纳米医学论文篇（1）

魏启明教授出生于医学世家，外曾祖父是台湾最早期西医，父亲魏正明教授为日本福冈九州大学医学博士，是著名的血管外科专家：母亲王碧云教授为日本东京东邦大学医学博士，是著名的妇产科专家：二姐魏丽惠教授也是著名的妇产科专家，现为北京大学医学部人民医院妇产科主任教授、中华医学会妇产科分会副主任委员、中华妇科肿瘤学会副主任委员、中国妇产科杂志主编、全国人大代表，曾获得中国医师会最优秀医师奖。

魏启明教授在日本国立三重大学医学部取得医学博士学位并进行了心血管外科临床培训，博士论文题目为《人工心脏在心力衰竭的应用》。然后在美国MAYO医学中心心脏科师从John Burnett教授进行研究，发现脑钠素（BNP）是心力衰竭的重要临床指标之一：文章发表在美国着名的《循环》杂志上，并被美国心脏学会评为心力衰竭研究的关键论文。魏教授在世界上第一个发现c型多肽是一种特异的内源性静脉扩张剂，在《美国生理杂志》上并引起专业领域的极大重视。魏教授将ANP和CNP巧妙地结合在一起，研究发明新型人工多肽，获得了美国和国际的专利。这种多肽具有强烈的血管扩张和利尿效果，可治疗心肾衰竭和高血压：本研究发表在著名的《临床研究杂志》（Journal of Clinical Investigation），编者按指出，这是一个具有重要临床意义的发明。由于出色的研究成绩，魏教授被MYAO医学中心评为当年度杰出研究者，获得了MYAO医学中心著名的“KENDALL研究奖”。魏教授并到哈佛大学医学院作了关于心脏血管内分泌学的演讲报告，并与美国麻省理工学院医学生物学专家一起磋商，研究开发新型的医疗技术和医疗器械。

通过对于纳米生物技术的研究并与其他科学家的广泛合作，魏教授发现这是一个有着巨大发展前景的领域，着重开展了纳米技术对肿瘤和心血管疾病的早期诊断和药物靶向治疗研究，取得了关键技术突破。由于魏教授研究成绩斐然，美国著名的约翰霍普金斯大学医学院聘其担任心胸肾疾病的纳米生物技术研究团队和研究室的研发工作。约翰霍普金斯大学医院连续20年在全美医院排名中名列第一，并拥有多位着名的诺贝尔奖大师。

主题为“纳米医药和纳米生物学前沿”的科技部第293次香山国际学术会议于2006年11月召开，与中国科学院白春礼院长、科技部张先恩司长、东南大学顾宁教授一同作为组织者的魏启明教授，被与会代表及业内同侪这样评价：具备较为坚实的医学理论基础和技术攻关实力，正在为纳米生物技术的临床应用和纳米医药产业化等方面提供理论和技术支持。

为了纳米生物技术更快在临床应用和多学科结合，魏教授牵头组织了“美国纳米医学科学院”并当选为院长，还创立出版了英文纳米医学杂志并出任第一任主编：为协调各国纳米医学的研发和法规，魏教授牵头成立了“国际纳米医学科学院”并当选为名誉院长。魏教授共刊发超过170篇学术论文并被引用次数3000次以上，获选登上美国医学名人录和国际医学名人录，也先后被聘为国内外多所知名大学的客座教授，曾于2004年应邀到中国科学院院士学术会议上做了关于纳米医学的专题报告，并曾被聘为中国科学院海外专家评审委员和中国“973”国家重大研究课题专家组成员。现任重庆市科学技术研究院纳米医学首席科学家。通过魏启明教授和其他同仁的不断努力，纳米医学领域的研究开发正在形成蓬勃发展的趋势。

纳米医学论文篇（2）

      碳纳米材料是近年来的研究热点，随着人们对碳纳米材料研究的深入，其在生物医学领域的应用也在拓展，本书综述了在碳纳米材料在生物医学中的应用前景、研究进展以及面临的主要挑战。 

第1部分 介绍了碳纳米材料在生物医学中的应用，含第1-11章：1.碳纳米材料在生物医药中的应用前景，基于纳米柱、纳米金刚石以及纳米炸弹的物理化学性质，2.作为药物载体的碳纳米材料；3.功能性碳纳米材料在光热疗法、细胞毒性以及药物传递中的应用；4.具有特殊结构的碳纳米管在生物医药中的应用；5.水溶性的阳离子型富勒烯衍生物的光动力治疗；6.基于碳纳米管场发射X射线的微焦点计算机断层扫描技术在医学成像中的应用；7.义齿基托材料：纳米管/聚合丙烯酸甲酯复合树脂；8.石墨烯在生物医学中的应用；9.仿生石墨烯纳米传感器；10.功能性碳纳米点在生物医学中的应用；11.纳米金刚石材料在生物医学中的应用。第2部分 介绍了纳米科技在生物医药方面的应用：从碳纳米材料到仿生体系，含第12-18章：12.三维碳纳米結构的仿生工程；13.Janus纳米结构在生物医药中的应用；14.蛋白质纳米图案构筑；15.水溶胶粘合剂的仿生设计：从化学到应用，16.利用仿生膜测量脂质双分子层的渗透率；17.用于药物检测的荧光纳米传感器；18.仿生表面细胞工程。 

本书的第一作者Mei Zhang是美国Case Western Reserve University的研究人员，主要从事碳纳米材料方面的研究，在Science等国际顶级期刊发表过多篇论文。本书可作为生物医药工程以及材料科学与工程等相关专业研究人员的参考书。 

王兆刚，博士研究生 

（中国科学院半导体研究所）

纳米医学论文篇（3）

引言：通过现在的问题反映，首先提出一些纳米技术的需求，再而阐述了纳米中医药的现状接着提出纳米中药化的好处和现在存在的一些问题，通过笔者的分析，一步一步的摄入了纳米技术在当前中国的国情来说要发展，提出一些相对的解决方法。引入纳米技术是社会的要求。最后说明自己的观点（总结）。

随着经济的发展，环境问题变得越来越严重。从而导致发病率变得越来越高。如果还是单靠过去的一味中药很难把病情完全治好。加上现在环境问题的特为严重和社会的需求量增多。很多中药材都是靠人工培育，但人工培育的功效始终比不上天然的。虽然实行了中医药的政策，解决了老百姓的看病难，看病贵的问题。但始终是不能从根本解决问题。加上纳米技术的进一步发展，因此将纳米技术融入中医药是社会的要求，社会的主流。纳米技术使中医药的药效得到更好的发挥。

那先由我们看看纳米中医药的发展

纳米中药制备技术的研究现状

医学上的发展就目前来说，提出最多的是中西合作和中医药现代化，但我们在中医药的现状中发现很多问题，例如上面所提的民生问题，为此我们要想一下有没有更好的方案解决目前的问题，随着经济的发展我，我国的纳米技术已达到一定的程度，并取得一定的成效，为使中药面向世界，并形成医学科新的经济增长点，应将现代的高新技术引入到中药制剂之中。随着科学技术的飞速发展，中药的现代化生产已成为现实。纳米技术的出现使得超微粉碎成为全世界各个生产领域的先进技术，日益显现出它强大的生命力和蕴藏的无穷财富。对于中国的国药—中草药尤为如此。可以说中药超微粉碎是中药的一次飞跃性革命。如果中国能胜利的打完这场“革命”，在医学生又是一个新的焦点。纳米技术是如何引进中医药中呢？首先注意的是纳米粒制备的关键是控制粒子的粒径大小和获得较窄且均匀的粒度分布，减小或消除粒子团聚现象，保证用药有效、安全和稳定。

根据目前的科技情况。纳米药物粒子的制备技术可以分为三类，机械粉碎法、物理分散法和化学合成法。通过宏观到微观的转型，实现了微观世界的并且是医学界的狂飙式发展。

中医药的理论基于对宏观的自然界，而纳米技术科研研究则是微观技术，现在把宏观与微观技术的有机组合能不能在医学上形成一们崭新的“宏微”中医理论学科呢？至于宏观中医药大家对它有了一定的了解，现在我只是对微观进行阐述。纳米科学与技术，有时简称为纳米技术，是研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米技术的引入是医学微观化，一方面由于纳米技术的引入为携带提供了一定的方便，以前，无论什么看一次病总要大袋小袋的提着，这只是对病者，如果像医院或一些医护机构，当他们想购买大量药物时不是很麻烦。引入纳米技术在这里就起了相当重要的作用，比如运输大量的药物，现在只须小盒便能搞定；另一方面，害怕吃药吗？害怕打针吗？不用怕，纳米技术中药话可以帮助你，把纳米级药物制成药膏然后贴于患处，可以通过皮肤直接接受不需要注射。由于纳米技术是对药物的微观化，比如将药物磨成粉状，加大了与病菌的接触面积，例如中药超细后的产品除用于散剂、颗粒剂、胶囊剂、片剂、中药口服散剂、胶囊剂、微囊外，把药物微化，这样可以提高药物在体内的生物利用度。增强中药的疗效，再者，纳米技术在中药加工方面的应用能保持中药原有成分的基础，使药效充分析出。另外，纳米粒子包裹的智能药物进入人体后，可主动搜索并攻击癌细胞或修复损伤组织。在人工器官移植领域，只要在器官外面涂上纳米粒子，就可以预防器官移植的排异反应。使用纳米技术的新型诊断仪，只需检测少量的血液，就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。在抗癌的治疗方面，德国一定医院的研究人员将一些极其细小的氧化铁纳米颗粒，注入患者的癌瘤里，然后将患者置于可变的磁场中，使患者癌瘤里的氧化铁纳米颗粒升温到45-47摄氏度，这温度足以烧毁癌细胞，而周围健康组织不会受到伤害。同时，配合使用纳米药物来阻断肿瘤血管生成，饿死癌细胞。纳米中药化不知那些好处，据了解，纳米中药化将药物加工成纳米级的微细粒子，病人服药时，首先减轻病人的痛苦，有些病人怕吃药，如果制成了粒子状，病人一般是比较易接受，药物的真对性特别的强，药物就可能针对性地直达病灶，激活中药细胞活性成分，直接攻击病毒、细菌、重金属、毒质，细胞壁或细胞膜等障碍将不复存在，这样中药疗效可大大速率，尽快的减轻病人的痛苦，如治疗消化道疾病的药品“思密达”经纳米化处理后其药效提高了3倍。中药药效的加大、加快，使中药可与西药相媲美，为今后中药的发展创造了条件。使中药具有新的功能将中药加工至纳米尺寸之后，其细胞内原有不能被释放出来的某些活性成分由于破壁而被释放出来，有可能使纳米中药具有新的功能。此外，由于其给药途径，药物吸收方式等的改变，可能在药代动力学、药效学、药理学、药物化学等方面产生新的作用。并且中药有没有西药那样很多副作用，发展纳米中医药看来是必然的事了。特别的，一些科学家预言：由于纳米微粒的尺度一般比生物体内的细胞、红血球小得多，所以，有可能把含有计算机功能、人机对话功能和有自身复杂能力的纳米机器人送入体内而又不严重干扰细胞的正常生理过程。通过体外控制操作，获取体内多种生化反应的连续的动态信息，从而破解中药复杂的作用机制。

纳米中医药也存在一定的问题，那是值得我们深虑：

1.成分的混乱；由于纳米中药化加大了药的效用，但同时也是所需药的成分难以把握，例如你本来是需要的是5两A药材6两B药材4两C药材，但当你纳米化时，你会使药用发生了变化，使得吸收的药的分量不同，可能导致A多了或少了。纳米技术中药化使得生物利用度、溶出度较低等得以纠正，疗效得以增强。这种改变性质的作用使得传统中药所含的有效成分及其药效变得面目全非。严重的会造成安全隐患。为此对研究和发展纳米中药化造成了巨大的压力。

2.由于纳米技术是一种微观的世界，如果科学家对药物不是有充分的了解，当实行微观处理时可能会导致一些药物的分量不够或减少了别的分量，另外，需要谨慎地掌握纳米粒度与相关中药所含有效成分分子组成和分子量的关系，以防为获得纳米微粒而损坏了药物的有效成分。纳米级的研究并不像宏观的研究那么简单，如果一些技术错误了，结果可能要重做。

3.纳米中药因其粒度超细，表面效应和量子效应显著增加，使得药物的有效成分获得了高能级的氧化或还原潜力，从而影响药物稳定性，增加了保质和储存的困难。

4.加大了鉴别的难度，即超细状态下的中药是否还具有普通粉碎时所有的显微特征？如果原有的显微特征发生了改变，则又应建立何种更精细的鉴别方法？这是个重大的问题，对于纳米级的研究，考的是先进的技术。

5.纳米尺度的物质存在着生物安全性威胁问题，如果不能够有效地防止纳米尺度物质的接触或者摄入，可能会引起多系统的复杂病变。

所谓万物都有双面性，纳米中医药的引入一定上给我们带来了很多好处，但也有一些负面的影响，综合中国现在的情况，许多专家都认为发展纳米中医药是利大于弊。那就根据我国的国情出发，如何将纳米技术中医药引入。何如加大对纳米技术中医药的发展呢？

1.由于各级的懒散性比较强，如果国家不统一制定完全的行业技术标准，可能会导致某些地方的药用不高或某些地方的纳米中药技术只是一个梦想。如果国家有了一定的机构管理，一定的技术标准，那样可以使纳米药物统一化，安全化。所以国家应成立你执迷中医药的研究中心，一方面集中科研相关的技术连接，另一方面可以组织协调科研机构，高校试验室以及产业界的公共参与，进行重点攻关。

2.国家政府必须认真重视纳米医药的发展，毕竟市场是一个充满“利润”式的社会，很多时候，如果国家不重视药物的安全管理，可能不导致药物市场混乱，同时国家有必要组织一定实力和特色的中药类高校与纳米研究机构进行强强联合，通过集大家之智慧来进行纳米中医药化。这就是国家要加强宏观调控对纳米药物的管理。

3.由于纳米中药化是刚刚引进来的一个新学科，很多方面还没有完善，特别是纳米对技术的要求高，所以国家应增加国内纳米重要的博士研究站，在较高会议上培养和吸引综合性的科研人才投身到这个领域中去

4.加强国内研究基地的建设。改善基础设施条件，增加专项的投入，并重视知识产权的保护，加大纳米中医药的财政支出，因为外国对这方面有了一定的认识，由于他们的技术含量高，纳米技术早就名噪一时，所以，国家可以加大中外的合作，另外还有派人到外国学习先进的技术，通过只是的交流，国与国的合作，进一步提高中医药的纳米技术的发展。

总结：纳米技术是2l世纪最具发展前景的领域之一，它给中医药的现代化提供了新的思路和方法。通过对比中国的利弊，实行纳米中药化的转型不但可以促进经济的发展和提供取药的方面，在历史上也是一次伟大的改革，在一定的程度上提高了医学家纳米中医药的定位，而且在国外也是中医的地位提得更高。科学技术的迅猛发展，中医药也逐步走向世界，面临着前所未有的机遇和巨大的发展空间—纳米技术中药化，然而，基于其独特的理论体系，现代科学技术尚难与之有机地结合起来，这也成为阻碍中医药发展的最主要因素。随着纳米技术在中药研究开发领域的一些应用基础研究上获得突破，它必将极大地促进中药现代化的进程。在中医理论的指导下，中药纳米化技术作为实现中药现代化的关键技术，必将推动我国的中药尽可能快地走向国际市场。

参考文献：

1杨祥良基于纳米技术的中药基础问题研究[J]．华中理工大学学报，20一104—105

2赵宗江，胡会欣，张新雪．中药归经理论现代化研究[J]．北京中医药大学学报，2002年25

纳米医学论文篇（4）

[中图分类号] R392.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2012）12（c）-0010-02

纳米银创伤贴是由广谱抗菌纳米银微粉、医用热熔胶、纤维材料、医用胶贴材料等构成，该产品能有效地杀灭多种致病菌，加速创面的愈合，缩短治疗周期，减少患者的病痛[1-2]。为考察其安全性，笔者参照新药审批办法中有关毒理学实验技术要求及有关文献[3-4]，进行了纳米银创伤贴的皮肤刺激性实验和皮肤过敏实验。具体试验方法如下：

1 实验材料

健康家兔：12只，雌雄各半；健康白色豚鼠：皮肤完好，60只，雌雄各半，体重200～300 g，均购于山西医科大学动物实验中心，动物号：SCXK（晋）2009-0001；纳米银创伤贴：湖南安信医用高分子材料有限公司，批号：20110906；2，4-二硝基氯苯：天津市光复精细化工研究所，批号：20091223。

2 方法与结果

2.1 皮肤刺激性试验

主要包括单次给药皮肤刺激性试验和多次给药皮肤刺激性试验[5]。

2.2 过敏性试验

3 小结与讨论

银为天然抗菌剂，它的应用可追溯至古代，它可以加速伤口愈合、治疗感染、净化水和保存饮料，用银器存放食物等，但由于银离子的不稳定性限制了其推广应用[4，6-7]。近年来由于纳米技术的推广，使得纳米银作为新一代的优良的抗菌剂，且由于量子效应、小尺寸效应和具有极大的比表面积，因而具有传统无机抗菌剂无法比拟的抗菌效果。

纳米银创伤贴可适应于：剖宫产、其他妇科手术、阑尾炎切割手术、胆囊、脾脏手术输卵管结扎术、肠梗阻修复、结肠切除手术等，疗效显著[8-9]。

新药临床前安全性评价包括急性毒性、刺激性及皮肤过敏性等试验[10]。实验结果表明，纳米银创伤贴外用于豚鼠完整皮肤和破损皮肤均无急性毒性和刺激性、无致敏反应。可见，在本实验所用的剂量范围内纳米银创伤贴对皮肤无刺激性、无致敏性，使用安全。

[参考文献]

[1] 中华人民共和国卫生部药政管理局. 新药（西药）临床前研究指导原则汇编[M]. 北京：人民卫生出版社，1994：204-208.

[2] 孙敬方. 动物实验方法学[M]. 北京：人民卫生出版社，2002：191，374-375.

[3] 王北婴，李仪奎. 中药新药研制开发技术与方法[M]. 上海：上海科学技术出版社，2001：811-813.

[4] 中华人民共和国卫生部. 消毒技术规范[S]. 2006：130-131，135-36.

[5] 吴燕，刘丽平，张福成. 复方痤疮凝胶的制备及皮肤安全性评价[J]. 军事医学科学院院刊，2012，34（5）：458-461.

[6] 孙晓迪，张京，孙世光，等. 复方感冒透皮贴剂经皮肤给药的安全性评价研究[J]. 中医药导报，2012，18（2）：74-76.

[7] 李艳，艾儒棣，谭正怀，等. 复方苦蛇乳膏皮肤刺激性和过敏性实验研究[J]. 成都中医药大学学报，2012，35（1）：14-15.

[8] 李兆福，彭江云，刘路明，等. 痛风贴皮肤用药毒性试验[J]. 光明中医，2009，24（1）：19-20.

纳米医学论文篇（5）

1 纳米技术应用于中药研究与开发的意义

1.1 有助于对中医药基础理论研究的突破

1.1.1 揭示中药“归经”的实质 中药归经是中药选择性地归属于机体疾病状态的某些脏腑经络的属性，是药物作用的定位概念。传统的归经理论没有阐明归经所依据的经络、脏腑的实质，随着时代的发展，它已经难以继续指导中药新药的研究和开发。中药归经理论的进一步研究应该是全面探讨归经的物质基础，并从分子水平阐明这一理论所涉及的现代生理、生化、药理、病理等问题，揭示归经的实质。目前，中药归经理论实验研究的其中一类思路是观测中药有效成分在体内的分布及作用部位[2]。随着纳米中药粒子或纳米中药微胶囊的发明，可以利用其控释效应，使中药有效成分恒速稳定地作用于动物模型或人体的作用器官或特定靶组织，并较长时间地维持其有效的浓度，从而较好地确定药物主要作用的某些生理系统，揭示中药归经的实质。

1.1.2 进一步完善中药“升降沉浮”理论

中药的“升降沉浮”是指药物作用于人体的趋势。升降沉浮作为用药的基本原则，它与临床治疗有着密切的关系。在临床治疗时，需根据药物升降沉浮的不同特性选用相应的药物。传统理论认为，代赭石、半夏等能引药向下，作用趋势向下；人参、黄芪等能益气升提，作用趋势向上；金银花、细辛等可作升浮药；大黄、黄连等可作沉降药。因此，我们可以将纳米级的这些中药作用于生理器官，跟踪其作用趋向，确定其“升降”或“沉浮”。

1.1.3 揭示“五脏相音”的实质

五脏相音理论认为，五脏相应于不同的声音，五脏脾、肺、肝、心、肾相应于五音宫、商、角、徵、羽，可以根据人们声音的变化，以作为诊断和治疗的依据，提示应当进行何种经络调理和饮食调理，最终达到治未病的目的[3]。2004年，德国Gimzewski教授[4]在《Science》杂志上发表了其研究成果，利用原子力显微镜(atomic force microscope)精确地测知了单细胞细胞壁上的任何振动，并把它们转换为声音，开创了基于纳米水平的细胞声学，也开创了一个新的高科技研究领域——声音与疾病的关系。这与《黄帝内经》中论述的宏观意义上的脏腑声音、辨色听音察体诊断疾病、以声音区分阴阳并进行饮食和经络调理以达到治未病的理论具有惊人的相似之处[5]。因此，纳米技术的应用，将可能揭开中医“五脏相音”理论的神秘面纱，以更好地指导中药新药的研究和开发。

1.2 有助于提高制剂质量和水平，促进中药新产品的开发

1.2.1 改善传统制剂工艺，丰富中药剂型，提高制剂质量和水平

采用传统的水提或醇提的制剂工艺容易破坏中药的生物活性成分及有效成分，而一些与纳米技术相关的制剂技术的应用，如分子包合技术、脂质体技术、固体分散技术、固体脂质纳米粒技术、聚合物纳米粒技术和微乳技术等，不仅可以极大地丰富中药传统的以汤、丸、散、膏、丹为主的剂型，引入高效透皮释放制剂、口服控释片、口服含片、干粉吸入剂、鼻喷雾剂、舌面速溶片以及植入制剂、微乳剂和脂质体等多种新剂型，也将显著地提高中药制剂的质量和水平，如可以极大地提高制剂的混合均匀性、分剂量准确性以及可压性。

1.2.2 增加新功效，促进中药新产品的开发

纳米中药的量子尺寸效应和表面效应将导致其物理化学性质、生物活性及药理性质发生根本的变化，从而赋予传统中药全新的药效，拓展治疗范围[3]。例如，纳米化后的牛黄和灵芝都呈现普通牛黄和普通灵芝不具有的药效。若将纳米中药应用到保健品或化妆品中，将促进中药材保健品、化妆品工业的发展，拓展中药的使用范围。此外，若将纳米中药作病毒诱导物，将可能实现不含抗生素的长效广谱抗菌功效和抗病毒功效，开发出新一代的广谱抗菌药物。总之，纳米技术在中药领域的应用，对加速中药新药的研制与开发具有重要的意义。

1.2.3 促进中药制剂的标准化和国际化，提升中药的市场竞争力

中药的多种新剂型，可以使其使用方法更符合现代医学标准，利于其在国际市场上的推广。将纳米技术引入中药的研究与开发，能在纳米中药的制药技术、药效等诸方面建立一系列具有自主知识产权的专利技术和创新方法，能使中药的质量评价有国际化的标准，从而有助于提升中药的市场竞争力。

1.3 有助于提高中药的生物利用度和疗效

中药一般都含有较多的木质素、纤维、胶质、脂肪、糖类等，用传统方法粉碎往往难以达到细胞破壁，影响了中药材中有效成分的浸出，妨碍了药物在生物体内的吸收。中药粒子的纳米化可以使细胞破壁，大大提高中药有效成分的渗透性或溶解度，提高药物的生物利用度；还可以利用纳米化的中药所具有的缓释功能和靶向给药功能，提高药效。另外，也可以利用中药的纳米包覆技术，改变一些中药制剂的亲水亲油性，提高中药的临床疗效。这将有利于减少用药量，节约有限的中药资源。

2 存在的问题

2.1 与中医“辨证用药”原则相悖

中药复方的药理作用机理较复杂，往往多元反应同时进行。中药从单味药到组合成方，不仅量变，而且质变，中药在不同复方中的功效可能有所不同，这与药物在不同的复方中可能发生不同的化学反应有关。随着纳米技术的应用，中药成分之间的某些物理化学反应将受到控制或发生根本性的变化，使得药物脱离了复杂的化学环境或使化学环境更加复杂，导致中药有效成分和药效的不确定性，并影响药物的稳定性，从而可能改变药物的功效，与中医“辨证用药”的原则相悖。

2.2 与中医药“价廉”的特点相悖

纳米技术在中药制备领域的应用将极大地提高其生产成本，势必会影响到中药的销售价格，使原本以质优价廉取胜的中药因价格因素而难以推广，也会影响到我国具有中国特色的医疗卫生保障体系的建设。

2.3 一些基础性研究工作有待加强

①纳米中药制备的理论与技术研究，包括适合中药制药行业使用的系列超细颗粒装备及配套设备的研制和产业化工作；②纳米中药质量评价和质量控制方法研究，建立纳米中药药理、疗效、病理学和毒理学的理论与系统评价方法；③纳米中药新产品开发的理论和技术研究以及产业化推广工作。

3 结语

纳米技术是21世纪最具发展前景的领域之一，它给中医药的现代化提供了新的思路和方法。随着纳米技术在中药研究与开发领域的一些应用基础研究上获得突破，它必将极大地促进中药现代化的进程。

参考文献

[1] 杨祥良.基于纳米技术的中药基础问题研究[J].华中理工大学学报，2000， 28(12)：104－105.

[2] 赵宗江，胡会欣，张新雪.中药归经理论现代化研究[J].北京中医药大学学报，2002，25(1)：5－7.

[3] 高也陶，李捷玮，潘慧巍，等.五脏相音——《黄帝内经》失传2000多年的理论和技术的现代研究[J].医学与哲学(人文社会医学版)，2006， 27(9)：51－53.

[4] Pelling AE， Sehati S， Gralla EB， et al. Local nanomechanical motion of the cell wall of Saccharomyces cerevisiae[J]. Science，

纳米医学论文篇（6）

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1应用于生物医学中的纳米材料的主要类型及其特性

1.1纳米碳材料

纳米碳材料主要包括碳纳米管、气相生长碳纤维也称为纳米碳纤维、类金刚石碳等。

碳纳米管有独特的孔状结构［1］，利用这一结构特性，将药物储存在碳纳米管中并通过一定的机制激发药物的释放，使可控药物变为现实。此外，碳纳米管还可用于复合材料的增强剂、电子探针（如观察蛋白质结构的AFM探针等）或显示针尖和场发射。纳米碳纤维通常是以过渡金属Fe、Co、Ni及其合金为催化剂，以低碳烃类化合物为碳源，氢气为载体，在873 K～1473 K的温度下生成，具有超常特性和良好的生物相溶性，在医学领域中有广泛的应用前景。类金刚石碳（简称DLC）是一种具有大量金刚石结构C—C键的碳氢聚合物，可以通过等离子体或离子束技术沉积在物体的表面形成纳米结构的薄膜，具有优秀的生物相溶性，尤其是血液相溶性。资料报道，与其他材料相比，类金刚石碳表面对纤维蛋白原的吸附程度降低，对白蛋白的吸附增强，血管内膜增生减少，因而类金刚石碳薄膜在心血管临床医学方面有重要的应用价值。

1.2纳米高分子材料

纳米高分子材料，也称高分子纳米微粒或高分子超微粒，粒径尺度在1 nm～1000 nm范围。这种粒子具有胶体性、稳定性和优异的吸附性能，可用于药物、基因传递和药物控释载体，以及免疫分析、介入性诊疗等方面。

1.3纳米复合材料

目前，研究和开发无机—无机、有机—无机、有机—有机及生物活性—非生物活性的纳米结构复合材料是获得性能优异的新一代功能复合材料的新途径，并逐步向智能化方向发展，在光、热、磁、力、声［2］等方面具有奇异的特性，因而在组织修复和移植等许多方面具有广阔的应用前景。国外已制备出纳米ZrO2增韧的氧化铝复合材料，用这种材料制成的人工髋骨和膝盖植入物的寿命可达30年之久［3］。研究表明，纳米羟基磷灰石胶原材料也是一种构建组织工程骨较好的支架材料［4］。此外，纳米羟基磷灰石粒子制成纳米抗癌药，还可杀死癌细胞，有效抑制肿瘤生长，而对正常细胞组织丝毫无损，这一研究成果引起国际的关注。北京医科大学等权威机构通过生物学试验证明，这种粒子可杀死人的肺癌、肝癌、食道癌等多种肿瘤细胞。

此外，在临床医学中，具有较高应用价值的还有纳米陶瓷材料，微乳液等等。

2纳米材料在生物医学应用中的前景

2.1用纳米材料进行细胞分离

利用纳米复合体性能稳定，一般不与胶体溶液和生物溶液反应的特性进行细胞分离在医疗临床诊断上有广阔的应用前景。20世纪80年代后，人们便将纳米SiO2包覆粒子均匀分散到含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液中，使所需要的细胞很快分离出来。目前，生物芯片材料已成功运用于单细胞分离、基因突变分析、基因扩增与免疫分析（如在癌症等临床诊断中作为细胞内部信号的传感器［5］）。伦敦的儿科医院、挪威工科大学和美国喷气推进研究所利用纳米磁性粒子成功地进行了人体骨骼液中癌细胞的分离来治疗病患者［6］。美国科学家正在研究用这种技术在肿瘤早期的血液中检查癌细胞，实现癌症的早期诊断和治疗。

2.2用纳米材料进行细胞内部染色

比利时的De Mey博士等人利用乙醚的黄磷饱和溶液、抗坏血酸或柠檬酸钠把金从氯化金酸（HAuCl4）水溶液中还原出来形成金纳米粒子，（粒径的尺寸范围是3 nm～40 nm），将金纳米粒子与预先精制的抗体或单克隆抗体混合，利用不同抗体对细胞和骨骼内组织的敏感程度和亲和力的差异，选择抗体种类，制成多种金纳米粒子—抗体复合物。借助复合粒子分别与细胞内各种器官和骨骼系统结合而形成的复合物，在白光或单色光照射下呈现某种特征颜色（如10 nm的金粒子在光学显微镜下呈红色），从而给各种组织“贴上”了不同颜色的标签，为提高细胞内组织分辨率提供了各种急需的染色技术。

2.3纳米材料在医药方面的应用

2.3.1纳米粒子用作药物载体

一般来说，血液中红血球的大小为6000 nm～9000 nm，一般细菌的长度为2000 nm～3000 nm［7］，引起人体发病的病毒尺寸为80 nm～100 nm，而纳米包覆体尺寸约30 nm［8］，细胞尺寸更大，因而可利用纳米微粒制成特殊药物载体或新型抗体进行局部的定向治疗等。专利和文献资料的统计分析表明，作为药物载体的材料主要有金属纳米颗粒、无机非金属纳米颗粒、生物降解性高分子纳米颗粒和生物活性纳米颗粒。

磁性纳米颗粒作为药物载体，在外磁场的引导下集中于病患部位，进行定位病变治疗，利于提高药效，减少副作用。如采用金纳米颗粒制成金溶液，接上抗原或抗体，就能进行免疫学的间接凝聚实验，用于快速诊断［9］。生物降解性高分子纳米材料作为药物载体还可以植入到人体的某些特定组织部位，如子宫、阴道、口（颊、舌、齿）、上下呼吸道（鼻、肺）、肛门以及眼、耳等［10］。这种给药方式避免了药物直接被消化系统和肝脏分解而代谢掉，并防止药物对全身的作用。如美国麻省理工学院的科学家已研制成以用生物降解性聚乳酸（PLA）制的微芯片为基础，能长时间配选精确剂量药物的药物投送系统，并已被批准用于人体。近年来生物可降解性高分子纳米粒子（NPs）在基因治疗中的DNA载体以及半衰期较短的大分子药物如蛋白质、多肽、基因等活性物质的口服释放载体方面具有广阔的应用前景。药物纳米载体技术将给恶性肿瘤、糖尿病和老年痴呆症的治疗带来变革。

2.3.2纳米抗菌药及创伤敷料

Ag+可使细胞膜上蛋白失去活性从而杀死细菌，添加纳米银粒子制成的医用敷料对诸如黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿浓杆菌等临床常见的40余种外科感染细菌有较好抑制作用。

2.3.3智能—靶向药物

在超临界高压下细胞会“变软”，而纳米生化材料微小易渗透，使医药家能改变细胞基因，因而纳米生化材料最有前景的应用是基因药物的开发。德国柏林医疗中心将铁氧体纳米粒子用葡萄糖分子包裹，在水中溶解后注入肿瘤部位，使癌细胞部位完全被磁场封闭，通电加热时温度达到47℃，慢慢杀死癌细胞。这种方法已在老鼠身上进行的实验中获得了初步成功［11］。美国密歇根大学正在研制一种仅20 nm的微型智能炸弹，能够通过识别癌细胞化学特征攻击癌细胞，甚至可钻入单个细胞内将它炸毁。

2.4纳米材料用于介入性诊疗

日本科学家利用纳米材料，开发出一种可测人或动物体内物质的新技术。科研人员使用的是一种纳米级微粒子，它可以同人或动物体内的物质反应产生光，研究人员用深入血管的光导纤维来检测反应所产生的光，经光谱分析就可以了解是何种物质及其特性和状态，初步实验已成功地检测出放进溶液中的神经传达物质乙酰胆碱。利用这一技术可以辨别身体内物质的特性，可以用来检测神经传递信号物质和测量人体内的血糖值及表示身体疲劳程度的乳酸值，并有助于糖尿病的诊断和治疗。

2.5纳米材料在人体组织方面的应用

纳米材料在生物医学领域的应用相当广泛，除上面所述内容外还有如基因治疗、细胞移植、人造皮肤和血管以及实现人工移植动物器官的可能。

目前，首次提出纳米医学的科学家之一詹姆斯贝克和他的同事已研制出一种树形分子的多聚物作为DNA导入细胞的有效载体，在大鼠实验中已取得初步成效，为基因治疗提供了一种更微观的新思路。

纳米生物学的设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人，也称纳米机器人。纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容，第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗（疏通脑血管中的血栓，清除心脏脂肪沉积物，吞噬病菌，杀死癌细胞，监视体内的病变等）［12］；还可以用来进行人体器官的修复工作，比如作整容手术、从基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安装在基因中，使机体正常运行或使引起癌症的DNA突变发生逆转从而延长人的寿命。将由硅晶片制成的存储器（ROM）微型设备植入大脑中，与神经通路相连，可用以治疗帕金森氏症或其他神经性疾病。第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置，可以用其吞噬病毒，杀死癌细胞。第三代纳米机器人将包含有纳米计算机，是一种可以进行人机对话的装置。这种纳米机器人一旦问世将彻底改变人类的劳动和生活方式。

瑞典正在用多层聚合物和黄金制成医用微型机器人，目前实验已进入能让机器人捡起和移动肉眼看不见的玻璃珠的阶段［13］。

纳米材料所展示出的优异性能预示着它在生物医学工程领域，尤其在组织工程支架、人工器官材料、介入性诊疗器械、控制释放药物载体、血液净化、生物大分子分离等众多方面具有广泛的和诱人的应用前景。随着纳米技术在医学领域中的应用，临床医疗将变得节奏更快，效率更高，诊断检查更准确，治疗更有效。

参考文献

［1］Philippe P，Nang Z L et al.Science，1999，283:1513

［2］孙晓丽等.材料科学与工艺，2002，（4）：436-441

［3］赖高惠编译.化工新型材料，2002，（5）：40

［4］苗宗宁等.实用临床医药杂志，2003，（3）：212-214

［5］崔大祥等.中国科学学院院刊，2003，（1）：20-24

［6］顾宁，付德刚等.纳米技术与应用.北京：人民邮电出版社，2002：131-133

［7］胥保华等.生物医学工程学杂志，2004，（2）：333-336

［8］张立德，牟季美.纳米材料和结构.北京：科学出版社，2001：510

［9］刘新云.安徽化工，2002，（5）：27-29

［10］姚康德，成国祥.智能材料.北京：化学工业出版社，2002：71

纳米医学论文篇（7）

1前言

如今纳米技术随着时代的发展已经得到了很大的发展，成为了科学研究的热点，纳米金是指直径0．8～250mm的缔合金溶胶，它属于纳米金属材料中研究最早的种类，纳米金具有良好的纳米表面效应、量子效应以及宏观量子隧道效应，它具有很多良好的化学特性，比如抗氧性和生物相容性。

2纳米金在病原体检测技术中的应用现状

近些年来生物医学界对于流行病学的研究和对病原微生物的诊断已有了不小的进展，传统的分离、培养及生化反应逐渐被时代所淘汰，运用纳米金的免疫标记技术作为新的高通量的、操作简单的检测技术被广泛应用于临床病原体的检测，这种检测技术快速且准确，十分适合在临床上使用。1939年，两位科学家Kausche和Ruska做了一个小小的纳米金实验，他们将烟草花病毒吸附在金颗粒上，并在电子显微镜下观察，发现金离子呈高电子密度，就此打下了纳米金在免疫电镜中的应用基础。从1939年后生物医学技术不断发展，纳米金标记技术也广受世人关注，成为了现代社会四大免疫标记技术之一。作为一种特殊标记技术，纳米金在免疫检测领域受到了广泛的应用，使用纳米金粒子做探针，观察抗原抗体的特异性反应，放大检测信号，由此检测抗原的灵敏性。纳米金技术具有良好的检测灵敏性，在早期还支持诊断并监控了急性传染性病毒，根据这一特性，秦红设计了快速检测黄热病病毒的技术，在纳米金颗粒上标记上金SPA－复合物的标志，通过免疫反应实验我们发现病毒抗体与纳米金颗粒结合，并形成了人眼可见的红线。这种检测方法的优点有:不需要器材、简单、迅速、廉价、高效，极大地推动了黄热病病毒检测技术的更新，在黄热病的防控事业上有着深远意义。利用纳米金作为免疫标记物来检测的除了黄热病病毒，还有致病寄生虫。我国的民族种类多样，一些少数民族人民由于自身的文化特点，喜食生食或半生食物，这就形成了寄生虫病的传播，我国经济大发展后，人民的生活水平得到了提高，但还是喜食半生动物肉或者内脏，造成了食源性寄生虫病发病率的上升，严重影响人民身体健康。目前我国的临床诊断寄生虫病技术包括三方面:病原学检查、免疫学检查以及影像学检查。运用纳米金检测技术，不仅缩短了取材时间、缩小了取材范围，而且检出率高、创伤性小，受到了患者的广泛欢迎。

3纳米金在核酸、蛋白质检测中的应用现状

纳米金粒子具有特殊的表面等离子体共振现象，被应用在核酸构建和分析检测蛋白质领域中，可以把生物识别反映转换为光学或电学信号，因此人们将其与DNA、RNA和氨基酸相结合，在检测核酸和蛋白质方面收效颇丰，并且这种检测方法制备简单，同时还具有很多优点，比如良好的抗氧化性和生物相容性，下面具体讲一下纳米金检测技术在核酸和蛋白质检测中的应用。首先是在核酸检测中的应用。美国首先利用纳米金连接寡核苷酸制成探针检测核酸，将纳米金做标记与靶核酸结合形成超分子结构，由此来检测核酸。利用纳米金技术检测特定病原体和遗传疾病首先要做的就是检测核酸的特定序列，在芯片点阵上整齐排列纳米金颗粒，利用TaqDNA连接酶识别单碱基突变，等待连接后，就可以经过一系列步骤得出单碱基突变结果，得到所需信息。在临床应用中使用纳米金技术的表现有高灵敏检测谷胱甘肽和半胱氨酸的新型电化学生物传感器，这种机器对于谷胱甘肽和半胱氨酸的检出限值更低，在检测及预防糖尿病、艾滋病等疾病方面具有很大的临床优势。其次是在蛋白质检测中的应用。纳米金与蛋白质的作用方式非常多样，有物理吸附方式、化学共价结合方式以及非共价特异性吸附等等方式，在此背景下，我们可以利用纳米金检测并治疗疾病和检测环境污染。

4纳米金在生物传感器制备中的应用现状

目前纳米金在生物传感器检测中的应用受到了人们的普遍关注，如上文所说，纳米金具有特殊的表面等离子体共振现象，这是制备生物传感器的基础。利用这种特性，科学家们做了许多实验，比如拉曼光谱试验，使用Uv－Vis光谱和拉曼光谱仪测试金纳米颗粒的表征，得出结论是可以根据纳米金颗粒的不同形貌制作不同浓度分子的探针，受外周环境介电特性和颗粒尺寸大小的影响，纳米金颗粒会表现出不同的形貌特征，比如吸收光谱、发生蓝移。纳米金是属于一种非常微小的贵金属，作为贵金属，它具有很好的导电性能，利用纳米金进行免疫检测时会大量聚集纳米金，从而增强反应体系的电导，顺利通过电导检测免疫反应。利用纳米金的高检测灵敏性可以进行电化学免疫传感器的制备。

5其他领域的应用现状

目前纳米技术的研究中，纳米金在生物医学技术中的应用研究是重要研究课题，除了上文中说到的病原体检测、核酸以及蛋白质检测还有生物传感器制备中的应用，纳米金技术同时也被广泛应用于肿瘤的诊断与治疗、药物载体以及CT成像。纳米金具有特殊的组成结构，它可以轻易被修饰并负载化合物，可以用于检测并治疗肿瘤，还可以被用于肺癌的检测及治疗，目前的大量数据都表明纳米金技术在诊断并治疗肺癌上有极大的优势。

6结语

21世纪生物医学技术领域最关键的技术之一就是纳米金标记技术，作为一种十分精细的技术，它几乎不影响生物分子的活性，就这一点而言，它是非常好的标记物。我们可以想见，纳米金技术因其自身的诸多优点，必会获得更大的生物医学发展空间。

参考文献:

［1］艾桃桃．纳米金在生物医学领域中的应用［J］．陕西理工学院学报(自然科学版)，2010，04:63～68，95．

［2］王英泽，黄奔，吕娟，梁兴杰．纳米技术在生物医学领域的研究现状［J］．生物物理学报，2009(03):168～174．

纳米医学论文篇（8）

随着皮肤抗衰老和医学美容等学科的发展和科技进步，各种不同类型的系列皮肤抗衰老制剂和美容化妆品层出不穷；特别是分子生物学理论和基因工程技术及临床医学等学科领域的交叉和相互渗透，使人们不但认识到皮肤衰老表现和发生机制、皮肤衰老疾病过程中相关基因或蛋白组的参与调控、干预或表达缺陷等，也逐渐认识到皮肤老化的发生和发展是一个多因素、多步骤、多元化、多反应和多代谢参与的复杂过程，使得包括基因治疗、干细胞疗法、纳米技术及细胞生长因子、活性肽、生物酶及蛋白质等生物制剂及基因工程技术和分子医学疗法在当今皮肤抗衰老和医学美容领域中开始广泛应用和流行，并成为人类社会关注的焦点和研究的重点。

然而，由于皮肤美容和抗衰老制剂中的某些功效成分、生物活性物质、天然或合成药物、活性多肽分子及功能性蛋白等，具有特殊的分子结构、理化性质、作用特点、代谢反应、生理状态、细胞信号传导及半衰期等，加上人体皮肤独特的解剖学结构和生理功能及转运、吸收通道等诸多因素的影响，大多数抗衰老生物活性物质、天然药物或功效成分等难以通过皮肤外用的自然扩散、穿过、渗透、吸收等途径进入皮肤及皮下组织，从而严重影响或明显削弱了这些天然药物或功效成分应发挥的皮肤抗衰老生物学作用和生理学功能及临床应用效果。特别是由于某些皮肤抗衰老或美容的功效成分是高度亲水的大分子物质，在生理条件下带有较强的负电性，因此难以穿透皮肤屏障进入皮肤细胞。即使有些类脂结构具有皮肤抗衰老或美容作用的小分子天然药物或功效成分部分进入到皮肤组织，但由于未经合适的缓释／控释系统调控，导致某些成分在机体内很容易被酶解、水解和降解，作用半衰期明显缩短，导致其分子结构和理化性质的不稳定性增加，从而使其生物利用度和生理学效应受到一定影响甚至破坏。

要提高外用途径的皮肤美容和抗衰老作用和效果，不仅要选择合适的、确实具有皮肤美容和抗衰老效果的外源性功效成分，并确定能有效接受外源性皮肤美容和抗衰老功效成分作用的皮肤细胞和组织；而且，外源性皮肤抗衰老功效成分经皮传递系统的选择和应用至关重要。只有将这些具有皮肤抗衰老和美容效用的功效成分经皮传递系统以恒定的透皮速度通过皮肤表皮层进入真皮层和皮下组织，甚至进入人体循环，才能产生皮肤、局部组织及全身良好的皮肤抗衰老作用及缓释控释效果，最大限度地延长皮肤抗衰老和美容功效成分或天然药物或生物活性物质在体内的存在时间，使皮肤抗衰老和美容效果更有效、持久、安全。

一、透皮药物传递系统

一直以来，透皮药物传递系统曾指药物通过皮肤渗透而产生全身或局部治疗作用的可粘贴在皮肤表面的薄片状制剂，其基本类型有膜控释型、骨架扩散型、胶粘分散型、微贮库型四种。然而，随着基因工程技术的发展，这种粘贴在皮肤表面的透皮药物传递系统逐渐被一些更新型的载体系统或有机或无机包合物或结合物所取代或补充，并在皮肤表面应用发挥着越来越大的优势，因此，广义透皮药物传递系统具有更加重要的意义。

从基因治疗的角度讲，目前常见的透皮药物传递载体系统中的载体主要分为两大类：病毒和非病毒载体。前者主要用于基因治疗，它能将需要的遗传信息(目的基因)传递到特定的靶细胞以指导其合成特定的蛋白，修正遗传过程中故障基因的影响，用于治疗癌症等重大疾病，也可以通过编码特定抗原成分的基因表达，以疫苗的形式来预防疾病。因为，单纯目的裸基因通常很难进入到靶细胞进行表达，而基因传递系统需要将治疗基因运送到靶细胞以实现基因表达并达到治疗目的。因为病毒载体具有特定的噬细胞性，其基因转导效率较高，因此依然是目前研究和应用最多和最有效的基因传递系统。

但是，病毒载体的基因治疗面临着严峻的生物安全问题，非病毒载体的应用仍然被认为是更安全的TDDS，特别是在一些非基因治疗的应用性产品研制方面，非病毒载体的TDDS更受推崇和欢迎，它们主要有：

(1)脂质体：由脂质双分子层膜包封而成的中空球状体，直径约100－1000nm，主要由磷脂组成，生物相容性较好，对所携带的遗传物质或活性成分及天然药物无分子大小限制，可通过渗透、穿透、内吞和融合等作用方式进入细胞。目前应用较多的是阳离子脂质体，其它新型脂质体还有空间脂质体、长循环脂质体、趋化脂质体、阴离子趋化脂质体等，因其组成成分和结构与生物膜和细胞膜极其相似，更易透过皮肤角质层屏障进入皮内。

(2)传递体：也称柔质体，是常规脂质体经改性的类脂聚集体，即在脂质体的磷脂成分中加入不同的辅助剂如胆酸钠等，亦被称为柔性纳米脂质体。

(3)醇质体：是一种能促进生物活性成分或天然药物经皮传递的囊泡载体，它是卵磷脂在高浓度乙醇中形成的脂质囊泡。

(4)药质体：是具有表面活性的药物(或前体药物)在水溶液中组装形成的有序聚集体，结构类似泡囊或胶束等。药质体不仅载药量大，稳定性高，且药物由于本身存在的两亲性而对生物膜具有良好的亲和性和透过性。

(5)囊泡体：由非离子表面活性剂(加或不加胆固醇)组成、体内外性质与脂质体极其相似的类脂质体。它与生物膜结构类似，细胞亲和性和透过性好'可融入细胞，体内易降解，具有缓释作用，可减少给药频率，提高治疗指数，降低药物剂量和毒副作用。

(6)β－环糊精及其衍生物：是以淀粉为原料，在环糊精葡萄糖基转移酶的作用下形成闭合筒状结构，外部是亲水性表面，内部则是一个具有一定尺寸的手性疏水管腔的特殊包合物。

(7)原位凝胶：又称在位凝胶，是高分子材料以溶液或半固体状态给药后，在用药部位对外界刺激发生响应，发生分散状态或构象的可逆转化，形成的半固体或液体制剂。原位凝胶不仅可以直接作为药物的载体，还可作为中药传递系统的载体。

(8)微胶囊：是把分散的固体、液体和气体等物质完全包封在一层致密的膜中而形成微胶囊。固体的微胶囊形状一般与固体相同，液体或气体的微胶囊的形状则大多为球形。微胶囊大小约为

2-200／μm，其囊壁厚度一般为0.5-150μm。

(9)磁微球：磁微球也称磁性纳米微粒，其粒径为1-100nm，它有很强的表面化学活性，易结合生物大分子，使其成为很好的皮肤靶向性载体，且磁微球能在外磁场作用下快速运动与分离，可提高其皮肤应用的靶向性。除此之外，一些天然高分子及其衍生物，如胶原、去端肽胶原、明胶、纤维蛋白、糖胺多糖、壳聚糖、藻酸盐和琼脂糖等，以及合成的高分子及其衍生物，如聚(丙交酯-co.乙交酯)、聚乳酸、聚原酸酯、聚β－氨基酯、聚酸酐、聚氨酯和聚(乙烯-co-醋酸乙烯酯)等均可作为TDDS的载体。前者由于具有优良的生物相容性，并具有与细胞相互作用的能力和体内可降解的性质；后者的优点在于它们易于改性和加工成型，且降解速率可调控。

然而，还有一种透皮药物传递系统被认为不仅适用基因工程制剂和天然药物及生物活性成分，而且在医学美容和皮肤抗衰老及精细化工(化妆品)等领域也有广阔的应用前景和生命力，它就是纳米乳透皮药物传递系统。

二、纳米乳概述

(一)纳米乳的基本特性

纳米乳(NE)以乳滴纳米级的超微粒径著称，通常纳米乳粒径大约在10―100nm之间。纳米乳有空白纳米乳和载药纳米乳两大类，如按照给药途径又可分为外用纳米乳、口服纳米乳和注射纳米乳。空白纳米乳由油相、水相、乳化剂和助乳化剂四个体系组成。纳米乳油相的选择对药物的增溶和微乳单相区的存在至关重要。水相主要与油相一起在表面活性剂的作用下形成弯曲的油水界面膜包裹药物。表面活性剂在纳米乳中的主要作用则是降低油水界面张力、形成牢固的乳化膜、对难溶性药物的增溶作用。助表面活性剂主要是调节表面活性剂的HLB(亲水亲油平衡值)并降低油水界面张力。而载药纳米乳则增加具有功效作用的药物成分。空白纳米乳粒径大约在10―100nm之间；而载药纳米乳则是由空白纳米乳加上目的药物或功效成分组成，其粒径大约在150nm左右。通常，纳米乳的外观为透明或半透明的流体，因其乳滴分散在另一种液体中形成胶体分散系统，因此具有一定的乳光。在电镜下观察，纳米乳的乳滴多为圆球形，乳滴分布均匀，大小基本一致，且分散性、流动性、稳定性好，即使经过加热或高压灭菌或离心分离也不会使之分层，属热力学稳定系统。而且，纳米乳和一般乳液具有两个根本不同点：第一，普通乳液的形成一般需要外界提供能量，而纳米乳则是自发形成的；第二，普通乳液是热力学不稳定体系，存放过程中容易发生聚结而最终分为油相和水相，而纳米乳则是热力学稳定体系，存放过程中通常不会发生聚结或分为油相和水相。这种特性由表面活性剂与助表面活性剂作为乳化剂与助乳化剂共同起稳定作用，助表面活性剂通常为短链醇、氨或其它较弱的两性化合物。

(二)纳米乳的形成机制

纳米乳的形成机制错综复杂，目前观点众说纷纭，有增溶理论、双重膜理论、穿流理论、负界面张力学说、几何排列理论、内聚作用能比值理论、热力学理论等。目前较为成熟和公认的纳米乳形成机制有如下几种：其一是表面张力理论。该理论认为，纳米乳在形成过程中，由于乳化剂和助乳化剂的加入，使得油水界面的张力大大降低甚至达到负值，从而使油水界面自动扩大而形成纳米乳。其二是界面扩增理论。即由于纳米乳在形成过程中加入的助乳化剂，能在油相和水相二者之间进行合理分配，促进乳化剂在油水两相的界面之间形成稳定的界面膜，并使油水二相界面扩大而形成纳米乳。其三是胶束理论。即在纳米乳形成体系中，由于在乳化剂的溶液中加入助乳化剂，再加入油相，使胶束逐渐变大，当达到10～100 nm时便形成纳米乳。除此之外，还有学者利用热力学方法计算出纳米乳形成的自由能及其相变条件，但这些理论尚不能完整地解释纳米乳的形成机制。

(三)纳米乳的制备方法

纳米乳制备的正交设计和星点设计效应方法在纳米乳制备过程中被广泛应用。目前制备纳米乳的方法主要分为三类：高能乳化法、低能乳化法和自动乳化法三种。高能乳化法制备纳米乳主要是通过不同形式产生的高能进行纳米乳制备，通常将其分为三种方法，即剪切搅拌法、高压均质机匀浆法和超声乳化法。低能乳化法制备纳米乳则是利用纳米乳中各系统各自的理化性质，使乳滴自然分散自发形成纳米乳，通常分为相变温度乳化法和相转变乳化法。自动乳化法制备纳米乳则需要先制备油相，因为油相对纳米乳的自动乳化和乳剂的物理化学性质具有极为重要的影响，然后将油相和油溶性表面活性剂溶解在可与水混溶的溶剂中进行磁力搅拌，并把油相加入水相；最后与水混溶的溶剂通过减压蒸馏挥干。当有机相和水相的混溶性较好时，自动乳化的速率即可达到最大。

(四)影响纳米乳的类型及影响因素

纳米乳的类型主要有三种，即水包油(O／W)型、油包水(W／O)型和双连续相纳米乳。O／W型是细小的油滴分散在水相中，表面覆盖一层由表面活性剂与助表面活性剂分子构成的单分子膜，分子极性端朝油滴，非极性端朝向连续的水相。W／O型则是细小的水滴分散在油相中，表面覆盖一层由表面活性剂与助表面活性剂分子构成的单分子膜，分子极性端朝水滴，非极性端朝向连续的油相。当油相和水相两者比例适当时，还会形成一种称之为双连续相纳米乳，即任一部分油相在形成液滴被水连续相包围的同时，亦与其它油滴一起组成油连续相，包围介于油相中水滴，由表面活性剂组成的界面不断波动使双连续相纳米乳具有各向同性。

一般认为选择亲水亲油平衡(HLB)值介于3～7的乳化剂可形成W／O型纳米乳，选择亲水亲油平衡(HLB)值介于7～14的乳化剂可形成转相的纳米乳(0／W型或W／O型)，选择亲水亲油平衡(HLB)值介于14～20的乳化剂可形成O／W型纳米乳

影响纳米乳形成不同类型的主要因素是油相和水相的体积比及两者的粘度差异和表面活性剂的种类。其中，表面活性剂对纳米乳的形成及性质最为重要，它的分子一般由非极性的、亲油的碳氢链和极性的、亲水的基团两部分构成，具有既亲油又亲水的两亲性质，此种分子具有可在各种界面上定向吸附及在溶液内部形成胶团的重要性质，具有降低界面的表面张力，决定纳米乳的类型，产生界面张力梯度，导致静电和位阻排斥效应等。

(五)纳米乳的鉴定及质量评价指标

目前，有关纳米乳的鉴定及质量评价指标主要有：(1)外观性状：可采用肉眼观察，空白纳米乳多为带有乳光的无色透明或半透明的分散体系，颜色受空白纳米乳体系中原料的颜色影响；而载药(功效成分)纳

米乳多为带有乳光的无色透明或半透明的分散体系，颜色则由所含添加剂(功效成分或药物)的颜色决定；(2)PH值测定：可采用PH3C型酸度计测定；(3)液体粘度：可采用乌式粘度计测定，空白纳米乳粘度较低；(4)电导率：O／W型纳米乳剂的导电性比W／O型纳米乳剂导电性强，可采用电导仪测定；(5)折射率：平行光入射后有丁达尔现象'可采用阿贝折光仪测定；(6)粒径大小：空白纳米乳粒径大小均在10―100nm，载药纳米乳大约在lOOnm左右'可采用激光粒径测定仪测定，或用透射电镜和扫描电镜；(7)电位：采用电泳光散射(ELS)法，取纳米乳适量，室温下置Nicomp380／ZLS激光粒度／动电位分析仪测定动电位分布；(8)颗粒分布：纳米乳分布均匀且分布范围较窄，可采用粒度分布分析测试仪测定；(9)包封率：包封率测定可参考文献，或者用透射电镜、扫描电镜等进行检测；O10)界面张力：纳米乳具有超低界面张力'在油相和水相中加入表面活性剂后，油一水相的界面张力可从50毫牛顿／米(mN／m)左右降至几毫牛顿／米(mN／m)或十几毫牛顿／米(mN／m)。此时，再加助表面活性剂，油一水界面张力甚至降到超低界面张力(10―6～10-7毫牛顿／米)；(11)载药(功效成分)量及含量测定：可采用分光光度计，或高效液相色谱仪，或气相色谱仪等仪器测定；(12)稳定性：包括对光稳定性试验，对热稳定性试验及恒温加速试验等。纳米乳通常很稳定，长时间放置亦不分层和破乳；若将纳米乳放在超速离心机中旋转5―10分钟不会分层可采用肉眼观察及分光光度法，离心机分离法等进行；(13)纳米乳类型：利用红色的油溶性染料苏丹红…和蓝色的水溶性染料亚甲兰在纳米乳中扩散的快慢来判断，如果蓝色的扩散速度大于红色，则纳米乳为O／W型，反之则为W／O型，如两者一样快，就是双连续型。同时一些先进的检测设备，如纳米投射电镜、激光粒度测定仪、偏光显微镜、纳米电动色谱仪、冷冻蚀刻电镜等用于纳米制药中，其检测技术，如小角中子衍射(SANS)用于探测油分子向纳米乳表面活性剂界面膜渗透的本质，动态超速离心沉降技术、动态荧光探针、差示扫描量热法(DSC)亦用于纳米乳的研究。

(六)纳米乳的主要特点：

纳米乳透皮传递载体系统具有以下特点：(1)增溶和速溶，提高难溶性药物的溶解度；(2)制备简单，易消毒灭菌处理；(3)物理及热力学稳定性好，具有各相同性的透明液体，可以滤过，易于制备和贮存；(4)包容性强，可同时包容不同脂溶性的药物；(5)提高一些蛋白多肽类药物或功效成分的稳定性；(6)促进大分子水溶性药物在人体内的吸收；(7)提高添加药物或功效成分在体内的利用度；(8)黏度较低，使用舒适；(9)粒径小且均匀，提高包封于其中的药物分散度，促进药物的透皮吸收；(10)对易于水解的药物制成油包水型纳米乳可起到保护作用；(11)具有缓释控释和靶向作用。而且纳米乳作为一种新型经皮传递载体系统在皮肤抗衰老和美容化妆品中应用，具有科学、新颖、先进、实用等高新技术产品的特点。与一般乳剂相比，纳米乳通常只需要在室温条件下制备，这更加有利于生物活性物质和功效成分及天然药物保持其特有的生物学效应和生理学功能；与脂质体等其它靶向药物传递系统相比，纳米乳的乳滴粒径更加微小、细腻、均匀；理化性质更加温和、稳定、适合；使用更加舒适、安全、有效；制备更易工业化、产业化、环保化。而且，纳米乳由于乳滴粒径小，其经皮渗透吸收作用更快，并能促进功效成分增溶和速溶，维持功效成分生物特性稳定，减少功效成分用量，延长功效成分在皮肤表面停留时间，具有被动靶向及缓释控释作用，且能提高功效成分的生物利用度，减少使用副作用，安全性相对提高，实际效果更明显，远期或近期效果也应更好。

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由此可见，纳米乳作为良好新型的经皮传递被动靶向载体系统，在皮肤抗衰老和美容化妆品等方面的应用已展现出广阔的应用前景和强大的生命力。而选用纳米乳经皮传递系统作为皮肤抗衰老和美容功效成分或生物活’性物质或天然药物的微分子载体进行全系列新型皮肤抗衰老美容功效纳米乳的研制，也就成为我们研究团队的方向之一。(待续)

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纳米医学论文篇（9）

0 前言

生物医学是生物学与医学理论知识与技能相互影响之后形成的学科，主要是通过应用生物学有关技术解决生命科学及医学方面所存在的问题。生物医学能够让人们对于生命成长过程及活动规律更加了解，进而发现疾病发生与发展过程，这样能够为疾病治疗提供新的方向。在生物医学研究中，在对于生命现象研究中经常使用化学探针，其中荧光材料是常见化学探针。但是传统荧光材料具有一定缺陷，对于生命体具有一定损害。稀土上转换材料是一种新型材料，对于生命体损害较小，并且还能够多重标记，使用寿命较长，是生物医学研究中的理想性材料。

1 生物监测领域内的应用

1.1 基于稀土上转换纳米材料的检测

稀土上转换材料光源是由近红外光激光器发出，能够降低检测对于细胞或者是组织的敢要。在1999年科研人员第一次制备出上转换荧光材料，并且在前列腺组织检测中应用功能，之后上转换纳米材料开始逐渐被广泛应用到生物检测中。在2013年，陈学元课题小组提出了一种新型上转换生物检测方式，利用将Yb与Er结合在上转换纳米颗粒中，对于抗生物素蛋白与肿瘤进行检测。多功能酶标仪能够发现上转换纳米颗粒所发射出来的信号，对于生物分子浓度进行量化分析。

本文在对于稀土上环环纳米材料研究中，结合核酸适配体，通过潜在指纹检测方式，利用水热法合成，让上转换纳米材料表面拥有一层油酸，油酸不仅仅能够承担起活性剂的功能，还能够让让聚丙烯酸转移到纳米颗粒上面，进而得到的上转换纳米颗粒不仅仅能够溶解在水中，还能够通过据活性分子与溶菌酶核算相匹配。

核酸在对适配体高效结合中，能够在近红外光器下发出可见光源，所呈现出的指纹图像能够在微焦镜头下被记录下来，这种潜指纹检测方式不仅仅能够对于不同人指纹进行检测，还能够对不同状态下人指纹检测。潜指纹内不仅仅具有自身所遗留下来的分泌物，还具有一定化学物质，能够高效应用在刑事侦查上面[1]。

1.2 基于荧光共振能量转移的检测

上转换纳米材料的荧光共振能量转移分析技术是被著名研究人员kuningas所提出的，并且能够抗生蛋白链菌作为能量源头，对于生物素进行高效率的检测，同时在UC-FRET上面广泛应用。贵金属纳米颗粒表面具有等离子体共振特点，并且消光系数较高，这些材料在应用到上转换纳米材料中，能够有效提高检测过程中受到背景荧光的干扰，提高检测精准性，因此贵金属纳米颗粒经常被称之为能量受体，在生物检测中广泛应用[2]。

2 生物成像领域内的应用

2.1 体内深层组织的荧光成像

稀土上转换纳米材料所使用的光源在组织内部拥有良好的穿透性，并且生命体不会受到荧光的损害，结果检测是生命体自身所携带的荧光不会干扰结果，因此稀土上转换纳米材料可以说是生物医学成像分析中的最佳材料。研究人员通过使用PEI覆盖纳米颗粒的方式，首次对于动物生命体进行了生物成像检测，检测结果表示稀土上转换材料与传统量子点，在对于动物体内深层次成像上面具有显著优势。为了能够提高稀土上转换材料在生命体内的穿透深度，提高成像精确度，需要对于稀土上转换纳米材料可见光波长调节到红光去内，这样所发出出来的波长散射及吸收都较低，也不容易受到生命体自身所携带的荧光干扰，对于体内深层组织荧光成像具有重要作用。多路复用成像是现在对于生物体成像上面应用最为广泛的一种方法，伴随着稀土上转换材料不断深入性建设及开发，各种元素在稀土上转换内应用也更加精准，并且能够呈现出多个发射峰[3]。

2.2 双模态成像

现在对于上转换荧光成像与MRI结婚研究最为光热点课题，就是构建双模态成像探针，并且将探针应用到生物医学领域内。荧光成像能够显著提高生物成像的精准度与灵敏度，并且对于生命体组织穿透深浅度能够调节。于荧光成像相比较，MRI能够有效提高对于生命体内的分辨率，但是所拥有的灵敏度较低，因此需要解决荧光成像与核磁共振成像的优点，所形成的双模态探针不仅仅拥有较高的灵敏度，分辨率与穿透深度能够显著提高。近几年，对于双模态成像探针的稀土上转换纳米材料制备方面已经进行了一些研究。最为常见的有两种方式，第一种就是分子的功能化，也就是将配合物等造影剂因公到上转换纳米颗粒表面上，进而形成双模态成像复合探针；第二种就是磁性材料与上转换纳米材料的复合[4]。

3 结论

本文对于稀土上转换纳米材料在生物医学领域上的应用功能进行了简单分析，也就是生物检测与生物成像上的应用。稀土上转换纳米材料在实际应用中由于能够有效降低生物体自身荧光对于检测的干扰，能够显著提高检测的灵敏性，并且还能够将各种成像方式应用功能在探针上面，在药物输送及治疗上面拥有良好的前景。但是稀土上转换纳米材料在生物医学内应用还面对较多的挑战。

【参考文献】

纳米医学论文篇（10）

由于纳米技术对国家未来经济、社会发展及国防安全具有重要意义，世界各国（地区）纷纷将纳米技术的研发作为21世纪技术创新的主要驱动器，相继制定了发展战略和计划，以指导和推进本国纳米科技的发展。目前，世界上已有50多个国家制定了部级的纳米技术计划。一些国家虽然没有专项的纳米技术计划，但其他计划中也往往包含了纳米技术相关的研发。

（1）发达国家和地区雄心勃勃

为了抢占纳米科技的先机，美国早在2000年就率先制定了部级的纳米技术计划（NNI），其宗旨是整合联邦各机构的力量，加强其在开展纳米尺度的科学、工程和技术开发工作方面的协调。2003年11月，美国国会又通过了《21世纪纳米技术研究开发法案》，这标志着纳米技术已成为联邦的重大研发计划，从基础研究、应用研究到研究中心、基础设施的建立以及人才的培养等全面展开。

日本政府将纳米技术视为“日本经济复兴”的关键。第二期科学技术基本计划将生命科学、信息通信、环境技术和纳米技术作为4大重点研发领域，并制定了多项措施确保这些领域所需战略资源（人才、资金、设备）的落实。之后，日本科技界较为彻底地贯彻了这一方针，积极推进从基础性到实用性的研发，同时跨省厅重点推进能有效促进经济发展和加强国际竞争力的研发。

欧盟在2002—2007年实施的第六个框架计划也对纳米技术给予了空前的重视。该计划将纳米技术作为一个最优先的领域，有13亿欧元专门用于纳米技术和纳米科学、以知识为基础的多功能材料、新生产工艺和设备等方面的研究。欧盟委员会还力图制定欧洲的纳米技术战略，目前，已确定了促进欧洲纳米技术发展的5个关键措施：增加研发投入，形成势头；加强研发基础设施；从质和量方面扩大人才资源；重视工业创新，将知识转化为产品和服务；考虑社会因素，趋利避险。另外，包括德国、法国、爱尔兰和英国在内的多数欧盟国家还制定了各自的纳米技术研发计划。

（2）新兴工业化经济体瞄准先机

意识到纳米技术将会给人类社会带来巨大的影响，韩国、中国台湾等新兴工业化经济体，为了保持竞争优势，也纷纷制定纳米科技发展战略。韩国政府2001年制定了《促进纳米技术10年计划》，2002年颁布了新的《促进纳米技术开发法》，随后的2003年又颁布了《纳米技术开发实施规则》。韩国政府的政策目标是融合信息技术、生物技术和纳米技术3个主要技术领域，以提升前沿技术和基础技术的水平；到2010年10年计划结束时，韩国纳米技术研发要达到与美国和日本等领先国家的水平，进入世界前5位的行列。

中国台湾自1999年开始，相继制定了《纳米材料尖端研究计划》、《纳米科技研究计划》，这些计划以人才和核心设施建设为基础，以追求“学术卓越”和“纳米科技产业化”为目标，意在引领台湾知识经济的发展，建立产业竞争优势。

（3）发展中大国奋力赶超

综合国力和科技实力较强的发展中国家为了迎头赶上发达国家纳米科技发展的势头，也制定了自己的纳米科技发展战略。中国政府在2001年7月就了《国家纳米科技发展纲要》，并先后建立了国家纳米科技指导协调委员会、国家纳米科学中心和纳米技术专门委员会。目前正在制定中的国家中长期科技发展纲要将明确中国纳米科技发展的路线图，确定中国在目前和中长期的研发任务，以便在国家层面上进行指导与协调，集中力量、发挥优势，争取在几个方面取得重要突破。鉴于未来最有可能的技术浪潮是纳米技术，南非科技部正在制定一项国家纳米技术战略，可望在2005年度执行。印度政府也通过加大对从事材料科学研究的科研机构和项目的支持力度，加强材料科学中具有广泛应用前景的纳米技术的研究和开发。

2、纳米科技研发投入一路攀升

纳米科技已在国际间形成研发热潮，现在无论是富裕的工业化大国还是渴望富裕的工业化中国家，都在对纳米科学、技术与工程投入巨额资金，而且投资迅速增加。据欧盟2004年5月的一份报告称，在过去10年里，世界公共投资从1997年的约4亿欧元增加到了目前的30亿欧元以上。私人的纳米技术研究资金估计为20亿欧元。这说明，全球对纳米技术研发的年投资已达50亿欧元。

美国的公共纳米技术投资最多。在过去4年内，联邦政府的纳米技术研发经费从2000年的2.2亿美元增加到2003年的7.5亿美元，2005年将增加到9.82亿美元。更重要的是，根据《21世纪纳米技术研究开发法》，在2005～2008财年联邦政府将对纳米技术计划投入37亿美元，而且这还不包括国防部及其他部门将用于纳米研发的经费。

日本目前是仅次于美国的第二大纳米技术投资国。日本早在20世纪80年代就开始支持纳米科学研究，近年来纳米科技投入迅速增长，从2001年的4亿美元激增至2003年的近8亿美元，而2004年还将增长20%。

在欧洲，根据第六个框架计划，欧盟对纳米技术的资助每年约达7.5亿美元，有些人估计可达9.15亿美元。另有一些人估计，欧盟各国和欧盟对纳米研究的总投资可能两倍于美国，甚至更高。

中国期望今后5年内中央政府的纳米技术研究支出达到2.4亿美元左右；另外，地方政府也将支出2.4亿～3.6亿美元。中国台湾计划从2002～2007年在纳米技术相关领域中投资6亿美元，每年稳中有增，平均每年达1亿美元。韩国每年的纳米技术投入预计约为1.45亿美元，而新加坡则达3.7亿美元左右。

就纳米科技人均公共支出而言，欧盟25国为2.4欧元，美国为3.7欧元，日本为6.2欧元。按照计划，美国2006年的纳米技术研发公共投资增加到人均5欧元，日本2004年增加到8欧元，因此欧盟与美日之间的差距有增大之势。公共纳米投资占GDP的比例是：欧盟为0.01%，美国为0.01%，日本为0.02%。

另外，据致力于纳米技术行业研究的美国鲁克斯资讯公司2004年的一份年度报告称，很多私营企业对纳米技术的投资也快速增加。美国的公司在这一领域的投入约为17亿美元，占全球私营机构38亿美元纳米技术投资的46%。亚洲的企业将投资14亿美元，占36%。欧洲的私营机构将投资6.5亿美元，占17%。由于投资的快速增长，纳米技术的创新时代必将到来。

3、世界各国纳米科技发展各有千秋

各纳米科技强国比较而言，美国虽具有一定的优势，但现在尚无确定的赢家和输家。

（1）在纳米科技论文方面日、德、中三国不相上下

根据中国科技信息研究所进行的纳米论文统计结果，2000—2002年，共有40370篇纳米研究论文被《2000—2002年科学引文索引（SCI）》收录。纳米研究论文数量逐年增长，且增长幅度较大，2001年和2002年的增长率分别达到了30.22%和18.26%。

2000—2002年纳米研究论文，美国以较大的优势领先于其他国家，3年累计论文数超过10000篇，几乎占全部论文产出的30%。日本（12.76%）、德国（11.28%）、中国（10.64%）和法国（7.89%）位居其后，它们各自的论文总数都超过了3000篇。而且以上5国2000—2002年每年的纳米论文产出大都超过了1000篇，是纳米研究最活跃的国家，也是纳米研究实力最强的国家。中国的增长幅度最为突出，2000年中国纳米论文比例还落后德国2个多百分点，到2002年已经超过德国，位居世界第三位，与日本接近。

在上述5国之后，英国、俄罗斯、意大利、韩国、西班牙发表的论文数也较多，各国3年累计论文总数都超过了1000篇，且每年的论文数排位都可以进入前10名。这5个国家可以列为纳米研究较活跃的国家。

另外，如果欧盟各国作为一个整体，其论文量则超过36%，高于美国的29.46%。

（2）在申请纳米技术发明专利方面美国独占鳌头

据统计：美国专利商标局2000—2002年共受理2236项关于纳米技术的专利。其中最多的国家是美国（1454项），其次是日本（368项）和德国（118项）。由于专利数据来源美国专利商标局，所以美国的专利数量非常多，所占比例超过了60%。日本和德国分别以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英国、韩国、加拿大、法国和中国台湾的专利数也较多，所占比例都超过了1%。

专利反映了研究成果实用化的能力。多数国家纳米论文数与专利数所占比例的反差较大，在论文数最多的20个国家和地区中，专利数所占比例超过论文数所占比例的国家和地区只有美国、日本和中国台湾。这说明，很多国家和地区在纳米技术研究上具备一定的实力，但比较侧重于基础研究，而实用化能力较弱。

（3）就整体而言纳米科技大国各有所长

美国纳米技术的应用研究在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪等领域快速发展。随着纳米技术在癌症诊断和生物分子追踪中的应用，目前美国纳米研究热点已逐步转向医学领域。医学纳米技术已经被列为美国国家的优先科研计划。在纳米医学方面，纳米传感器可在实验室条件下对多种癌症进行早期诊断，而且，已能在实验室条件下对前列腺癌、直肠癌等多种癌症进行早期诊断。2004年，美国国立卫生研究院癌症研究所专门出台了一项《癌症纳米技术计划》，目的是将纳米技术、癌症研究与分子生物医学相结合，实现2015年消除癌症死亡和痛苦的目标；利用纳米颗粒追踪活性物质在生物体内的活动也是一个研究热门，这对于研究艾滋病病毒、癌细胞等在人体内的活动情况非常有用，还可以用来检测药物对病毒的作用效果。利用纳米颗粒追踪病毒的研究也已有成果，未来5～10年有望商业化。

虽然医学纳米技术正成为纳米科技的新热点，纳米技术在半导体芯片领域的应用仍然引人关注。美国科研人员正在加紧纳米级半导体材料晶体管的应用研究，期望突破传统的极限，让芯片体积更小、速度更快。纳米颗粒的自组装技术是这一领域中最受关注的地方。不少科学家试图利用化学反应来合成纳米颗粒，并按照一定规则排列这些颗粒，使其成为体积小而运算快的芯片。这种技术本来有望取代传统光刻法制造芯片的技术。在光学新材料方面，目前已有可控直径5纳米到几百纳米、可控长度达到几百微米的纳米导线。

日本纳米技术的研究开发实力强大，某些方面处于世界领先水平，但尚未脱离基础和应用研究阶段，距离实用化还有相当一段路要走。在纳米技术的研发上，日本最重视的是应用研究，尤其是纳米新材料研究。除了碳纳米管外，日本开发出多种不同结构的纳米材料，如纳米链、中空微粒、多层螺旋状结构、富勒结构套富勒结构、纳米管套富勒结构、酒杯叠酒杯状结构等。

在制造方法上，日本不断改进电弧放电法、化学气相合成法和激光烧蚀法等现有方法，同时积极开发新的制造技术，特别是批量生产技术。细川公司展出的低温连续烧结设备引起关注。它能以每小时数千克的速度制造粒径在数十纳米的单一和复合的超微粒材料。东丽和三菱化学公司应用大学开发的新技术能把制造碳纳米材料的成本减至原来的1／10，两三年内即可进入批量生产阶段。

日本高度重视开发检测和加工技术。目前广泛应用的扫描隧道显微镜、原子力显微镜、近场光学显微镜等的性能不断提高，并涌现了诸如数字式显微镜、内藏高级照相机显微镜、超高真空扫描型原子力显微镜等新产品。科学家村田和广成功开发出亚微米喷墨印刷装置，能应用于纳米领域，在硅、玻璃、金属和有机高分子等多种材料的基板上印制细微电路，是世界最高水平。

日本企业、大学和研究机构积极在信息技术、生物技术等领域内为纳米技术寻找用武之地，如制造单个电子晶体管、分子电子元件等更细微、更高性能的元器件和量子计算机，解析分子、蛋白质及基因的结构等。不过，这些研究大都处于探索阶段，成果为数不多。

欧盟在纳米科学方面颇具实力，特别是在光学和光电材料、有机电子学和光电学、磁性材料、仿生材料、纳米生物材料、超导体、复合材料、医学材料、智能材料等方面的研究能力较强。

中国在纳米材料及其应用、扫描隧道显微镜分析和单原子操纵等方面研究较多，主要以金属和无机非金属纳米材料为主，约占80%，高分子和化学合成材料也是一个重要方面，而在纳米电子学、纳米器件和纳米生物医学研究方面与发达国家有明显差距。

4、纳米技术产业化步伐加快

目前，纳米技术产业化尚处于初期阶段，但展示了巨大的商业前景。据统计：2004年全球纳米技术的年产值已经达到500亿美元，2010年将达到14400亿美元。为此，各纳米技术强国为了尽快实现纳米技术的产业化，都在加紧采取措施，促进产业化进程。

美国国家科研项目管理部门的管理者们认为，美国大公司自身的纳米技术基础研究不足，导致美国在该领域的开发应用缺乏动力，因此，尝试建立一个由多所大学与大企业组成的研究中心，希望借此使纳米技术的基础研究和应用开发紧密结合在一起。美国联邦政府与加利福尼亚州政府一起斥巨资在洛杉矾地区建立一个“纳米科技成果转化中心”，以便及时有效地将纳米科技领域的基础研究成果应用于产业界。该中心的主要工作有两项：一是进行纳米技术基础研究；二是与大企业合作，使最新基础研究成果尽快实现产业化。其研究领域涉及纳米计算、纳米通讯、纳米机械和纳米电路等许多方面，其中不少研究成果将被率先应用于美国国防工业。

美国的一些大公司也正在认真探索利用纳米技术改进其产品和工艺的潜力。IBM、惠普、英特尔等一些IT公司有可能在中期内取得突破，并生产出商业产品。一个由专业、商业和学术组织组成的网络在迅速扩大，其目的是共享信息，促进联系，加速纳米技术应用。

日本企业界也加强了对纳米技术的投入。关西地区已有近百家企业与16所大学及国立科研机构联合，不久前又建立了“关西纳米技术推进会议”，以大力促进本地区纳米技术的研发和产业化进程；东丽、三菱、富士通等大公司更是纷纷斥巨资建立纳米技术研究所，试图将纳米技术融合进各自从事的产业中。