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
整理ppt
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
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
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
Thank You !
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
纳米材料在医学方面的应用PPT课件
靶向性和药物释放
提ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ纳米材料的靶向性和药物控制释放性能是当前的技术瓶颈。
伦理和社会问题
隐私和伦理问题
纳米材料的应用可能引发隐私和伦理问题，需要制定相应的伦理规 范和政策。
社会接受度
公众对纳米技术的接受度有限，需要加强科普宣传，提高公众的科 学素养。
安全监管
对纳米材料的安全监管需要加强，以确保其应用不会对环境和人类健 康造成负面影响。
利用纳米药物载体将基因输送到病 变细胞内，实现对疾病的基因治疗。
疫苗开发
利用纳米药物载体作为疫苗载体， 提高疫苗的免疫原性，降低疫苗的 不良反应。
03
纳米诊断技术
生物传感器
生物传感器是一种利用纳米技术将生 物分子固定在特定敏感膜上的检测装 置，能够快速、准确地检测生物分子 和化学物质的浓度。
生物传感器具有高灵敏度、高特异性 和低检测限等优点，能够为早期诊断 和个性化治疗提供有力支持。
利用纳米材料作为细胞培养基质，促进细胞的生长和扩增，提高细 胞培养效率和细胞质量。
细胞移植
将细胞包裹在纳米载体中，通过纳米材料对细胞的保护作用，实现 细胞的移植和再生。
05
纳米材料在组织工程中的应用
生物材料
生物相容性
01
纳米生物材料需具备良好的生物相容性，以降低免疫排斥反应
和炎症反应。
生物活性
02
生物传感器在医学诊断中具有广泛的 应用，如检测体液中的肿瘤标志物、 炎症因子和药物浓度等。
影像诊断材料
影像诊断材料是指利用纳米技 术制备的医学影像学检查所需 的试剂和材料，如MRI造影剂、 X射线增感剂等。
这些纳米材料能够提高医学影 像的分辨率和对比度，使医生 能够更准确地诊断疾病。
提ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ纳米材料的靶向性和药物控制释放性能是当前的技术瓶颈。
伦理和社会问题
隐私和伦理问题
纳米材料的应用可能引发隐私和伦理问题，需要制定相应的伦理规 范和政策。
社会接受度
公众对纳米技术的接受度有限，需要加强科普宣传，提高公众的科 学素养。
安全监管
对纳米材料的安全监管需要加强，以确保其应用不会对环境和人类健 康造成负面影响。
利用纳米药物载体将基因输送到病 变细胞内，实现对疾病的基因治疗。
疫苗开发
利用纳米药物载体作为疫苗载体， 提高疫苗的免疫原性，降低疫苗的 不良反应。
03
纳米诊断技术
生物传感器
生物传感器是一种利用纳米技术将生 物分子固定在特定敏感膜上的检测装 置，能够快速、准确地检测生物分子 和化学物质的浓度。
生物传感器具有高灵敏度、高特异性 和低检测限等优点，能够为早期诊断 和个性化治疗提供有力支持。
利用纳米材料作为细胞培养基质，促进细胞的生长和扩增，提高细 胞培养效率和细胞质量。
细胞移植
将细胞包裹在纳米载体中，通过纳米材料对细胞的保护作用，实现 细胞的移植和再生。
05
纳米材料在组织工程中的应用
生物材料
生物相容性
01
纳米生物材料需具备良好的生物相容性，以降低免疫排斥反应
和炎症反应。
生物活性
02
生物传感器在医学诊断中具有广泛的 应用，如检测体液中的肿瘤标志物、 炎症因子和药物浓度等。
影像诊断材料
影像诊断材料是指利用纳米技 术制备的医学影像学检查所需 的试剂和材料，如MRI造影剂、 X射线增感剂等。
这些纳米材料能够提高医学影 像的分辨率和对比度，使医生 能够更准确地诊断疾病。
纳米材料在医学上的应用ppt课件
精选课件
13
纳米机器人应用前景
• 动脉粥样硬化的治疗 机器人能够从动脉壁上清除粥样沉积物。这不仅会提高 动脉壁的弹性,还会使通过动脉的血液流动状况得到改善。
• 肾结石、胆结石的治疗 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。
• 检查体内疾病
精选课件
精选课件
20
谢谢欣赏！
精选课件
21
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
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
方法 存活率
靶向纳米粒子 治疗
100%
非靶向纳米粒子 治疗
57%
化学抗癌药 物docetaxel
14%
研究者制备的纳米粒子进入前列腺 癌细胞中靶向传输化疗药物
把药物放入磁性纳米颗粒的内部，这
些颗粒就可以自由地在血管和人体组
织内运动加外磁场导向，使其向病变
部位聚集。
精选课件
18
纳米材料的危害
• 德国对产品中纳米材料和纳米粒子潜在的癌症风险进行评 估
并不足以将这些材料归类为“可能导致癌症”之中。原因
是这些数据通常来源于动物实验，这些物质的内在性能并 不知晓。
精选课件
19
结束语
• 纳米材料，既给我们的生活带来了无限的 便利，但同时，我们对于纳米材料的危害 还不甚了解。
纳米医用材料PPT课件
•
目前，国际上纳米生物技术在医药领域的研究已取得 一定的进展。美国、日本、德国等国家均已将纳米生物技 术作为21世纪的科研优先项目予以重点发展。
纳米材料定义
– 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(1-100nm)或由它们作为基本单元 构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密 排列在一起的尺度。
•
纳米在生物、医学中的应用更是使得现代医学有了较大 的发展Байду номын сангаас间，使人们在对生命探索、治疗疾病、卫生保健 等方面有了进一步的发展。国际社会纳米生物技术的研究 范围注意涉及纳米生物材料、药物和基因运转纳米载体、 纳米生物相容性人工器官、纳米生物传感器和成像技术， 以及利用扫描探针显微镜分析蛋白质和DNA的结构与功能 等重要领域。
纳米医用材料
纳米的概念
纳米(nanometer) 纳米是一个长度计量单位，1纳米 = 10-9米。人的一 根头发丝的直径相当于6万个纳米。
人高
针头 红血球 冠状病毒 DNA分子 氢原子
100万纳米 20亿 纳米
1000纳米
100纳米
1纳米
0.1纳米
Introduction • 纳米一词源出于希腊，意指“侏儒”，现作为微 观世界里的长度单位，一纳米等大约是三、四个 碳原子的宽度。 • 美国物理学家、两次诺贝尔奖得主费恩曼教授 （R. Feynman）早在1950年代末就指出，人类 若能控制物体微小规模上的排序，将可获得许多 具有特殊性能的物质，这是对纳米技术最早的构 想。 • 纳米技术一词则始见于1974年，出自科学家谷口 纪南（Norio Taniguchi）对精密机械加工的描述。
17/37
纳米生物医学材料的分类
• 生物活性材料
生物医药材料ppt课件
精选ppt
26
纳米药物控释系统的应用
在恶性肿瘤治疗中的应用 靶向血脑屏障的药物
精选ppt
27
理想的药物缓释系统（血管中）
精选ppt
28
2. 纳米药物与制剂
纳粒具有最大的溶解度，控制纳粒的大小 及粒度分布可以达到控制药物释放速率提高功 效和药物有效利用率。
如：具有生物活性的各类肽类药物，如治 疗Paget和血钙过多病的降钙素、防止手术接枝 排斥提高免疫性的Cyclosporin A、治疗胰岛素 依赖性糖尿病的胰岛素等。
每公斤近1亿美元，相当于黄金的1万倍。
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21
6. 细胞器－纳米微型机器
尺寸小于10纳米的超细微粒可以在血管中自由移动。 微型医用机器人：多层聚合物＋黄金
外型类似人的手臂，希望能在血液、尿液和细 胞介质中工作，可捕捉和移动单个细胞。
机器人进行全身健康检查和治疗，包括疏通脑 血管中的血栓，清除心脏动脉脂肪沉积物等，还可 以吞噬病毒，杀死癌细胞。
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3
运送药物的“导弹”
把药物制成纳米颗粒或者把药物放入磁 性纳米颗粒的内部。这些颗粒可以自由地在 血管和人体组织内运动，如果在人体外部加 以导向，使药物集中到患病的组织中，那么 药物治疗的效果会大大提高。
Fe3O4磁性纳米粒子：靶向药物（生物导弹）
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4
近来发现C60的结构能够迅速地与爱滋病毒结合， 而将爱滋病毒的毒性减低，故可发展C60的衍生药物 来阻止病毒的扩散。亦有报导指出，C60球内可填充 金属元素，未来可利用其中空构造来携带药物。当这 些纳米药物导弹进入人体到达患病处时，释放其内部 的药物以破坏病毒体内的基因蛋白机制，达到准确歼 灭目标的作用。
生物医用材料 ppt课件
灰石
由此可构成类似于硅酸盐水泥样的磷酸钙水泥，用与人 体骨的修复，故称磷酸钙骨水泥
新型CPC的研究
1. 药物控释骨水泥
2. 注射型骨水泥
3. 生物活性骨水泥
ppt课件
10
第三章 医用金属材料
定义：是一种用作生物医用材料的金属 或合金，又称作外科用金属材料或医 用金属材料，是一类生物惰性材料。
ppt课件
生物陶瓷人工听小骨假体
气
引
流
管
ppt课件
9
第一代 PMMA骨水泥:优点：易成型和粘结性能
好
缺点：材料化学成份与人体骨成份完全不同，生物相容 性差；单体放热剧烈；细胞毒性；引起过敏
第二代 磷酸钙骨水泥 CPC
20世纪80年代中期，E.brown和chow发现由几种磷酸 钙盐组成的混合物能在人体环境和温度下自行固化，水 化硬化过程基本不放热，其水化成分最终转化为羟基磷
(3) 镁具有独特的体内降解性能 。
(4) 镁资源丰富，价格低廉。
ppt课件
16
材料——是由两种或两种以上不同材料复合而成 的生物医用材料
1. 分类：复合材料一般有基体材料和增强材料组成
(1)按基体：陶瓷基医用复合材料、高分子基医 用复合材料、金属基医用复合材料
要方法)a.热喷涂b.脉冲激光融覆c.离子溅射d.喷 砂法e.电结晶法f.电化学法g.离子注入
ppt课件
15
医用金属材料研究进展
医用镁及镁合金材料的研究
镁合金具备作为可降解骨植入材料的多方面优点：
(1) 镁是人体内含量最多的阳离子之一，几乎参 与人体内所有的新陈代谢过程。
(2) 镁及镁合金的弹性模量约为45GPa，更接近 人骨的弹性模量，能有效降低应力遮挡效应； 镁与镁合金的密度约为1.7g/cm3，与人骨密度 (1.75g/cm3)接近，符合理想接骨板的要求。
由此可构成类似于硅酸盐水泥样的磷酸钙水泥，用与人 体骨的修复，故称磷酸钙骨水泥
新型CPC的研究
1. 药物控释骨水泥
2. 注射型骨水泥
3. 生物活性骨水泥
ppt课件
10
第三章 医用金属材料
定义：是一种用作生物医用材料的金属 或合金，又称作外科用金属材料或医 用金属材料，是一类生物惰性材料。
ppt课件
生物陶瓷人工听小骨假体
气
引
流
管
ppt课件
9
第一代 PMMA骨水泥:优点：易成型和粘结性能
好
缺点：材料化学成份与人体骨成份完全不同，生物相容 性差；单体放热剧烈；细胞毒性；引起过敏
第二代 磷酸钙骨水泥 CPC
20世纪80年代中期，E.brown和chow发现由几种磷酸 钙盐组成的混合物能在人体环境和温度下自行固化，水 化硬化过程基本不放热，其水化成分最终转化为羟基磷
(3) 镁具有独特的体内降解性能 。
(4) 镁资源丰富，价格低廉。
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16
材料——是由两种或两种以上不同材料复合而成 的生物医用材料
1. 分类：复合材料一般有基体材料和增强材料组成
(1)按基体：陶瓷基医用复合材料、高分子基医 用复合材料、金属基医用复合材料
要方法)a.热喷涂b.脉冲激光融覆c.离子溅射d.喷 砂法e.电结晶法f.电化学法g.离子注入
ppt课件
15
医用金属材料研究进展
医用镁及镁合金材料的研究
镁合金具备作为可降解骨植入材料的多方面优点：
(1) 镁是人体内含量最多的阳离子之一，几乎参 与人体内所有的新陈代谢过程。
(2) 镁及镁合金的弹性模量约为45GPa，更接近 人骨的弹性模量，能有效降低应力遮挡效应； 镁与镁合金的密度约为1.7g/cm3，与人骨密度 (1.75g/cm3)接近，符合理想接骨板的要求。
纳米材料在医学上的应用PPT
纳米免疫治疗
• 纳米免疫治疗：利用纳米材料作 为免疫调节剂，激活机体的免疫 系统，提高其对肿瘤细胞的杀伤 能力。这种治疗方法可以通过将 肿瘤抗原与纳米颗粒结合，刺激 机体的免疫反应，或者通过抑制 免疫抑制细胞和信号分子，增强 机体的抗肿瘤免疫应答。
05
纳米材料在医学影像技术 中的应用
MRI成像
特性
纳米材料具有许多独特的物理、化学 和生物性质，如高比表面积、量子效 应和界面效应等。
纳米材料的分类
磁性、光学、电学等。
按功能分类
零维、一维、二维等。
按结构分类
金属、非金属、复合等。
按组成分类
纳米材料的发展历程
1959年
01
Richard Feynman提出“在纳米尺度上控制和操作物质”的设
想。
药物输送
纳米材料可作为药物载体，将药 物定向输送到病变部位，提高药 物疗效并降低副作用。
生物打印与3D打印
生物打印
利用3D打印技术将细胞、生长因子和 生物材料按预设的形状和结构打印出 来，构建出具有特定功能的组织或器 官。
3D打印
通过3D打印技术将纳米材料制成具有 特定形状和结构的支架或结构，用于 组织再生和修复。
光学成像与荧光成像
总结词
纳米材料在光学成像和荧光成像中具有 独特的优势，可以实现高灵敏度和高特 异性的成像，有助于疾病的早期诊断和 治疗监测。
VS
详细描述
纳米材料，如量子点、荧光染料和上转换 发光材料等，具有优异的光学性能和稳定 性，可以作为荧光探针用于光学成像和荧 光成像。通过将荧光染料或量子点与特定 的分子或细胞结合，可以实现高灵敏度和 高特异性的成像，为疾病的早期诊断和治 疗监测提供有力支持。
纳米生物材料(1)(共44张PPT)
重庆科研人员开发的“OMOM胶囊内镜系统” 估计三年内可以上市。
性能。近年来，用纳米颗粒强化为目的的纳 在一块基片表面固定了序列已知的八核苷酸的探针。
晶粒的微粒化随着这种活性的表面原子增多，使其表面能也大大增加。
(4)溶胶凝胶法 金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化，再经低温热处理而生成纳米粒子。
米陶瓷材料得到较大进展，为陶瓷材料的发 (5)微乳液法 两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液，在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得纳米粒子。
在血管中运动的纳米机器人，它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
纳米机器人在清理 血管中的有害堆积
物
---中国科学院合肥
研究院 的研究
中国科学院沈阳自
动化所研制研制的
纳米微操作机器人
在10×10微米的基片 上刻出的字样
人类头发的直径大约有6万至8万纳米。
肾结石、胆结石的治疗 纳米控释系统包括纳米粒子和纳米胶囊，它们是粒子在10一500nm间的固体胶态粒子。
❖ 纳米颗粒可表现出与同质 的大块物体不同的光学特 性，例如宽频带强吸收、 蓝移现象及新的发光现象， 从而可用于光反射材料、 光通讯、光存储、光开关、 光过滤材料、光导体发光 材料、光折变材料、光学 非线性元件、吸波隐身材 料和红外传感器等领域。
❖ 纳米颗粒表面积巨大，表面活性高，对周围环境(温度、气氛、光、湿度等)敏感， 因此可用来制作敏感度高曲超小型、低能耗、多功能传感器。
及低能量消耗的优点;
(2). 纳米材料科学 (3). 纳米生物学: 包括去氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸
(RNA)的基因图谱
(4). 纳米医学: 发明、设计及生产纳米级的新药物。
❖ 1力学性能的应用 载药磁性微粒是在微囊基础上发展起来的新型药物运载系统。
性能。近年来，用纳米颗粒强化为目的的纳 在一块基片表面固定了序列已知的八核苷酸的探针。
晶粒的微粒化随着这种活性的表面原子增多，使其表面能也大大增加。
(4)溶胶凝胶法 金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化，再经低温热处理而生成纳米粒子。
米陶瓷材料得到较大进展，为陶瓷材料的发 (5)微乳液法 两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液，在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得纳米粒子。
在血管中运动的纳米机器人，它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
纳米机器人在清理 血管中的有害堆积
物
---中国科学院合肥
研究院 的研究
中国科学院沈阳自
动化所研制研制的
纳米微操作机器人
在10×10微米的基片 上刻出的字样
人类头发的直径大约有6万至8万纳米。
肾结石、胆结石的治疗 纳米控释系统包括纳米粒子和纳米胶囊，它们是粒子在10一500nm间的固体胶态粒子。
❖ 纳米颗粒可表现出与同质 的大块物体不同的光学特 性，例如宽频带强吸收、 蓝移现象及新的发光现象， 从而可用于光反射材料、 光通讯、光存储、光开关、 光过滤材料、光导体发光 材料、光折变材料、光学 非线性元件、吸波隐身材 料和红外传感器等领域。
❖ 纳米颗粒表面积巨大，表面活性高，对周围环境(温度、气氛、光、湿度等)敏感， 因此可用来制作敏感度高曲超小型、低能耗、多功能传感器。
及低能量消耗的优点;
(2). 纳米材料科学 (3). 纳米生物学: 包括去氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸
(RNA)的基因图谱
(4). 纳米医学: 发明、设计及生产纳米级的新药物。
❖ 1力学性能的应用 载药磁性微粒是在微囊基础上发展起来的新型药物运载系统。