碳纳米材料在生物医学领域的应用现状及展望

周博秘刘景山(.通辽职业学院, 内蒙古 通辽 08000;

2.通辽市科尔沁区食品药品监督管理局, 内蒙古 通辽 028000)

碳纳米材料在生物医学领域的应用现状及展望

周博秘1刘景山2(1.通辽职业学院, 内蒙古 通辽 028000;

2.通辽市科尔沁区食品药品监督管理局, 内蒙古 通辽 028000)

纳米材料的发明及使用在世界上的影响范围是非常大的，且引起了生产领域的重大变化。碳纳米材料作为纳米材料的一种，由于其独特的物理特性和化学特性，在生物学领域的应用研究非常的广泛，同时，碳纳米材料的使用有效的促进了生物学领域的发展，为人类的生产生活带来了重大的变革。本文写作的关键是对碳纳米材料在生物学领域的发展现状进行简要的分析及对其未来的发展前景做了简要的论述。

碳纳米材料；生物学领域；现状；展望

纳米作为一种新型的材料，随着其飞速发展已成为世界科学发展的三大支柱之一，碳纳米材料是纳米材料的重要的组成部分，目前的发展应用主要包括碳纳米管、石墨烯、纳米钻石及其他的衍生产品。目前碳纳米材料在生物医学领域的发展已取得重大的成果。但是，纳米材料作为一种人类后天发明的高新技术，在生物医学领域的应用存在很大的安全隐患。其造成的安全性问题引起了世界各个应用国家的密切关注。纵观世界上所有的纳米在生物医学应用领域范围大致包括基因工程、生物成像、肿瘤治疗、抗传染、抗病毒等方面的应用都取的了重大的成效，下面本文作者将针对其发展领域的具体现状进行分析。

1 碳纳米材料在医学生物领域的应用现状分析

(1)组织工程中的应用 碳纳米材料尤其是碳纳米管道的使用有效的解决了组织修复中存在的一些问题。碳纳米管作为一种新型的纳米材料分为单壁纳米管、双壁纳米管和多壁纳米管三种类型。它独特的理化特性，如具有很高的强度和韧度，是一种超强的增强材料。目前，碳纳米材料在骨组织工程中的应用取得了重大的进步，碳纳米材料在使用的过程中，为骨骼细胞的吸附、生长提供了良好的支撑。众所周知，羟基磷灰石作为骨骼生长的成分之一，它的力学能力比较弱，并不能用作重新植入材料的依附载体。所以，科学家为了解决这一难题，将纳米材料和羟基磷灰石结合起来，在保持其生物性能不变的情况下，有力的提高了其力学性能，大大弥补了羟基磷灰石力学性能弱的特点。这种使用方法为骨组织的修复提供了充足的条件。此外，在富勒烯的发明下有效的抑制了骨细胞的分化，为关节炎及滑膜炎的治疗起了重要的作用。

(2)神经组织工程中的应用 由于碳纳米管具有很强的韧度和力度，而且具有较高的电学、磁学、吸收的性能，这一特点引起了神经领域方面专家的极大兴趣。在生物学领域的应用中，碳纳米管的应用很好的修复了神经缺损的运动技能，而且，相关专家发现在进行此项神经修复手术后发现，再生神经电生理与组织学指标检测结果与自体神经移植材料的功能作用的发挥基本上相符合。这一发现，大大证明了碳纳米管复合型材料是到目前为止修复周围神经的最理想的材料。此外，在现今医学领域阿尔茨海默病俗称老年痴呆症的出现，也给医学领域的发展带来了极大的挑战，碳纳米材料的研究使用发现，其中一种重要的类型富勒烯具有清除自由基的能力，其在神经系统中的应用能够有效的减少神经元的死亡，抑制神经细胞的衰老、分化，对神经组织周围的氧自由基的清除起着关键的作用，保护神经组织不受损害，并能够有效的抑制谷氨酸受体作用的发挥，对脑缺血损伤等神经疾病的治疗有着重要的作用。

(3)药物、基因在体中碳纳米材料的使用 碳纳米管由于其物理特性的独特，在承载生物特异性分子、运输药物等方面发挥着重要的作用。虽然这一应用成就无可否认，但是碳纳米材料不能溶于任何溶剂的特点，也极大的限制了其应用领域的拓展。在科学家不断的研究下，对碳纳米材料外壁进行修复，力图改变其发展特点，现今，碳纳米材料在运输药物的时候具有很强的穿透性，并能提高药物在血液中停留的时间，极大的提高了药物作用发挥的时间，这一方面的优势在抑制肿瘤细胞，治疗癌症方面具有很大的突破。此外，富勒烯的应用能够穿过一些生物屏障，到达一些药物不能到达的人体组织及各个细胞中，为医学领域疾病治疗的突破提供重要的药物运输载体。

2 碳纳米材料在基因载体、生物成像等其他方面也发挥着重要的作用

笔者只是针对碳纳米材料在骨组织 、神经组织、药物载体中的应用进行了具体的论述，下面笔者将对碳纳米材料的未来发展前景作出简要的叙述。

①由于现今世界上获得肿瘤疾病的人大有所在，而且，目前针对癌症的治疗并没有研究处重要的解决办法。而且，随着现今环境的不断恶化，人类生存质量的下降，癌症的发病率正在处于逐年上升的趋势，针对这一发展现状，碳纳米材料在未来的人类战胜癌症的治疗中发挥着重要的作用。②上文作者提到过，碳纳米材料虽然在众多的领域取得了重要的发展成果，但是其引起的安全问题成为热议的话题。如碳纳米材料在人体中的使用会发生排异反应、中毒症状等不良反应的出现。所以，在未来碳纳米材料等的使用时，应针对其安全性问题事先进行评估预测，并积极研究克服负面效应的办法，以保证碳纳米材料在未来的使用中能够取得更大的进展。

3 结语

综上所涉，碳纳米材料在生物医学领域的发展取得了重大的进步，但是其应用的安全性问题尚未解决，所以，相关研究人员必须在化学、生物学等各个学科的鼎力相助下共同为碳纳米材料的进一步发展清除障碍，使碳纳米材料更好的为人类做贡献。

[1]张金超.碳纳米材料在生物医学领域的应用现状及未来展望[J].化学进展，2013，(08).

[2]王冬华.纳米材料在生物医学领域的应用[J].合成材料来华与应用，2015，(10).

[3]曲秋莲.纳米技术在生物医学领域的应用现状及展望[J].东南大学学报(医学版)，2011，(02).

周博秘(1979- )，女，内蒙古通辽人，讲师，硕士学位，主要研究方向:纳米材料、化学反应过程与设备。