纳米生物医用材料75页PPT
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纳米生物医用材料共75页文档
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
纳米医药 第11章-纳米生物医用材料
第11章纳米生物医用材料11.1 概述生物医用材料（Biomedical materials）是对生物体进行诊断、治疗和置换损坏的组织、器官或增进其功能的材料，又称为生物材料(Biomaterials)。
它是材料科学技术中的一个正在发展的新领域，其研究涉及细胞生物学、材料科学、工程技术、临床医学等广阔领域。
它可以是天然产物，也可以是合成材料或是它们的结合，还可以是有生命力的活体细胞或天然组织与无生命的材料结合而成的杂化材料。
与生物系统直接接合是生物医用材料最基本的特征，如直接进入体内的植入材料、人工心肺、肝、肾等体外辅助装置中与血液直接接触的材料等[1,2]。
随着生物医用材料研究的不断发展，其应用范围也在不断扩大。
例如骨、关节、肌肉等骨骼/肌肉系统修复和替换材料；皮肤、呼吸道等软组织材料；人工心脏瓣膜、血管、心血管内插管材料；血液净化分离的过滤器；为尿毒症患者解毒的透析装置，即人工肾、人工肝脏等；再如组织粘合剂和缝线材料；药物缓释载体材料；临床诊断及生物传感器材料等等。
直至20世纪80年代中期生物医用材料一直被定义为是一种无生命的材料，或惰性材料。
80年代末随着生物技术研究的进展，基于生物衍生材料，特别是与宿主具有同源性的生物衍生材料的成功使用和杂化人工组织和器官的构成，人类已开始将生物技术应用于生物材料的研制。
在材料结构及功能设计中引入生物构架——活体细胞，也就是利用生物要素和功能去构成所希望的材料。
即利用生物技术赋予“无生命”的材料以“生命”功能。
这种新型材料包含有活体细胞、组成细胞的物质，以及细胞产物和模拟细胞生物合成的人工合成物质。
其研究和发展创造了一个新的学科领域，即组织工程学，主要用于人体自身组织和器官的再生与重建。
21世纪的生物医用材料的主要研究内容将是有生命活性的材料，利用生物学原理可以设计和制造的真正仿生的材料[1,2]。
纳米材料是指在三维空间中至少有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。
纳米材料在生物医药领域的应用PPT课件
胞和肿瘤细胞。
新型纳米载药系统应用于恶性肿瘤治疗
• 实现恶性肿瘤安全 有效治疗是目前生 物医学界的重大挑 战之一。 • 化疗药物在杀伤肿 瘤细胞的同时，也 将正常细胞一同杀 灭，纳米药物载体 可以增强药物的抗 肿瘤效果，并且降 低药物引起的毒副 作用
• 中国科学院理化技术研究所唐芳琼研究员利 用纳米金壳偶联转铁蛋白分子携带药物靶向 至肿瘤，光热疗与化疗结合杀死肿瘤细胞。 • 该材料内层以结构独特的中空介孔夹心二氧 化硅为核，其表面包覆金壳，纳米金壳以其 物理化学性质——等离子体共振性质为基础， 经近红外激光照射，可将近红外激光光能转 化为热能，并配以夹心二氧化硅对多种化疗 药物的装载控制缓释技术，高效低毒杀死肿 瘤细胞，该成果于2011年初发表在国际化学 界顶级刊物《德国应用化学》
纳米尺度调整杀死变异的癌 变细胞，通过外部激光器指 引，精确计算找到出辐射超 标的癌变细胞，利用先进的 生物细胞溶解技术讲可能病 变的细胞溶解成化学分子元 素，并通过特定传感器系统 精确的核查后，将细胞组分 成功进入健康细胞中，完成 坏死细胞与成功健康细胞的 转换。由于纳米机器人可以 小到在人的血管中自由的游 动，对于像脑血栓、动脉硬 化等病灶，它们可以非常容 易的予以清理，而不用再进 行危险的开颅、开胸手术。
?羟基衍生物柠檬酸酒石酸盐硫辛酸等阴离子修饰纳米粒子时纳米粒子通过静电反应吸附在阳极蛋白质上?纳米粒子抗与体结合体也常用来亲和的连接与它们匹配的抗原?链酶亲和素sav功能化的金纳米粒子已经用来连接蛋白质免疫球蛋白和血清蛋白或低聚核昔酸?现在蛋白质a连接银纳米粒子已普遍作为不同免疫球蛋白功能片断的通用连接剂纳米药物载体?纳米药物载体是以纳米颗粒作为载体将药物包裹在纳米颗粒中或吸附在其表面同时结合特异性配体等通过靶向分子与细胞表面特异性受体结合实现安全有效的靶向治疗
新型纳米载药系统应用于恶性肿瘤治疗
• 实现恶性肿瘤安全 有效治疗是目前生 物医学界的重大挑 战之一。 • 化疗药物在杀伤肿 瘤细胞的同时，也 将正常细胞一同杀 灭，纳米药物载体 可以增强药物的抗 肿瘤效果，并且降 低药物引起的毒副 作用
• 中国科学院理化技术研究所唐芳琼研究员利 用纳米金壳偶联转铁蛋白分子携带药物靶向 至肿瘤，光热疗与化疗结合杀死肿瘤细胞。 • 该材料内层以结构独特的中空介孔夹心二氧 化硅为核，其表面包覆金壳，纳米金壳以其 物理化学性质——等离子体共振性质为基础， 经近红外激光照射，可将近红外激光光能转 化为热能，并配以夹心二氧化硅对多种化疗 药物的装载控制缓释技术，高效低毒杀死肿 瘤细胞，该成果于2011年初发表在国际化学 界顶级刊物《德国应用化学》
纳米尺度调整杀死变异的癌 变细胞，通过外部激光器指 引，精确计算找到出辐射超 标的癌变细胞，利用先进的 生物细胞溶解技术讲可能病 变的细胞溶解成化学分子元 素，并通过特定传感器系统 精确的核查后，将细胞组分 成功进入健康细胞中，完成 坏死细胞与成功健康细胞的 转换。由于纳米机器人可以 小到在人的血管中自由的游 动，对于像脑血栓、动脉硬 化等病灶，它们可以非常容 易的予以清理，而不用再进 行危险的开颅、开胸手术。
?羟基衍生物柠檬酸酒石酸盐硫辛酸等阴离子修饰纳米粒子时纳米粒子通过静电反应吸附在阳极蛋白质上?纳米粒子抗与体结合体也常用来亲和的连接与它们匹配的抗原?链酶亲和素sav功能化的金纳米粒子已经用来连接蛋白质免疫球蛋白和血清蛋白或低聚核昔酸?现在蛋白质a连接银纳米粒子已普遍作为不同免疫球蛋白功能片断的通用连接剂纳米药物载体?纳米药物载体是以纳米颗粒作为载体将药物包裹在纳米颗粒中或吸附在其表面同时结合特异性配体等通过靶向分子与细胞表面特异性受体结合实现安全有效的靶向治疗
纳米材料在医学上的应用ppt课件
整理ppt
15
2 .用量子点检测肿瘤细胞
Quantum dots modified with antibodies to human prostate specific membrane antigen light up murine tumors that developed from human prostate cells. Nature Biotechnology, Vol22,2004
纳米材料在生物工程及医药上的应用
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汇报人：
1
• 为什么我们纳米材料 会广泛应用在医药上？
• 纳米材料引入医药对 医药有何影响？
• ………
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2
• 我们都知道，目前的医疗技
术尚无法达到分子修复的水
平。而纳米医学则是在分子
水平上，利用分子工具和人
体的分子知识，创造并利用
纳米装置和纳米结构来防病
前沿科技。
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11
2. 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”。
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12
纳米机器人消灭癌细 胞虚拟图
在血管中运动的纳米机器人，正在 使用纳米切割机和真空吸尘器来清 除血管中的沉积物。
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。生物芯片可以粗略地分为细胞芯片、蛋白质芯片（生
物分子芯片）和基因芯片（DNA芯片）等几类，都有集成、
并行和快速检测的优点，已经成为21世纪生物医学工程的
常用的纳米生物材料PPT(72张)
纳米粒
纳米粒
用于检测或导向技术
Cells like macrophages, lymphocytes etc.
Antibody Antigen
Nanoparticle
Organic bead with inorganic nanoparticles
Parts of DNA, Virus
Proteins, Enzymes
一. 概 念
纳米材料是指由尺寸小于100nm（0.1-100nm） 的超细颗粒构成的具有小尺寸效应的零维、一维、 二维材料或由它们作为基本单元构成的三维材料的 总称。
材料维数 纳米尺度维数
0 维(量子点)
3
1 维(量子线)
2
2 维(量子阱)
1
非纳米尺度维数 例子
0
纳米粉末
1
纳米纤维/管
2
纳米膜
3维
（1） 特殊的光学性质
纳米颗粒当尺寸小到一定程度时具有很强的吸光性。 金属纳米颗粒对光的反射率很低，通常可低于l％， 大约几微米的厚度就能完全消光。几乎所有的金属纳 米颗粒都可呈现黑色。
纳米涂料
隐形飞机
（2） 特殊的磁学性质
纳米颗粒的磁性与大块材料的磁性有显著的不同， 磁性纳米颗粒具有高矫顽力。当纯铁颗粒尺寸减小到 一定程度（二十个纳米）时，其矫顽力可显著增加； 尺寸减小到 6nm 时，其矫顽力反而降低到零，呈现出 超顺磁性。
0
3
纳米块体
Nanoparticles
AFM picture
8.gif
Figure 1 – Nano alumina fibers (note absence of particulates) The rule is 200 nm long
纳米生物医学应用PPT幻灯片PPT
肿瘤的基因治疗：缺乏靶向性强、转染效率高的基 因载体，临床效果不是很理想 纳米基因载体：缓释药物、靶向输送、保护核苷酸、 毒性小
• 脂质体基因载体 • 树状多聚体的基因载体
29
四、利用纳米技术进展肿瘤治疗
纳米基因载体 1: 纳米脂质体基因载体
外表正电荷与核苷酸发生静电作用，形成纳米载体与质粒DNA的复 合物。通过其外表阳离子与细胞膜上的糖蛋白及磷脂相互作用进入 细胞质，实现基因治疗。
材料
生电物子 医学
生活
3
纳米材料的特点
• 纳米尺度的构造单元 • 研究对象在尺度上的匹配 • 大量的界面或自由外表 • 提高该系统的性能，节约本钱 • 纳米单位之间存在相互作用 • 提高药物输送以及利用的效率
4
什么是纳米医学？
纳米仅是一个长度单位，等于十亿分之一 米，但当物质进入纳米尺度，会出现明 显的性能变化，表现出独特的功能，纳 米技术潜在的应用前景引起了人们广泛 的关注。纳米医学是纳米技术的一个分 支，指运用纳米技术的理论与方法、在 现代医学和生物学的根底上、开展生物 医学研究与临床治疗的新兴边缘穿插学 科。
纳米阳离子脂质体
30
四、利用纳米技术进展肿瘤治疗
纳米脂质体基因载体
以avβ3 整合蛋白为靶向的基因纳米材 料(a): av β 3-NP/RAF(-)表达的 ATPu-RAF与avβ3整合蛋白结合;(b):内 皮细胞凋亡(c): 肿瘤细胞饥饿死亡.
四、利用纳米技术进展肿瘤治疗
纳米基因载体 2:树突状物的多聚体
细胞浸入含有苯并吡(BaP)的液体中 苯并吡(BaP)与细胞DNA的代谢生成BPT
激发抗体和BPT生荧光
光探测器接收
探测早期DNA的损伤
22
• 脂质体基因载体 • 树状多聚体的基因载体
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四、利用纳米技术进展肿瘤治疗
纳米基因载体 1: 纳米脂质体基因载体
外表正电荷与核苷酸发生静电作用，形成纳米载体与质粒DNA的复 合物。通过其外表阳离子与细胞膜上的糖蛋白及磷脂相互作用进入 细胞质，实现基因治疗。
材料
生电物子 医学
生活
3
纳米材料的特点
• 纳米尺度的构造单元 • 研究对象在尺度上的匹配 • 大量的界面或自由外表 • 提高该系统的性能，节约本钱 • 纳米单位之间存在相互作用 • 提高药物输送以及利用的效率
4
什么是纳米医学？
纳米仅是一个长度单位，等于十亿分之一 米，但当物质进入纳米尺度，会出现明 显的性能变化，表现出独特的功能，纳 米技术潜在的应用前景引起了人们广泛 的关注。纳米医学是纳米技术的一个分 支，指运用纳米技术的理论与方法、在 现代医学和生物学的根底上、开展生物 医学研究与临床治疗的新兴边缘穿插学 科。
纳米阳离子脂质体
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四、利用纳米技术进展肿瘤治疗
纳米脂质体基因载体
以avβ3 整合蛋白为靶向的基因纳米材 料(a): av β 3-NP/RAF(-)表达的 ATPu-RAF与avβ3整合蛋白结合;(b):内 皮细胞凋亡(c): 肿瘤细胞饥饿死亡.
四、利用纳米技术进展肿瘤治疗
纳米基因载体 2:树突状物的多聚体
细胞浸入含有苯并吡(BaP)的液体中 苯并吡(BaP)与细胞DNA的代谢生成BPT
激发抗体和BPT生荧光
光探测器接收
探测早期DNA的损伤
22
纳米生物材料PPT课件
•心脑血管疾病
据世界卫生组织(WHO)统计，全世界每年约有1200万人死于 心脑血管疾病，占死亡总人数的1／3。我国每年心血管疾病死 亡者占因病死亡总人数的40.7％。其比例远高于人类大敌癌症， 居各类死因之首。[2009年11月12日] •心脏病
•癌症 目前，癌症已经成为威胁我国居民生命健康的主要杀手，6纳米来自料的应用 在催化方面的应用
纳米粒于作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原 来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化 剂很可能给催化在工 业上的应用带来革命性的变革。
• 在生物医学中的应用
正在研制的生物芯片具有集成、并行和快速检测的优点，已成为纳米 生物工程的前沿科技，将直接应用于临床诊断，药物开发和人类遗传 诊断。
11
纳米材料在生物医学领域的应用
• 在组织工程方面的应用
• 通过模拟天然的细胞外基质-胶原的基本结构而制成的富含纳米纤维的生物可 降解纳米材料，在组织工程支架材料方面具有十分重大的意义
• 在纳米药物载体及药物控释方面的研究
• 纳米粒子由于其纳米级别的尺寸，往往可以在组织间隙自由穿透。因此，通 过利用纳米粒子独特的理化性质，可以实现靶向、缓释等治疗手段，实现高 效、低毒的治疗效果。
• 在生物标记方面的应用
• 现今常用的非同位素标记检测方法有酶联免疫法(ELISA)、化学发光法、电化 学方法以及荧光标记法等。其中，荧光标记法是一种十分有效的检测方法。
• 在细胞内部染色方面的应用
• 利用复合物纳米粒子分别与细胞和组织内各种抗原结合而形成的复合物，在 白光或单色光照射下呈红色，从而给各种组合“贴上”了不同的标签，对于 提高细胞内组织的分辨率，提供了一种急需的染色技术。
✓ 纳米材料通过各种表面修饰、元素组装以及尺寸大小调控 等手段,可有效改善材料的物理化学性质,从而实现所需生 物学效应
据世界卫生组织(WHO)统计，全世界每年约有1200万人死于 心脑血管疾病，占死亡总人数的1／3。我国每年心血管疾病死 亡者占因病死亡总人数的40.7％。其比例远高于人类大敌癌症， 居各类死因之首。[2009年11月12日] •心脏病
•癌症 目前，癌症已经成为威胁我国居民生命健康的主要杀手，6纳米来自料的应用 在催化方面的应用
纳米粒于作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原 来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化 剂很可能给催化在工 业上的应用带来革命性的变革。
• 在生物医学中的应用
正在研制的生物芯片具有集成、并行和快速检测的优点，已成为纳米 生物工程的前沿科技，将直接应用于临床诊断，药物开发和人类遗传 诊断。
11
纳米材料在生物医学领域的应用
• 在组织工程方面的应用
• 通过模拟天然的细胞外基质-胶原的基本结构而制成的富含纳米纤维的生物可 降解纳米材料，在组织工程支架材料方面具有十分重大的意义
• 在纳米药物载体及药物控释方面的研究
• 纳米粒子由于其纳米级别的尺寸，往往可以在组织间隙自由穿透。因此，通 过利用纳米粒子独特的理化性质，可以实现靶向、缓释等治疗手段，实现高 效、低毒的治疗效果。
• 在生物标记方面的应用
• 现今常用的非同位素标记检测方法有酶联免疫法(ELISA)、化学发光法、电化 学方法以及荧光标记法等。其中，荧光标记法是一种十分有效的检测方法。
• 在细胞内部染色方面的应用
• 利用复合物纳米粒子分别与细胞和组织内各种抗原结合而形成的复合物，在 白光或单色光照射下呈红色，从而给各种组合“贴上”了不同的标签，对于 提高细胞内组织的分辨率，提供了一种急需的染色技术。
✓ 纳米材料通过各种表面修饰、元素组装以及尺寸大小调控 等手段,可有效改善材料的物理化学性质,从而实现所需生 物学效应
纳米技术在生物医药领域的运用PPT课件
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纳米技术在生物医药中的应用
在二维物体表面行走的“纳米蜘蛛”机器
相关技术的开发还需要生物医学研究者与纳米材料的研究人员需进一步加强合作，制造出更先进的生物医用纳米材料来造福人类。
2013,DOI: 10.
也 Th就em是eG说al，ler一y i旦s a感D染esi“g超n 级Dig细ita菌l C”o，nt能en用t &于C治on疗te的nt药s m物al非l d常ev少elo，pe绝d 对by有Gu效ild的D甚es至ign没In有c.。为了躲避免疫系统，海绵球需要
TT世hhee界mm世e上eG界G很aal上llle多err很yy学i多iss者aa学 者DD对ee对ss于iigg于n把n把DD纳iig纳gi米itta米al技l 技术 术药CmGCmG运中ououa运中aninil用，lllltdltd用，eedd在进DnDneet在进vteve生行e&se&sil生行ilgogoC物了Cnpnpo物了oeenI医大nIdndntt医大ececb药量b.n.nyyttss 量的深研入究的。研并究取。得
样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统。 ✓ 表面效应 ✓ 体积效应 ✓ 量子效应 ✓ 隧道效应 ✓ 介电限域效应
纳米材料简介
发展中的重大事件
灵感来源——理查德·费曼 1959年所作的一次题为《在底部 还有很大空间》的演讲。
关键突破——IBM 1990年，IBM公司阿尔马登研 究中心的科学家成功地对单个的 原子进行了重排。
纳米技术建立了一种崭新的思维方式使人类能够利用越来越小越来越精确的物质和精细的技术来满足更高层次的要求纳米技术建立了一种崭新的思维方式使人类能够利用越来越小越来越精确的物质和精细的技术来满足更高层次的要求纳米技术建立了一种崭新的思维方式使人类能够利用越来越小越来越精确的物质和精细的技术来满足更高层次的要求纳米技术建立了一种崭新的思维方式使人类能够利用越来越小越来越精确的物质和精细的技术来满足更高层次的要求纳米技术建立了一种崭新的思维方式使人类能够利用越来越小越来越精确的物质和精细的技术来满足更高层次的要求themegallerydesigndigitalcontentcontentsmalldevelopedguilddesigninc