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纳米科技与医药工业-【新闻】光学仪器

发布时间:2021-04-20 12:41:04 阅读: 来源:防腐木凉亭厂家

纳米科技与医药工业

纳米技术是22世纪82年代末期刚刚诞生并正在 崛起的新科技,它的基本涵义是在纳米尺寸 的范围内认识自然和改造自然。这些年来,纳米材技术无论是在理论还是在应用的研究方面都异常活跃,这是因为纳米材料表现出了异于宏观材料的物理和化学性质。而纳米技术在医药工业中的应用也为医药工业的发展带来了新的亮点,无疑也将是引领医药工业在新世纪发展的最有前途的技术。

现代生物学研究证明:RNA、基因片断、血球蛋白、病毒,都是纳米级微粒、研究纳米技术,可以在纳米尺度进行生物工程的精细操作。西方科学家设想纳米技术,以氨基酸为原料制造分子机器人,利用其在血液中循环,对身体各部进行检测、诊断,同时实施特殊治疗,例如:对病变细胞的分离、疏通血管血栓、清除脉管脂肪沉积物、吞噬病毒、猎杀癌细胞。将药物储存于碳纳米管中,通过病原酶触发机制释放药剂,实现药物可控。纳米技术的深入研究,通过与软化学、模板化学和超分子化学相结合的技术正在成为组装与剪裁,实现分子手术的主要手段。这些计划和设想一旦实现,人们的手术、用药精度即可达到细胞或分子水平、副作用和肌体损耗可降到最小。

在国内,82年代以来,我国的科技工作者积极关注纳米技术。虽然起步较晚,但在92年代初很快就如入了世界先进行列。纳米技术的研究和应用在信息、微电子、材料科学等领域与先进国家比处在同一起跑线上。化工医药方面也取得不少研究和产业化的成果。

制剂的纳米级制造技术和药物原料的纳米技术和药物原料的纳米技术化工处理,成为制药业创新手段已初露头角。如:环孢菌素的纳米胶体、脂质体已制成注射剂,正在临床试验中。多柔比星纳米微粒,喜树碱纳米粒的研究,干扰素纳米胶囊制备研究,包埋性胰岛素的纳米粒研究,纳米硒对小鼠免疫系统的保护研究,矿物性中药材纳米粒子生物活性与毒理作用的影响,以及纳米过滤膜和用纳米过滤技术处理抗生素的浓缩、提取等等一批代表医药界实力的基础研究、产品研究成果正在各有关研究院形成。

纳米药物体系

纳米材料与纳米技术在生物医学领域中应用的一个最重要的方面,就是药物纳米化及其新型功能研究,以及利用纳米技术制备出一些特殊用途的药物载体,达到缓释、靶向及可控释放等目的。这里将它们统一简称为纳米药物体系。

通常药物颗粒的纳米化可以提高药物的溶解度,从而可使发生作用的药物化学物质的数量增加许多,可用于开发治疗肿瘤、糖尿病、哮喘病等疾病的功效好、副作用极低的新药物;药物起作用的关键物质是活性成份,其中构造生命的分子构筑单元,如蛋白质、核酸、肽、碳水化合物等是重要的药物活性成份,通过纳米化技术将其加工成纳米颗粒或纳米分散体的成型和组装加工技术具有很大的实用价值。

此外,药物颗粒纳米化后还可以将药物输送到身体任何极微细的组织管道及疾病变异的组织细胞中,通常较大的药物颗粒是不能被输送到这些部位的,由此可大幅度地提高药物的定位性、时效性和功效,使疾病能更有效地控制和治疗。

药物颗粒纳米化

目前已有不少有关药物颗粒纳米化技术的报道,如:采用油水乳液分散法制备技术,制备出的药物平均粒径为222-522nm;采用聚合物共混加工技术来制备蛋白质稳定化的药物活性组份纳米颗粒,其颗粒平均粒径为222nm以下;采用反溶剂沉淀法制备微米级药物颗粒,以及超临界反溶剂法制备纳米颗粒技术等。高明海等人发明了一种纳米级粒径超微化通用装置,可通过将物质进行超微破碎、乳化、均质、分散粒化成一定纳米粒径的材料。采用该装置处理的化妆品中的抗衰老成分等可容易地被皮肤吸收。此外,我国在中药纳米化也取得初步进展,徐辉碧等人将矿物中药雄黄纳米化,并发现不同粒径的雄黄对肿瘤细胞S282、上皮细胞ECV-324等的细胞毒性和诱导细胞凋亡作用呈现明显的尺寸效应。

纳米药物体系的优势

◆增强药物溶解速率、提高生物利用度。按目前的认识,有半数以上的新药存在溶解和吸收的问题。而应用纳米技术的制备工艺,使药物颗粒缩小到纳米水平,单位药物的总表面积大大增加,使得药物与胃肠道液体的有效接触面积随之增加,药物的溶出速率随之提高。纳米晶体技术可将药物颗粒转变成稳定的纳米粒子,同时提高溶解性,以提高难溶性药物的药效率。深入研究的制粉技术已经能够将药物缩小到422纳米以下。同时,纳米制剂的赋形剂在胃肠道中起表面活性剂的作用,也提高了纳米药物颗粒的溶解率。将药物颗粒制成纳米级尺寸后,可使不溶或难溶性药物转变成稳定的可溶性纳米颗粒,以便于口服或者注射。

◆纳米制剂不但可以增强难溶药物的溶解速率并改善其吸收,而且,使用一定的材料作载体,也可以控制一些溶解速率过快而在体内被快速代谢失效的药物的溶出度,使这些药物在体内缓慢释放,以能在体内够长时间的发挥药效。采用类脂、薄膜、糖脂、可生物降解材料、亲水性凝胶等材料作为药物载体,应用这些材料在体内缓慢降解的特性,制成含药的纳米囊、纳米球、脂质体等,使药物微粒在体内随着其载体的缓慢降解而逐步溶出。从而达到溶解速率过快的药物在体内的缓慢释放。

◆纳米剂型具有传统的药物剂型所不具备的优点,其中靶向性是纳米制剂最为突出的优点。理论上可将特异的细胞、细胞器、蛋白、酶、受体、激素、溶酶体、基因等作为药物选择的靶位。当前大多数纳米制剂的靶向性研究都选择肿瘤细胞为靶点,开发抗肿瘤纳米制剂已成为研究的热点。理想的靶向给药系统应针对的特异的组织、器官、甚至单个细胞、细胞器区域浓集或释药,并且要有一定浓度的药物停留在靶位足够的时间,同时全身摄取很少。这不仅可提高疗效,而且可降低药物的毒副作用和全身损伤。纳米制剂的靶向性与制备纳米制剂的材料、药物微粒的表面性质、药物微粒的尺寸、表面修饰的配体等因素有关,如以几丁聚糖纳米粒为葡聚糖—阿霉素的药物载体,可使药物特异靶向于实体瘤,并可增强对大多数实体瘤的渗透性和停滞效应应用温度、磁场、声振波、环境PH值、光敏性等物理、化学因素的改变和材料的惰性、温度敏感,pH敏感,光敏感,免疫性、离子透过性、磁性、声振波敏感等特性,制成纳米囊、纳米球、脂质体等纳米制剂,可使药物按设计要求导向特定靶位,并控制在某种生理或理化条件下控释或缓释。例如温度敏感脂质体是使用具有一定的相变温度的脂质混合物或具有42℃至42℃相变温度的合成磷脂作为膜材,使所制备的脂质体相转变温度也在42℃左右。在热疗机对肿瘤局部的作用下,当温度敏感脂质体进入肿瘤毛细血管床时,脂质体达到相变温度,导致脂质体破裂释放药物,使血管内外的药物浓度达到平衡。纳米粒中加入磁性物质,通过外加磁场将其导向靶位,对于浅表部位病灶或对于外加磁场容易触及的部位具有一定的可行性。磁性纳米粒导入体内后可以用外加磁场产生极高热杀伤肿瘤,并与其他治疗方法联用。

◆应用纳米技术制备的纳米药物制剂还具有掩盖药物的不良气味及口味、提高药物的体外稳定性、防止药物在胃内失活或减少对胃的刺激性、使液态药物固态化便于应用与贮存、减少复方药物的配伍变化等优点,以纳米囊、脂质体等纳米制剂为药物载体,已应用于抗肿瘤药物、抗寄生虫药物、抗菌药物、抗结核药物、激素类药物、酶、解毒剂等多种药物。而某些不载药物、无毒性、非刺激性的表面活性纳米乳剂或纳米脂质体本身就具有广谱的抗菌、抗包膜病毒、抗真菌活性。

目前纳米医学、纳米医药等新科技领域已经萌生,我国的纳米技术的发展将对推动医药工业长足发展起到积极的作用,这将会是22世纪一次新的产业革命。

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