碳纳米管的生物医学应用(原创)
碳纳米管在生物医学中的应用
碳纳米管在生物医学中的应用随着科技的不断进步，人们对于医学研究的需求也越来越高。
现代生物医学发展离不开新材料、新技术的不断出现。
碳纳米管是一种新型材料，在生物医学的应用上具有非常大的优势。
本文将探讨碳纳米管在生物医学中的应用情况。
一、碳纳米管的基本概念碳纳米管是由碳原子构成的纳米结构材料，其长度可达数个微米甚至更长，而直径只有几纳米。
碳纳米管是具有一定强度和硬度的材料，同时具有导热、导电、化学稳定等特性。
可以说，碳纳米管是一种理想的纳米材料。
二、1、生物传感器碳纳米管可以作为生物传感器的探头，用于检测生物体内的物质，如蛋白质、DNA等。
碳纳米管具有非常高的导电性和化学反应能力，可以通过与生物分子的特异性相互作用来实现检测。
这种技术在癌症、感染等领域有着广泛的应用前景。
2、药物递送碳纳米管有非常好的载体性能，可以使药物在生物体内精准地送达目标区域。
碳纳米管的纳米尺度和生物学特性与生物组织相似，这使得药物可以更好地穿透细胞壁，进入细胞内部进行作用。
3、组织工程碳纳米管可以作为支架材料，促进组织工程的发展。
组织工程是一种将细胞结合到具有生物相容性的材料表面，形成新组织的过程。
碳纳米管在组织工程中可以提供一些新颖的功能，例如增强细胞黏附性、生长等。
4、诊断与治疗碳纳米管可以作为一种新型荧光剂、MRI对比剂和CT成像剂等，从而在医学诊断中发挥重要作用。
此外，在肿瘤的治疗中，碳纳米管可以通过热疗、化疗、放疗等方式来进行治疗，达到更好的效果。
三、碳纳米管的应用前景目前，碳纳米管已经成为生物医学领域中的一种热门研究材料。
随着技术的进一步发展，碳纳米管的应用前景将更加广阔。
例如，利用碳纳米管可以制备出一种高效且环保的一次性生物传感器，这将有助于提高生物监测技术的精度和灵敏度；同时，通过改变碳纳米管的结构和组成，还可以制备出更加多样化、个性化的生物医学材料。
总之，碳纳米管在生物医学中的应用已经取得了很大的进展，同时其未来的发展前景也非常广阔。
碳纳米管材料在生物医学领域的应用研究
碳纳米管材料在生物医学领域的应用研究在近些年的发展中，碳纳米管（Carbon nanotubes，简称CNTs）作为一种新材料，已经引起了生物医学领域的广泛关注。
由于其独特的结构和性能，碳纳米管材料被认为是一种极具应用潜力的新型生物医学材料。
本文将详细介绍碳纳米管材料在生物医学领域的研究现状和应用前景。
一、碳纳米管的特点和优势碳纳米管具有许多独特的物理和化学特性，从而使其在生物医学领域的应用变得日益重要。
首先，碳纳米管材料具有高度的化学稳定性，在生物体内具有显著的生物相容性和生物可降解性。
此外，碳纳米管的表面能很容易地修饰，可以实现与生物分子的特异性结合，例如靶向治疗，生物检测和成像等方面提供了重要优势。
另外，碳纳米管还具有很高的导电性和导热性，可以实现电刺激和热疗方面的应用。
总之，碳纳米管作为一种优秀的生物医学材料，具有很多的潜在应用和研究价值。
二、碳纳米管在生物医学领域的应用1. 生物分子检测和诊断碳纳米管具有很高的表面积和活性，可以在其表面修饰生物分子，实现对生物分子的高灵敏检测，例如DNA，RNA和蛋白质等。
同时，由于碳纳米管的电化学性能优异，可以实现生物分子的电化学检测，是一种新型的生物分子检测技术。
此外，碳纳米管还可以通过变形性表面等特征来检测生物分子，这为诊断和治疗提供了极大的便利。
2. 组织工程和再生医学碳纳米管的生物相容性良好，可以用于大量组织和生物医学工程的应用，例如组织修复和再生医学。
碳纳米管可以作为组织材料的骨骼和骨架，支持组织生长和再生医学的应用。
碳纳米管还可以被用作组织机械加固剂，用于骨折和组织缺损的治疗。
此外，在神经科学领域，碳纳米管还可以用作神经元生长的引导和神经再生的促进。
3. 药物传输系统碳纳米管可以在其表面修饰药物分子，实现针对性药物传输。
此外，碳纳米管还可以通过电磁刺激、热疗等方式实现药物的释放。
碳纳米管材料的表面积大，可以搭载大量的药物分子，而后通过局部或全局施加刺激，实现药物释放的可控性，为临床药物治疗提供了新的思路。
碳纳米管在医学中的应用
碳纳米管在医学中的应用随着科技的不断进步，纳米技术在医学、材料学和能源领域等得到了广泛的应用和研究。
碳纳米管作为纳米材料的一种，在医学领域中也有着重要的应用。
本文将从碳纳米管的特性、制备方法、在医学中的应用等方面进行阐述。
碳纳米管的特性碳纳米管是由碳元素组成的一种纳米材料，它的构成为一个或多个同轴的碳层辗制而成。
碳纳米管具有很多优异的物理和化学特性，如强度高、导电性好、导热性好、可控性强、生物相容性好等等。
其中，其生物相容性好是其在医学方面得以广泛应用的前提条件。
碳纳米管的制备方法碳纳米管的制备方法有很多种，例如弧放电法、电化学法、化学气相沉积法、热裂解法、等离子化学气相沉积法、湿法化学沉积法、静电纺丝法等等。
其中，化学气相沉积法和热裂解法是最常用的两种制备方法。
在化学气相沉积法中，常采用的是甲烷或乙烯为碳源，通过高温的条件下，将碳源转化为碳纳米管。
而在热裂解法中，则是将碳原料加热到高温状态，使之裂解形成碳纳米管。
碳纳米管作为一种优良的材料，在医学领域中也有着广泛应用。
下面就是它在医学中的具体应用：1. 生物医学材料由于碳纳米管具有优异的生物相容性、高强度、可控性强等优点，因此在生物医学材料领域中有着重要的应用。
例如，在骨科和牙科领域，碳纳米管可以作为植入物的材料，用于改善骨骼和牙齿缺陷等问题。
2. 药物传输载体碳纳米管具有良好的生物相容性和小分子穿透性，因此可用作药物传输载体。
药物可以通过碳纳米管的孔道进入细胞内，从而实现对疾病的治疗。
此外，碳纳米管还可以用作导航标记，辅助定位和治疗。
3. 疾病诊断碳纳米管可以作为纳米标记物用于疾病诊断。
此外，碳纳米管还可以被用于生物成像，从而达到更加精确的诊断效果。
例如，在良恶性肿瘤的诊断中，通过利用碳纳米管作为标记物，可以使得肿瘤细胞更明显地显现，从而实现对肿瘤的早期检测。
总之，碳纳米管在医学领域中具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展和完善，碳纳米管作为一种新型的医用材料必将得到更广泛的应用和研究。
碳纳米管在生物医学中的应用研究
碳纳米管在生物医学中的应用研究碳纳米管（Carbon Nanotubes，CNTs）是一种由碳原子构成的纳米材料，拥有极高的力学强度和导电性能，同时表现出许多独特的物理和化学特性。
由于这些特性，碳纳米管被广泛应用于各个领域，其中生物医学领域是近年来的研究热点。
本文将介绍碳纳米管在生物医学中的应用研究，包括生物成像、药物传递、组织修复等方面。
一、生物成像生物成像是生物医学领域对生物体的图像化技术，主要用于检测和诊断相关疾病。
碳纳米管通过其高度的吸收特性和荧光发射特性，成为一种用于生物成像的重要材料。
目前有许多研究表明，无论是单壁碳纳米管还是多壁碳纳米管，都可以用于生物成像。
其中较常用的是单壁碳纳米管，因其天然的荧光发射和吸收在可见光和红外光范围的性能。
在生物成像中，碳纳米管的应用主要有以下几个方面：1.荧光探针：将荧光标记的碳纳米管作为带有特异性的探针，能够用于对特定生物区域进行高强度荧光成像。
2.磁共振成像：将具有磁性的碳纳米管（如磁性单壁碳纳米管）注射到生物体中，利用磁共振成像技术获取相关图像，可用于诊断肿瘤、心脑血管疾病等疾病。
3.多模态成像：利用多种成像技术对同一生物样品进行成像，以提高成像的精度和特异性。
碳纳米管与其他生物材料结合，如抗体、核酸等，可构建多种多模态成像探针用于生物学成像。
二、药物传递在生物医学领域中，药物传递是一项关键技术，可通过优化给药途径、提高药物的靶向性，提高药物的疗效，同时减少副作用。
碳纳米管具有优秀的药物传输特性，成为了一种有潜力的药物运载体。
1. 药物传输：将含有特定药物的碳纳米管注射到体内，通过其吸收性能和生物活性，使药物快速传送到体内特定部位，实现对病变组织的治疗。
2. 基因载体：由于碳纳米管的高度生物相容性，作为基因载体在基因治疗中表现出许多优点。
单壁碳纳米管可通过简单的电动势法或化学修饰转化成DNA载体，以促进基因高效地输送。
同时，碳纳米管还可以用于载荷RNA干扰物、siRNA等。
碳纳米管在医学上的应用研究
碳纳米管在医学上的应用研究随着科技的不断进步，纳米技术被广泛应用于医药领域。
碳纳米管是一种一维碳基纳米材料，具有极高的强度、高导电性和高度的化学稳定性，是目前研究较为活跃的纳米材料之一。
在医学领域，碳纳米管具有广泛的应用前景，可以运用于药物传输、生物成像、疾病监测、组织工程等方面。
本文将主要阐述碳纳米管在医学上的应用研究。
一、药物传输药物传输是碳纳米管在医学领域的一个重要应用。
药物传输的目的是将药物快速且有效地输送到患病部位，达到治疗的效果。
传统的药物传输需要采用载体来辅助，而碳纳米管具有超大的比表面积和空腔结构，使其成为一种独特的载体。
研究表明，将药物与碳纳米管复合后，药物的稳定性和生物可利用性都得到了提高，同时也可以避免药物的毒副作用。
例如，氧化碳纳米管可以将药物嵌入其中，具有稳定性高、生物容性好、药效快速等优点。
二、生物成像生物成像是调查生物系统内部结构和功能的手段之一。
现有的生物成像技术在实际应用中受制于诸多因素，包括信号强度和成像空间分辨率等。
碳纳米管具有超小的尺寸和高的比表面积，能够提供较高的信号强度和空间分辨率，使其成为一种重要的生物成像探针。
近年来，研究人员已利用碳纳米管的吸收特性将其应用于生物体内的光学成像和磁共振成像领域，取得一定的成果。
三、疾病监测疾病监测是医学领域的重要任务之一。
传统的疾病监测技术难以准确地发现和分析微量的生物分子，影响了疾病诊断和治疗的效果。
碳纳米管的化学反应活性和超小尺寸使其成为一种高效的疾病监测探针。
疾病监测可通过纳米碳管的吸附能力，准确地检测人体内的DNA、RNA和肿瘤标志物等微量生物分子，提高了疾病的早期诊断率和治疗效果。
四、组织工程组织工程是目前研究的热点之一，是较新的医学领域应用之一。
碳纳米管的物理特性使其能够提供细胞间的支撑，成为组织工程的一种新型载体。
研究表明，碳纳米管能够促进细胞的增殖和分化，同时可以有效地促进基质细胞外和基质细胞之间的互动，有助于形成仿生组织。
碳纳米管在生物医学领域的应用
碳纳米管在生物医学领域的应用碳纳米管是一种具有超高强度、高导电性和高导热性的新型材料，其直径只有几个纳米大小。
随着科技的发展，碳纳米管在生物医学领域中的应用越来越广泛。
本文将通过以下几个方面来探讨碳纳米管在生物医学领域的应用。
1.药物递送药物递送是一种常见的治疗方法，而碳纳米管作为一种新型的材料已被证明在药物递送领域中有着重要的应用价值。
与传统的药物递送方法相比，碳纳米管可以更快、更有效地将药物输送到目标细胞中。
此外，碳纳米管还可以被修饰成不同的表面化学性质，以便与药物进行化学反应，从而控制药物向细胞释放的速率和方式。
2.癌症治疗随着科技的进步，越来越多的研究人员将目光投向了碳纳米管在癌症治疗中的应用。
研究表明，通过将碳纳米管与光敏化剂结合使用，可以实现靶向光动力疗法，进而杀死癌细胞。
此外，大量的研究也发现，碳纳米管可以用于制备具有靶向性的生物传感器，从而在早期癌症诊断和治疗方面发挥重要作用。
3.组织工程组织工程是一种常见的治疗方法，而碳纳米管也可以用于组织工程领域中。
由于碳纳米管的化学稳定性和生物相容性，它们可以被用来制备材料用于骨和软组织修复。
此外，碳纳米管还可以与细胞相互作用，促进细胞增殖和分化，从而在组织工程方面发挥巨大作用。
4.生物成像生物成像是一种用于观察和研究生物体内结构和功能的方法。
利用纳米材料，如碳纳米管，可以制备出高灵敏度和高分辨率的成像剂，用于靶向生物成像。
此外，碳纳米管的光学性质和磁学性质也可以用于磁共振成像和光子学成像。
结论总的来说，碳纳米管在生物医学领域中的应用前景巨大。
随着科技的发展和研究人员在这方面的不断努力，相信我们将会看到越来越多的创新碳纳米管应用出现，让生物医学领域更好地服务于人类健康。
碳纳米管技术在医疗领域的应用研究
碳纳米管技术在医疗领域的应用研究随着科技的不断发展，人类对于医疗领域的需求也越来越高。
碳纳米管技术作为一种新兴的技术，已经开始被广泛应用于医疗领域中。
一、碳纳米管基础知识碳纳米管是由碳原子按照一定的方式组成的空心管状结构。
它的壁厚度可以达到纳米级别，而其径线可以达到数百纳米。
碳纳米管的材料具有优异的力学、热力学和电学性能，同时还具有较强的生物相容性和生物分子识别特性。
二、碳纳米管在医疗领域的应用1. 用于药物输送碳纳米管可以用于药物的输送。
由于碳纳米管在生物内部的分子交互作用特殊，因此可以选择性地输送药物到患处，并控制药物的释放时间和速度。
这一技术可以减少药物对人体的副作用，提高药物治疗效果。
2. 用于肿瘤治疗碳纳米管可以被用于肿瘤治疗。
由于碳纳米管可以在肿瘤细胞表面寻找到靶标并识别它们，因此可以将药物直接输送到肿瘤细胞表面，从而发挥更高的治疗效果。
同时，碳纳米管的导热特性也可以被用来高效地杀死肿瘤细胞。
3. 用于成像技术碳纳米管具有较强的光学性能，可以被用于成像技术中。
由于碳纳米管在肿瘤细胞、组织和器官等部分具有较强的光吸收特性，因此可以被用于医学成像，从而实现对病变位置和范围的精准定位。
4. 其他医疗应用此外，碳纳米管还可以用于其他医疗领域的应用。
例如，可以用于人体组织修复、疾病诊断和治疗、生物传感器等。
三、碳纳米管技术的优势与一些传统的医学技术相比，碳纳米管技术具有一些独有的优势。
例如，碳纳米管可以单独或与其他药物、生物分子等复合使用，从而实现更加精准的治疗；碳纳米管还可以通过改变其表面化学结构，从而改变其在生物体内的代谢途径、药物释放速度等；碳纳米管在生物体内的分布和代谢途径也相对较为安全，因此具有较高的生物相容性。
四、碳纳米管技术的风险和挑战碳纳米管技术的应用，虽然具有较多的优点，但是也存在一些风险和挑战。
例如，碳纳米管可能会对生物体造成损伤，并且在代谢过程中会产生一些副产物，因此长期使用可能会对人体产生不良影响。
碳纳米管在生物医学领域的应用
碳纳米管在生物医学领域的应用随着生物医学领域的不断发展，越来越多的纳米技术应用于医疗诊断和治疗领域。
在这些纳米技术中，碳纳米管已经成为一种热门的研究方向。
碳纳米管是一种具有独特结构和特性的纳米材料，具有较大比表面积、优异的机械性能和化学稳定性，还可以通过改变其结构和表面修饰实现多种功能。
因此，碳纳米管已经被广泛应用于生物医学领域，特别是在肿瘤治疗、药物传递和生物成像等方面具有很大的潜力。
碳纳米管作为一种高度可调节的载体，可以实现药物在体内的定向输送。
通过改变管子的尺寸、化学结构以及表面修饰，可以使药物在体内的传递更为精准和有效。
同时，碳纳米管的小尺寸和高比表面积也能够增强药物与细胞之间的相互作用，提高药效和降低毒性。
因此，碳纳米管可以作为一种优化的药物传递工具，有望解决目前治疗过程中药物剂量和毒副作用等方面的问题。
另外，碳纳米管还具有很好的生物成像能力。
由于碳纳米管的单层薄膜结构，因此可以在体内输送各种指示剂，通过 X 射线、磁共振等多种检测手段实现对生物体的成像。
同时，碳纳米管的拉曼散射和荧光激发等特性也能够为细胞成像和药物监控等方面提供有力的技术支持。
因此，碳纳米管在生物成像方面的应用也已引起了广泛的关注。
除此之外，碳纳米管还可以作为一种独特的光热治疗手段。
通过将碳纳米管与荧光分子或其他生物分子构成的纳米复合体，将荧光信号定向输送到肿瘤细胞，再利用光热效应进行针对性治疗，并且可以通过控制碳纳米管的形状等因素调节其光热性能。
因此，碳纳米管在肿瘤治疗方面也有很大的应用前景。
总的来说，碳纳米管在生物医学领域的应用潜力很大。
虽然目前还存在一些技术瓶颈和安全性问题，但是随着这些问题的逐渐解决，相信碳纳米管在生物医学领域的应用将会得到更广泛的发展和应用。
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碳纳米管的生物医学应用摘要：碳纳米管的发现以及其优异的物理化学性能，使得它在生物和医学领域的具有很大的应用潜力。
碳纳米管（CNTs）是碳纳米结构的同素异形体，长度与直径之比大于1,000,000甚至更大。
这些圆柱形的碳分子使它们在许多应用纳米技术可能有新的性能，其独特的表面面积，刚度，强度和弹性，导致在制药领域是研究热门。
碳纳米管属于富勒烯家族的卷成管状的形式的石墨薄片组成。
可为单个或多壁碳纳米管。
分子和离子迁移通过碳纳米管，为分子电子传感器和核酸测序制造提供可能。
这篇文章提供了有关药物载体系统，生物传感器等应用，其毒性以及生物相容性的概述。
关键字：碳纳米管，生物医学，应用1 前沿以碳纳米管为载体的药物为治疗癌症提供了很大的希望[1]。
碳纳米管的功能化可产生新的化学和生物应用[2]。
这种药物有许多优点，主要提高了安全性和有针对性的提供药品，提高生物利用度，延长药物或基因药物对组织的作用、提高化学药物治疗稳定性、酶降解药物的效率等[3]。
与其他材料，如聚合物，碳纳米管的兼容性，也可望提高。
此外，一旦功能化，碳纳米管可作为溶剂，他们的性质值得进行研究。
许多功能化碳纳米管在材料科学和技术，包括光电领域有有效的应用。
碳纳米管在药物化学还发挥了重要作用。
他们已被使用在药物支架和疫苗基板。
CNT的官能基与生物活性特别适合用于靶向给药。
然而，碳纳米管有机改性还不是一个完善的领域。
碳纳米管的内在化学反应活性低，反应相结合的比较困难。
2 碳纳米管的生物医学应用2.1 药物载体系统及生物传感器碳纳米管的一个重要特性是可以跨越细胞膜和生物体内的多种屏障，进入到细胞和生物体内多种器官内。
研究结果显示，碳纳米管可以穿过多种细胞的细胞膜，包括小鼠成纤维细胞、人宫颈癌细胞、人乳腺癌细胞、和人T-细胞淋巴瘤细胞、Jurkat细胞等。
碳纳米管可以作为生物分子的载体，这一现象引起了众多研究者广泛的研究兴趣，从而将碳纳米管用于DNA、蛋白质和药物的输运，如图1所示，DNA可以通过共价和非共价作用连接到碳纳米管的表面。
图1 DNA通过共价和非共价作用连接到碳纳米管的表面2.1.1 碳纳米管作为核酸类物质转运载体近年来许多实验室致力于利用碳纳米管作为载体进行基因和RNAi 治疗，在抗肿瘤治疗方面的研究尤其突出。
图2为碳纳米管与核酸分子的相互作用示意图。
图2 碳纳米管与核酸分子的相互作用示意图(A)核酸分子通过π-叠加和疏水作用缠绕于原位合成碳纳米管上；(B)核酸分子通过静电相互作用吸附于带有正电荷的碳纳米管表面；(C)核酸分子嵌入碳纳米管内腔；(D)核酸分子通过共价键与碳纳米管连接碳纳米管作为基因载体：Kostarelos等率先报道了碳纳米管可以将β-gal基因转入动物细胞[4]。
随后，他们发现以不同正电基团修饰的碳纳米管作为基因载体时，报告基因的表达水平取决于DNA与碳纳米管的复合强度，而复合强度与DNA 和碳纳米管的正、负电荷比相关[5]。
Narain等人[6]发现以表面带有阳离子多糖的SWNTs 作为载体，基因的转染效率可与商业化lipofectamin相当。
为检测碳纳米管-核酸复合物的细胞毒性，Prakash等人[7]以sw480 细胞作为模型，发现碳纳米管-核酸复合物的转染效率虽然较脂质体低，但其细胞毒性却比脂质体小很多。
碳纳米管作为RNAi载体：碳纳米管作为RNAi 载体已经成功将siRNA 序列或反义寡核苷酸序列（asODN）转运进入多种细胞，并在细胞水平和动物水平上实现对特定基因表达的沉默。
Zhang 等人[8]将myc asODN通过酰胺键连接到碳纳米管，这种复合物有效地沉默了HL-60细胞内的myc蛋白表达，导致细胞发生凋亡。
Dai等[9]将siRNA通过二硫键与PEG化的磷脂分子连接，磷脂分子的尾部通过非特异性吸附结合于碳纳米管表面。
McCarroll [10]用SWNTs-ApoB siRNA 复合物有效地下调了小鼠肝脏ApoB 表达和血浆中的胆固醇水平，且静脉注射siRNA 用量少于1 mg/kg，这个剂量是临床应用中的一个可行剂量。
碳纳米管作为其它类型核酸的转运载体：碳纳米管能够运载核酸的性质还有一些特殊的应用研究。
例如，由于带负电荷，具有佐剂性质的CpG序列很难进入细胞。
Bianco等[11]用正电修饰的碳纳米管与CpG序列复合，有效地将CpG 带入目的细胞而增强了其免疫激活功能。
另一个特殊应用是通过互补寡核苷酸片段的相互结合作用，使碳纳米管在肿瘤组织中发生自组装。
Gmeiner等人[12]在对荷瘤小鼠进行热疗时，发现DNA修饰的碳纳米管的热疗效果比未修饰的碳纳米管更好，这是由于DNA 的修饰增加了碳纳米管的水分散性，使其获得了更高的热效应。
碳纳米管作为核酸转运载体的靶向性：除了载体之外，基因传递的靶向性也是基因治疗与RNAi干扰中急需解决的重要问题。
迄今，在体外条件下尚少见在碳纳米管-核酸复合物上连接靶向分子进行转染的文献报道，在动物水平的转染实验中，绝大多数研究采用了瘤内注射的方式。
2.1.2碳纳米管在生物传感器中的应用生物传感器的工作原理是将待测物质经扩散作用进入生物活性材料,经分子识别发生生物学反应，产生的信息继而被相应的物理或化学换能器转变成可定量和可处理的电信号，再经二次仪表放大并输出,便可知道待测物浓度。
杨钰等[13]以MWNTs为导电介质和酶的固定物质, 利用层层累积技术固定葡萄糖氧化酶(GOx)的多层累积(MWNTs/GOx)n复合薄膜修饰石墨电极制备出了新型基于MWNTs的葡萄糖生物传感器。
Yeo Heung Yun等[14]利用CNTs列阵电极制成Labe l- free免疫传感器。
将Anti- mouseIg G共价固定到电极上，利用循环伏安和交流阻抗电化学的方法表征了抗原与抗体的结合。
由于非标记型免疫传感器检测时无需加入其它试剂，非常适合在线检测。
2.2 促进骨组织修复生长CNTs用于生物支架材料主要有三个显而易见的优势：（1）比强度高。
CNTs 具有极高的强度、韧性和弹性模量，同时密度很小，它是人类目前可制备出的具有最高比强度的材料。
（2）特殊的一维纳米结构。
CNTs特殊的纳米纤维结构，较适合于构建细胞生长的环境。
（3）化学性质稳定，同时易于进行表面修饰。
要考虑如何利用CNTs构建理想生物支架，首先需要了解细胞生长的细胞外环境。
以骨细胞为例，如图3所示[15]，组成一根大腿骨的最基本单元是骨细胞（Osteocytes）和软骨细胞(Chondrocyte)，骨细胞生长的环境是由羟基磷灰石（Hydroxyapatite）结晶和I型胶原（Collegen I）纤维组成的，而软骨细胞则是生长在II型胶原（Collegen II）纤维组成的环境中，这说明从微观上观察一个组织中最基本的单元——细胞都是生长在充满了纳米纤维所构成的环境中，通常将这个环境称为细胞外基质（Extracellular matrix），细胞所处的具有三维结构的ECM在影响细胞的行为（Cellular behavior）时起到关键作用。
图3 软骨和骨所处的具有不同尺度范围的分级结构。
（A）覆盖在骨关节处的软骨构成了一个耐磨、负重的表层。
软骨内部（B）分为几个不同的区域，这些区域主题由不同结构的胶原组织（C）构成。
软骨细胞被胞外基质包裹（D），胞外基质为聚集蛋白聚糖和透明质酸以及胶原构成的网状结构（E）。
骨头矿化后呈现圆柱形的骨单元（F）。
骨细胞被细胞外基质纳米网络结构所包围，细胞外基质主要成分为整齐排列的I型胶原纤维，可以为羟基磷灰石的结晶提供模板（H）。
从微米至纳米的分级结构在人体内处处可见。
2.3 促进神经再生，减少神经组织瘢痕产生美国的研究人员开发出了一种自组装液体, 注射到体内即可凝固，形成一种类似于“脚手架” 的结构，能向细胞发出有序的生物学信号，引导组织重建。
Webs ter 等报道碳纳米纤维不仅可刺激神经元的轴突再生, 也可以减少瘢痕组织的产生[16]。
研究者将碳纳米纤维与聚氟乙烯的混合物压缩成平板, 用来培养与瘢痕产生有关的星细胞, 发现随着碳纳米管含量的增加, 聚氟乙烯含量的减少, 星细胞的黏附也呈减少趋势。
Hu 等[17]的研究则提示若要碳纳米管发挥更好的促神经再生作用, 对其进行一定的化学修饰是必要的。
3 碳纳米管材料的生物相容性与安全性问题新的有效的药物输送系统的研究正在迅速扩大。
目前许多种运载系统和方法已经上市，是根据不同类别的生物活性分子和靶组织的特点进行的（如肽，蛋白质，核酸和小分子有机物）（图4）。
脂质体的乳液，阳离子聚合物，微型和纳米粒子的研究是最常见的。
药物输送系统旨在改善一般药物的分子药理和治疗过程。
与自由的药物相比一些问题如：有限的相容性，少的生物贡献，选缺乏择性，不利的药代动力学，对健康组织损伤，缺乏控制等可以通过药物释放系统的使用克服或由改善。
碳纳米管已被证明对细胞的生长似乎没有毒性作用。
在生物医学应用碳纳米管的探索是刚刚起步，但已经具有很大的潜力。
由于人体大量的碳组成部分，一般认为碳管是一个非常具有生物相容性的材料。
图4 药物作用CNT表面示意图对于碳纳米管的性质和特点，科学家仍在进行大量研究，才刚刚开始挖掘这些结构的潜力。
单壁碳纳米管和多壁碳纳米管已经证明可以作为更安全和更有效的替代以前的给药方法。
他们可以通过细胞膜，携带治疗药物，疫苗和核酸深入到以前无法到达的目标细胞。
它们也可以作为理想的非毒性的载体，在某些情况下，增加附加的药物可提高疗效和更大安全性和相容性。
总体而言，关于最近的研究表明碳纳米管对未来的医学有非常大前途。
多壁碳纳米管始终导电，并有具有的电导率约1.85× 103 S / cm的[18]。
碳纳米管与聚合物复合的目的是在高耦合较高的机械性能，热性能等独特的性能[19]但会降低碳纳米管的导电性。
然而，高的分子量和强的分子力使碳纳米管管间捆在一起，使他们的操作，表征和分析都非常困难。
有机功能化在生产可溶性和易于加工的碳纳米管方面具有巨大优势。
因此，碳纳米管可与与其他材料如聚合物复合应大力改善兼容性。
碳纳米管可以通过附加功能化，如脂类，蛋白质等，就可以在水中分散碳纳米管和生物分子，从而可以使他们在操作和处理路径简便。
纳米粒子由于高比表面积和表面固有的毒性可产生有害影响。
碳纳米管在毒理学方面，由于其纳米尺寸的颗粒，经与生物系统接触，可能诱导意外的毒性作用。
由于碳纳米管的纳米级的尺寸，使毫克数量便拥有了一大批具有非常高的总比表面积纤维样圆柱型颗粒。
碳纳米管内在的毒性取决于表面官能化程度和官能种类不同的毒性。
未纯化或非功能化的纳米碳管，容易含有诸如无定形碳和金属纳米颗粒杂质（催化剂：钴，铁，镍，钼），这也可以是严重毒性作用的来源[ 20]。