片）和探索蛋白质-蛋白质之间（抗原-抗体、配体-受体、酶-底物）反应原理提供更先进的方法。同时也将极大推动生物显像技术和生物制药技术的迅猛发展，给疾病的诊断和治疗带来巨大进步。3.2.3纳米磁性颗粒较大尺度的磁性纳米颗粒呈现铁磁性，在交变磁场的作用下可通过磁滞现象产热，用于癌症的靶向热疗［56］。而粒径小于20nm的磁性纳米颗粒通常显现出超顺磁性，可被广泛应用于临床诊断领域。目前在临床诊断方面较为成熟、发展较快的应用主要包括：磁共振成像、生物分离、细胞筛选等。（1）磁共振成像（MRI）作为一项新的医学影像诊断技术，近年来发展十分迅速，所提供的特有信息对诊断疾病具有很大的潜在优越性。利用超顺磁性氧化铁磁性纳米颗粒在生物体组织内的特异性分布，有助于提高该部位肿瘤与正常组织的MRI对比度，因而作为造影增强剂被应用于MRI，进行肿瘤及其他疾病的诊断［57］。（2）生物分离。因磁性纳米颗粒具有易操控性、比表面积大等优点，使功能化的磁性纳米颗粒的应用具有很大的吸引力［58］。当前磁分离的研究涉及生物领域的多个方面，如血液中金属离子的去除，蛋白质、核酸等的富集、固定化酶的回收与重复等［59］。Yan课题组［60］利用磁性氧化铁粒子作为载体固定蛋白酶A，并利用其能够与乙肝病毒表面抗原抗体发生特异性结合的性质，达到测定乙肝病毒的目的。（3）细胞筛选。当组织或血液中仅有微量癌细胞的时候，通过特定的技术就可以精确地检测到，从而实现对疾病的早期诊断和治疗，必将为病人获得宝贵的治疗时间，提高治愈率。所以细胞筛选具有重要的意义。免疫磁珠细胞筛选法可在几分钟内从复杂的细胞混合物中分离出很高纯度的细胞。Mousavi等［61］等开发了一种新型的与金纳米条结合的微流控芯片，利用高效免疫磁珠法捕捉人血中极少量的细胞，可以达到简单而有效的检测高纯度目标细胞的目的。可以预见，在未来，更加精确的细胞筛选技术将是一个非常热门的研究方向［62］。虽然功能化的磁性纳米材料已经有了广泛的应用，但如何设计更简单的制备过程和更新颖的功能化方式以使材料本身具有更好的分散性和使用寿命，仍是研究者们探索的方向.3.2.4纳米生物传感器在癌症研究领域，利用纳米技术制成的传感器可望使各种癌症的早期诊断成为现实［63］。纳米传感器灵敏度很高，在进行血液检测时，当传感器中预置的某种癌细胞抗体遇到相应的抗原时，传感器中的电流会发生变化，通过这种电流变化可以判断血液中癌细胞的种类和浓度。目前越来越多的风险投资正在涌入这一领域，但这一技术在实用中还有一些技术难题需要解决。今后可能会有多种纳米传感器集成在一起被置入人体，以用来早期检测各种疾病。3.2.5生物芯片生物芯片是基因生物学与纳米技术相结合的产物，它不同于半导体芯片，它是在很小的几何尺度的表面积上，装配一种或集成多种生物活性分子，仅用微量生理或生物采样，即可同时检测和研究不同的生物细胞、生物分子和DNA的特性，以及它们之间的相互作用，获得生命微观活动的规律。具有集成、并行和快速检测的优点，生物芯片技术已经成为21世纪生物医学工程的前沿科技。基于纳米结构阵列的蛋白质芯片和微流控芯片技术在诊断学和生物传感技术方面的应用具有巨大的潜力［64］。Ali等［65］制备的基于氧化镍纳米棒的微流控生物芯片，采用电化学检测法来测定人体血液中的总胆固醇浓度，线性范围为1.5-10.3mmol/L，灵敏度高达0.12mA•mmol-1•cm-2。DNA芯片技术可以快速分析大量的基因信息，从而使生物医学工作者可以研究并收集基因表达和变异信息，还可用于监测不同的人体细胞和组织基因表达，以检测癌症或其它疾病所对应的基因的变化。3.2.6纳米机器人纳米技术与分子生物学的结合将开创分子仿生学新领域。“纳米机器人”是根据分子水平的生物学原理为设计原型，设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。以色列科学家研发出一种“胶囊相机”，将摄像头内置入比普通感冒药稍大的胶囊内，以大约每秒14张照片的频率拍摄消化道内的情况，并同时传回外置的图像接收器，可进行人体消化道肿瘤监测。还可将纳米机器人注入人体血管内，进行全身健康检查，疏通脑血管中的血栓，清除心脏动脉脂肪沉积物，用于动脉粥样硬化的治疗；可吞噬病毒，杀死癌细胞；可将纳米机器人以插入导管的方式引入到尿道或胆道里内，直接到达结石所在的部位，并且直接把结石击碎，进行肾结石、胆结石的治疗；还可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，把正常的DNA安装在基因中，这样可以从根本上治愈遗传缺陷或病毒，使机体正常运行。未来发展趋势是当机器人医生发现可疑病变组织后，立即能伸出“手”来取样进行活检。纳米机器人在体内的生物传感与智能配送生物活化剂有很大潜力［66］。

4纳米材料和纳米生物技术的安全性问题

随着纳米技术的迅速发展，不可避免地导致含有纳米颗粒的工业废水的排放［67］，纳米材料的潜在的免疫毒性机制所引起的不良反应还没有得到足够的重视［68］。纳米颗粒可直接穿透人体皮肤引发多种炎症；可穿透细胞膜，将异物带入细胞内部，对人体脑组织、免疫与生殖系统等方面造成损害等。如二氧化钛容易在饮用水中聚集，从而污染环境、影响健康。接触二氧化钛纳米微粒后，人体肺部将可能出现炎症。银纳米颗粒目前已被大量使用。研究表明，即使它在环境中的聚集量很低，也会对水中无脊椎动物造成伤害。碳纳米管是工业和实验所需的材料，注射了碳纳米管的老鼠会产生动脉粥状化、线粒体脱氧核糖核酸损伤等反应。当摄入量较大时，对肌肉细胞也有毒性，会对人体健康有不利影响。但尽管纳米生物技术的应用有一定安全性的问题，它的应用也会越来越广泛，同时这也为纳米技术将来的发展指明了方向——如何提高其安全性问题是研究的目标之一。

5发展前景