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魏于全院士:纳米生物医学--纳米技术开辟生物医

作者:YWYF 日期:2020-10-17 浏览:151

20世纪80年代中期,随着纳米技术的兴起,世界各国政府和科研机构对其进行了大量投资,并在许多领域取得了很大进展。由于纳米材料的独特性(如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面和界面效应等),纳米技术有望成为21世纪社会发展的重要驱动力,引发新一轮产业和技术革命。随着纳米技术的快速发展,它与各学科交叉融合,不断产生新的研究领域和学科增长点,特别是近10年来,纳米技术迅速渗透到生物医学领域,形成了一个新的研究领域--纳米生物医学。

纳米生物医学将纳米技术应用于生物医学领域,涉及材料科学、物理、化学、生物、医学、量子科学等多个领域。目前,纳米生物医药已成为纳米技术发展的重要方向,并迅速成为全球生物技术领域的前沿和热点问题,具有广泛的应用前景和明确的产业化前景。这一发展迅速的新研究领域将为现代生物医学研究提供新的技术和方法,为纳米尺度的重大生物医学问题开辟新的视野,揭示相关的新原理和可能的实际应用。目前,纳米生物医学领域已经涵盖了很多方面。主要研究方向包括纳米生物效应与安全性、纳米毒理学、生物传感器、组织工程、医学成像、药物释放、疾病(尤其是肿瘤)的诊断与治疗等。

近年来,中国科研人员紧紧抓住纳米生物医学蓬勃发展的机遇,不断挑战自我。高水平科研成果层出不穷,纳米生物医药领域取得诸多新突破。它在国际纳米生物医学领域占有重要地位。为了回顾该研究领域的研究成果和最新进展,“科技导报”组织了纳米生物医学专题,为了回顾该研究领域的最新进展,“科技导报”组织了纳米生物医学专题。美国国立卫生研究院、深圳大学、麻省大学、香港科技大学、湖南大学、国家纳米科学中心、上海交通大学、厦门大学、苏州大学、加州大学洛杉矶分校、中国科学院、上海医学研究院、华中科技大学、四川大学等课题组应邀撰写论文9篇。

本课题主要集中在以下五个方面:(1)纳米技术在肿瘤诊疗一体化中的研究进展。通过将具有肿瘤诊断和成像功能的组分和具有肿瘤治疗功能的组分集成到同一纳米粒子中,形成纳米诊断剂,有望实现肿瘤分子影像诊断和有效治疗,以及疗效监测和预后。本文通过总结近年来该领域的研究进展,探讨了肿瘤诊疗一体化未来的发展方向和面临的挑战。(2)新型纳米生物医学材料的研究与开发。例如,综述了新型聚集诱导发光(AIE)探针的构建及其在生物分子检测、细胞器成像、细菌成像、细胞跟踪、血管成像、体内肿瘤成像和治疗等方面的应用,并展望了未来的挑战。总结了功能核酸分子领域的代表性成果,介绍了核酸适配子、人工碱基、脱氧核酶、分子信标和分子马达在生物传感器、生物合成、生物医学研究等方面的应用。展望了核酸分子研究领域的前景和挑战。(3)纳米技术在药物输送领域的应用。本文主要综述了纳米给药技术在抗肿瘤给药领域的应用,根据现有抗肿瘤给药系统的靶向原理,从被动靶向、主动靶向和仿生靶向三个方面综述了纳米药物给药系统在抗肿瘤药物靶向给药中的研究进展。介绍了DNA纳米载体给药系统的研究进展,并对其面临的挑战和可能的发展趋势进行了讨论。(4)纳米材料与体外诊断。在对几种典型纳米材料的性能特点进行分类和总结的基础上,综述了近年来不同性能纳米材料在体外诊断中的应用研究进展,并对其未来发展方向进行了简要展望。此外,还介绍了磁性纳米材料在肿瘤诊断中的研究进展,并对其在视觉干细胞标记、药物传递和基因传递等方面的应用进行了综述。(5)纳米药物。随着纳米生物技术的发展,纳米药物的研发和临床转化都取得了很大进展。该部分从纳米药物临床转化的角度,综述了肿瘤纳米药物的发展和现状,阐述了纳米药物在临床转化中的进展,以及面临的机遇和挑战。