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关键词:纳米,中医药,经济,技术
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
3.徐辉碧,杨祥良,谢长生,等.纳米技术在中药研究中的应用[J].中国药科大学学报,2001年32
本书详细介绍了纳米结构的物理、化学问题并进行了深入讨论,为读者展现了目前人们关注的纳米结构领域的热点问题和应用前景。纳米材料具有不同于宏观尺度材料的物理和化学性能,而具有独特物理化学性能特点的纳米结构受到人们的极大关注。新颖纳米结构物理与化学性质的研究是当前纳米科学与技术的前沿领域,也是材料研究的热点内容之一。各国科学家在纳米材料合成的基础上,对所制得的不同形貌、不同尺寸纳米结构单元与复杂纳米结构的光学、磁学、光电导、光电转换 、催化以及化学与生物传感特性进行了深入系统的研究,以求发现新的物理与化学特性,深入分析其物理本质及其产生的根本原因,总结结构和性能的关系,提出进一步提高材料的物理与化学性能的途径和方法。
本书精选了物理、化学和纳米结构的应用国际会议Nanomeeting 2003上提出的特邀综述和短评,该会议于2003年5月20-23日在白俄罗斯明斯克召开。 内容分4个主题,分别是纳米结构中的物理问题、纳米结构中的化学问题、纳米技术,以及基于器件的纳米结构。其中,纳米结构中的物理问题的讨论,包括Si/SiGe纳米结构的挑战和前景、层状磁性纳米结构自旋分辨反转光电子发射、一维光子晶体的非线性光学性质、基于OpalVO2合成物的可调谐三维的光子晶体和有效质量近似的硅纳米结构的带间跃迁;纳米结构中的化学问题的讨论,包括生长在溶液表面的团簇超晶格和ⅰ-ⅶ半导体的激发;而纳米技术这一主题,包括锗/硅量子点多层垂直生长机制、多孔氧化铝干凝胶中镧系元素的荧光增强和用于自组织有机体系的先进扫描探针;最后,基于器件的纳米结构的讨论,包括发光器件的光学性质及制造、应用(InGaN /GaN量子阱)、碳纳米管的微电子应用、单原子量子点的量子受限杂质及其在太赫兹辐射源的应用等。
本书的主编为白俄罗斯国立信息与无线电电子大学的V E Borisenko、白俄罗斯分子和原子物理研究所的S V Gaponenko和白俄罗斯国立大学的V S Gurin。
本书适用的读者为纳米技术专业的研究生和相关研究人员。
首先,由于介孔二氧化钛具有高比表面积,发达有序的孔道结构,而且,孔径尺寸在一定条件下是可以协调的,主要是它的表面易于改性等特点,可以有效的促进二氧化钛的光催化,以及光电转换等功能得以实现,研究这一材料可以有效的提高我国的航天和生物材料、空气净化等领域的技术,使我国在这些领域取得巨大的突破,这一材料的研究成果可以应用到生活的方方面面,从而一定程度上提高了人们生活的品质,使得人们的生活更加便利[3]。其次,国内专家对介孔二氧化钛功能纳米材料的研究可以进一步提升在世界该类研究领域的地位,为以后的技术发展奠定良好的基础,弥补世界研究领域的缺憾。另外,应该注意总结和解决制备材料中的科学问题,例如如何控制纳米材料颗粒尺寸、颗粒尺寸分布、团聚和解团聚等问题的解决和控制,这对于获得高质量的纳米材料和纳米固体有一定的指导意义。
2方法研究
2.1介孔二氧化钛方法研究因为二氧化钛在材料科学领域具有重要的应用价值,目前最主要的研究方法是水热法、溶剂热法、模板法、溶胶凝胶法等合成方法实现了对二氧化钛结构与形态的控制[4]。
2.1.1水热分解法主要是采用两步水热法合成二氧化钛介孔球,首先是反应过程中将乙酸钛与乙二醇混合均匀,将此混合液加到丙酮与水的混合液中得到前驱体,最后将前驱体在加热条件下回流,即可得到二氧化钛介孔球。在利用水热法分解二氧化钛介孔材料的过程中,由于含钛的前驱体对反应体系中的水较为敏感,从而导致水解速度过快,所以得到的反应物往往是不规则的形态,从而由于颗粒的严重聚集,得不到分散较优的结构,在此基础上,模板法和溶剂热法便在这种情况下出现。
2.1.2模板法模板法一般分为软模板法和硬模板法。主要以软模板法为例研究,采用软模板法可以得到二氧化钛介孔球其具体步骤是以有序的二氧化硒小球为模板,将模板侵湿在甲基丙烯酸甲酯溶液中,利用HF溶液将内部将二氧化硒小球刻蚀,剩下的聚甲基丙烯酸甲酯的网眼,再将聚甲基丙烯酸甲酯的网眼侵湿在含钛前驱体中,最后将所得的产物在400摄氏度的空气中煅烧就可以得到二氧化钛介孔小球[5]。利用模板法合成二氧化钛材料,最后一步都是对模板剂的除去,利用煅烧法除去模板剂,有利于结晶性的提高,但是不利于最后的材料成型,而利用化学溶剂进行除剂,会造成材料结构发生变化,从而使样品受到污染。
2.1.3溶剂热法溶剂热法既能克服水热法水解过快的缺点,也能克服模板法除去模板剂的复杂等缺陷,一般使用的溶剂主要有单一溶剂和混合溶剂两种,在利用溶剂热法的时候,一般是将一种或几种的前驱体溶解在有机溶剂中,虽然这种方法相对简单易于控制,但是前驱体在有机溶剂中的形式却不是很乐观。
2.2纳米二氧化钛掺杂方法分析二氧化钛是紫外线光响应的光催化剂,所以二氧化钛对可见光的吸收相对较弱,因此制造光催化剂就变得尤为重要。目前使用较多的是对二氧化钛材料进行掺杂,包括金属掺杂和非金属掺杂、共掺杂以及贵金属负载等,利用这种方法可以得到结晶性好、电子-空穴复合率低和具有可见光响应的二氧化钛。因此利用不同的合成方法,可以得到不同形貌的二氧化钛的材料,如纳米球、纳米管、纳米线以及三维的微球结构等新材料。这些新的材料被应用到了太阳能电池和锂离子电池、生物技术、污水处理等方面,并且取得了良好的经济和社会效益[6]。
2.2.1金属掺杂对二氧化钛进行金属掺杂,同样可以达到减小带隙宽度的目的。在金属掺杂的试验中,掺杂后可以改进纳米晶体在非极性溶剂中的溶解度和分散性,使得二氧化钛的材料的精密度进一步提高,使得分解出的纳米材料更好的被应用到航空和航天类高精密度的行业中。
2.2.2非金属掺杂因为二氧化钛具有较大的带隙能,对可见光的反应较差,因此可以通过二氧化钛的非金属掺杂,让非金属元素参与到二氧化钛的导带的杂化中,从而可以有效的解决导带和价带之间的能量差,最终研制出可见光感应的催化剂。
2.2.3共掺杂对二氧化钛进行单一元素的掺杂,只能在一定程度上增大二氧化钛的价带能或者减小其导带能,从而减小二氧化钛的带隙宽度,最后将其改性为可见光感应的催化剂,然后,可以同时对二氧化钛价带和导带能进行处理,使二氧化钛价带能级顶部增大,同时使其导带能级底部降低,所以,对二氧化钛进行多种元素共掺杂的研究和探索就出现了。对二氧化钛材料进行共掺杂的研究在不断更新,可以进一步归纳为:金属-金属共掺杂,金属-非金属共掺杂以及非金属-非金属掺杂[7]。
3介孔二氧化钛的应用方向
近几年来,我国加大了对二氧化钛技术的研究力度,介孔二氧化钛纳米材料得到了广泛的应用和普及,渐渐影响了人们的日常生活和工作,强力推动了相关产业的发展步伐,其中面积体积大,孔分布广且均匀是二氧化硅纳米材料最为突出的特性,在这种研究背景下,相关的工作人员进行了大范围的研究活动,并生产出了依附离子、锂离子及太阳能电池,光催化剂等专业应用技术。
3.1光催化剂光催化剂主要的应用原理是电子空穴对,良好的量子运作效率和完全无毒无害是它的主要特点,由于二氧化钛具有比较高的稳定性,针对这种物理化学特性,利用相关光子的激发,成为电子,在这个过程中当催化剂被来自光子的能量进行大幅度吸收时,充分利用这一部分的能量大于间隙的空间,用强光照射半导体,从而刺激其产生电子空穴对现象。这种过程的主要目的是可以自主自发的与表面吸附的物体发生还原氧化反应,这种技术经常被应用在杀菌或者是杀毒方面。经过现代专业的专家学者相关研究发现,二氧化钛材料经过相关的金属掺杂技术的应用和实践,将大幅度影响可见光性的二氧化硅化学反应。
3.2太阳能电池技术现阶段,很多的介口二氧化硅纳米材料在光敏性的太阳能电池方向得到了广泛地应用,这一部分得到了很多专家学者的关注,首先在光敏性太阳能材料的选择上,更大的体表面积和节能上面具有有序性是其考虑选择的前提条件,它的主要发展技术最大程度上将太阳的光能转为电能,二氧化硅材料的好坏将直接影响其转化率的高低,也决定了太阳能电池技术的整体水平,目前在这种应用中,具有相互性和连通性的介孔二氧化硅薄膜最为人们普遍使用。在我国青海和宁夏等地区,利用太阳能光进行发电,全面服务于人们的生活和工作中,保证了发电的质量和效率,太阳能电池技术不仅仅反映了中国科学的进步,还推动了整体二氧化钛纳米技术的发展步伐,为实现中国能源的可持续发展提高根本动力[8]。
3.3锂离子电池技术由于介口二氧化硅纳米材料的自身特色,锂离子电池技术应运而生,首先这种技术具有体积小,容量大的特点,具有比较低的毒性,因此被广泛的应用和普及,这种锂离子电池技术成本小,效率高,在生产过程中简单安全,经过大量的用户使用,获得了普遍的好评,在制作过程中可以根据自身要求来进行电压设计,制成各种容器。
3.4离子吸附介口二氧化硅材料近几年被专注于我国的脏污水处理方面,主要是将介口二氧化硅的化学物质与其他化合物发生反应,将水中的化合物进行吸附交换,从而将脏水中的砷化合物进行处理,最终达到离子吸附清洁的目的。
4介孔二氧化钛应用研究展望
通过以上具体的研究我们可以看出,介孔二氧化钛纳米材料在我国得到了快速的发展和广泛的应用,介孔二氧化钛纳米材料通过相关过程的掺杂,以及合成得到了深度的研究,从传统意义上来说,模板法、凝胶溶胶、溶剂、水热法等等,是其主要采用的合成方法,采用的合成方法不同导致二氧化钛最终表现的面貌不同。通过二氧化钛材料自身的性能因素,我们可以看出,国内的研究产物主要应用为锂离子电池,有无有害物质处理,太阳能电池,和光催化剂等等,在人们的生活和工作的方方面面都有不同程度的影响,将这些技术得以深度的研究和开发,最终对社会经济和科学文化的进步有积极的促进作用。其次,二氧化钛纳米技术在人们的医学和建筑方面都有一定的造诣。例如,先进的介孔二氧化钛纳米技术对人类移植血管,支架血管,和人造器官方面具有良好的应用,可以在一定程度上阻碍增殖细胞的发生,最后介孔二氧化钛可以应用于光催化和消灭细菌的技术之中,在一定程度上减少了室内材料危险的发生,保证了安全性,其次,介口二氧化钛纳米技术在生物和保护生态方面发挥着积极的作用。国内相关纳米技术研究者认为,对纳米材料展开研究,就一定要将纳米材料的表征研究和纳米材料的制备科学放在首先考虑的前提。作为物理问题,对制备科学本身的概念以及流程应该进行深入的研究,对于制备材料中出现的科学问题应注意及时的进行解决和总结。
5结论
【关键词】纳米技术;脑靶向;血脑屏障
【中图分类号】R944.9 【文献标识码】A 【文章编号】1004―7484(2013)10―0057―02
近年来,中枢神经系统病灶引起的疾病的越来越多,例如脑肿瘤、老年痴呆、帕金森综合症等。药物在治疗脑部疾病方面发挥着越来越重要的作用,但诊断和治疗一直都缺乏安全有效的治疗药物。原因主要有以下三点:首先,血脑屏障(blood-brain barrier, BBB)的存在限制了中枢神经系统的通透性,使亲水性、大分子和极性强(如多肽类、神经生长因子、多数抗生素等)的药物难以透过BBB;第二,亲脂性、小分子和极性小的药物即使进入了BBB,但BBB内特殊的酶系统会将药物迅速代谢失活,同时其高特异性的外排机制(如P-糖蛋白、MOAT等)将许多脂溶性物质外排至血液中,因而药物的药理活性降低;第三,脑内的细胞极其多样,神经元对各种损伤及其敏感,且几乎不存在再生功能,损伤后往往难以自愈。
因此研究发展脑部的靶向给药系统,以提高脑内药物浓度和降低毒副作用,具有十分重要的意义。纳米技术以其独有的特点成为脑靶向研究的重中之重。研究表明,脑靶向纳米递释系统能携带药物通过BBB,产生中枢神经系统作用; 纳米递释系统目前正成为药物传递系统基础研究与应用研究的重要领域。本文综述了纳米技术在脑靶向给药系统中的应用,为其深入研究和开发提供参考。
1 脑靶向纳米给药的生理特点
脑是人体最精密的器官之一,在长期的进化过程中形成了独特有效的保护机制。它可将有毒、无效的物质隔离在脑组织外,但同时也使许多药物难进入脑内发挥治疗作用。BBB是一层将脑组织和血液系统分隔开的物理屏障,BBB的存在对大脑形成了有效的保护,将脑内有害或过剩物质排出体外,保持脑的内环境稳定,保障了脑的正常功能,对中枢神经系统起到保护作用。但同时也阻碍了许多有价值的药物进入脑部病灶区域。BBB是一个介于血液与脑以及脊髓之间、通透性较低、有选择性通过能力的动态界面(dynamic in-terface),现代研究认为其结构分为三部分:内层为脑毛细血管内皮细胞及其之间的紧密连接,中间为基膜和周细胞,外层为星形胶质细胞和细胞外基质。BBB毛细血管内皮细胞间的紧密连接处,细胞彼此间互相重迭,形成一完整的带,围绕着整个毛细血管壁,相邻内皮细胞间有10~20 nm间隙。这种紧密连接和如此狭窄的间隙限制了蛋白质分子、某些药物分子和离子的通过,形成了一道有形或无形的屏障。由于血脑屏障的存在,大多数常规制剂中的药物难以进入脑部,影响脑部疾病的诊疗效果,利用纳米微粒作为载药系统可以使药物穿透血脑屏障。将大分子药物制成纳米粒,可增大中枢神经系统中药物浓度及延长药效,增加了对脑内病灶的靶向性。
2 脑靶向纳米给药系统的研究进展
2.1 脑靶向纳米脂质体
脂质体(Liposome)是类脂质材料分散在水中形成的一种双分子结构,其内部为闭合水相囊泡。根据脂质体包含脂质双分子层的层数,分为粒径20~80nm的小单室脂质体(Single unilamellar vesicles, SUV)、粒径100~1000nm的大单室脂质体(Large unilamellar vesicles, LUV)和 粒径1~5μm的多室脂质体(Munilamellar vesicles, MLV)。脂质体为包裹水溶性或脂溶性药物的磷脂双层小囊(50~100 nm),通过延缓药物代谢和清除,降低药物分布体积,有选择性地增加药物在预期作用部位的浓度而提高治疗指数,并提供持续性的药物释放。脂质体能保护药物避免其在血浆中降解、绕开外排转运蛋白(如P-gp)从而利于药物靶向入脑,显著增加脑内药物浓度,广泛用于脑部药物传递的研究[1]。
赵浩[2]通过不同比例的配比进行筛选优化,测定免疫脂质体的包封率和抗体偶联率,得出最佳比例为磷脂-胆固醇为1∶1,脂药比为100∶1,油相种类为二氯甲烷,油水比例为4∶1,旋转蒸发温度为30 ℃,超声温度为10℃,超声时间为5 min,并且加入10%的海藻糖作为稳定剂,得到脂质体的包封率为87.24 %,抗体偶联率为69 %,将药物小分子包裹在脂质体中,通过PEG长臂与血脑屏障转运载体连接,经由载体转导将药物送至脑中。将免疫脂质体通过尾静脉注射到大鼠体内,通过脑组织及周围组织的组织化学染色,证实了通过这一途径可以使外源基因在脑内表达。
2.2 脑靶向固体脂质体纳米粒
固体脂质体纳米粒(solid lipid nanoparticles, SLN)是以生理相容的脂质体为骨架材料制备,在室温下通常呈现固态,具有聚合物纳米粒物理稳定性高、药物泄露少的优势,又兼有脂质体、乳剂毒性低、能大规模生产的优点。
王东兴[3]以粒径为指标,采用复乳-溶剂挥发制备,通过正交设计对空白SLN的处方工艺进行优化,得到平均粒径在120 nm左右的空白SLN,然后制备雷替曲塞SLN,包封率为27%左右,粒径分布范围较窄,形态较圆整。对雷替曲塞SLN小鼠静脉注射的脑靶向进行了评价,SLN较普通溶液血药浓度和脑组织药物浓度都高,脑靶向作用明显。
黄煜伦[4]采用薄膜分散法制备成了雷公藤红素SLN,包封率为71.67%,载药率为2.19±0.12%, 平均粒径为128.1 nm。对小鼠进行腹腔注射雷公藤红素SLN,收集全血,处理后进行LC-MS/MS分析,结果表明雷公藤红素SLN较其裸药Cmax、AUC有显著提高,而MRT和t1/2显著延长,体内结果显示其具有良好的脑靶向性。
2.3 脑靶向纳米粒
纳米粒(nanoparticle, NP)又称毫微粒,是大小在10 ~ 1000 nm之间的固态胶体颗粒,用于运载药物的NP通常是一些高聚化合物,能够与药物交联、吸附,并携带其通过各种细胞膜,甚至血脑屏障。一旦NP到达了靶组织,药物就会通过解离、扩散或NP降解等几种方式被释放到组织中,并且通过调整载体材料种类或配比,可以调节药物的释放速度,制备出具有缓释特性的载药纳米粒。
王同力[5]以聚乳酸/羚基乙酸共聚物(PLGA)为载体,采用超声乳化溶剂-挥发法制备Tf-BCNU-PLGA纳米粒(卡氮芥),通过鼠C6胶质瘤细胞抑制实验,显示Tf-BCNU-PLGA纳米粒对鼠C6胶质瘤细胞的细胞抑制率优于等量的游离药物、没有转铁蛋白修饰的载药纳米粒,具有良好的缓释和抑瘤作用。
徐越[6]等优选可降解的高分子材料a-氰基丙烯酸正丁酯(butyleyano acrylate BCA)为制备NP的载体,采用界面聚合法,反义寡核苷酸(ASODN)为模药,通过优化工艺,包裹制备载药纳米粒 (ASODN in NP) 将其转染C6脑胶质瘤细胞,观察发现通过BCA包裹制备的ASODN in NP,在ASOND相对终浓度5-10μmol/L时,良好的C6细胞生长情况就开始受到抑制,增殖减慢,凋亡增多,其效应优于 FREE ASODN和ASODN-NP组,在ASODN相对终浓度10-15μmol/L时表现出较强的抑制效应,且随浓度的增加增殖活力进一步降低,对C6细胞增殖率的剂量依赖性降低趋势显著优于其他组,可使ASODN能更有效的发挥对胶质瘤细胞的抑制效应。
2.4 脑靶向微乳
微乳的重要特点是使原本互不相容的油和水在表面活性剂作用下形成各向同性的热力学稳定体系。微乳不仅对难溶性药物有较强的增溶能力、促进药物的吸收以及显著提高药物的生物利用度,而且微乳经静脉注射能增加BBB通透性,提高脑内药物浓度。
胡海燕[7]等采用高压均质制备聚氧乙烯蓖麻油Cremophor EL 微乳,粒径为20 ~ 50 nm以其作为载体制备喷昔洛韦微乳,对该微乳尾静脉注射小鼠通过体内分析可知,与溶液组相比,微乳组在脑的曲线下面积(AUC)增加了1.6~2.1倍,相对靶向指数达到80%,而肾中蓄积降低。该微乳提高BBB通透性可能是由于吸附ApoE,经受体介导的内吞作用被脑毛细血管内皮细胞吸收。Cremophor EL 微乳提高血脑屏障的通透性提高提高喷昔洛韦脑内分布。
姚静[8]等用透明质酸壳聚糖修饰Cremophor EL微乳,增加其表面亲水性,进一步提高伊文思蓝的脑内浓度,脑趋向性明显优于普通微乳组,还降低了肝、肾的分布,原因是其黏弹性,可抑制巨噬细胞的吞噬,延长体内循环时间,有助于药物向脑内分布。
3 总结
由于血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)的存在,98%小分子化合物和几乎所有大分子难以渗透进入脑病变部位,限制了对脑病的治疗。纳米技术的发展为中枢神经系统疾病的治疗提供了一种新的方法, 其本身的优良特性不仅能增加药物脑内浓度,而且能延长药物脑内滞留时间。但也存在一些亟待解决的问题,如纳米粒被细胞内吞后可能具有的细胞毒性;载药纳米粒通过BBB后,药物释放的速度不易控制;纳米粒作为载体用于基因治疗时,由于转染方法和操作步骤还不成熟,需要运载的核苷酸片段的包载率和转染率都较低;此外,目前在组织相容性、安全性及质量控制等方面还存在不少问题,距临床实际应用仍有较大的距离。这需要生物化学、细胞分子生物学、药剂学、药理学和材料学等多学科研究人员的共同努力和合作。相信随着人们对BBB转运机制认识的深入、体外BBB模型的不断完善以及新材料的开发,纳米载体系统在脑靶向治疗方面将具有更广阔的前景,产生巨大的理论意义和社会经济效益。
参考文献:
[1] Pardridge W M. Drug targeting to the brain[J]. Pharm Res, 2007, 24(9): 1733-1744.
[2] 赵浩, 王任直, 王菲, 等. 脑靶向基因转运免疫脂质体的制备[J]. 药学学报, 2009, 44(11): 1-6.
[3] 王东兴. 抗肿瘤药雷替曲塞的脑靶向给药系统研究[D]. 中国人民军事医学科学院, 2005.
[4] 黄煜伦.雷公藤红素纳米脂质体的制备及抗胶质瘤的实验研究[D]. 苏州大学.2009.
[5] 王同力. Tf-BCNU-PLGA纳米粒制备及其对鼠C6胶质瘤细胞作用的实验研究[D]. 军区进修学院, 2010.
[6] 徐越, 柯以锉, 黄乐松, 等. 包裹反义寡核苷酸的BCA纳米粒抑制C6脑胶质瘤细胞生长的实验研究[J]. 中华神经医学杂志, 2008, 7(6): 541-545.
烤瓷牙技术从19世纪中期开始应用于临床,它具有质硬、耐磨、表面光滑、色泽好,化学性能稳定,不溶于唾液和生物相溶性好等优点,在我国近十多年来广泛的运用于临床各类牙体、牙列缺损修复[1]。为了满足广大口腔患者不断提升的口腔美观和健康要求,纳米技术运用于口腔修复又是一大实用性创造,它具有表里如一的光滑,与自然牙齿最为接近的硬度及较高的韧性不易崩瓷色泽自然美观等特性,深受广大患者欢迎,长春市口腔医院从2004年开展引进应用纳米生物烤瓷来替代普通瓷粉修复牙体牙列缺损,现总结如下。
1 临床资料
1.1 一般资料 本组为2004年至2008年所做的92例病例,其中女64例,男28例,患者年龄最大65岁,最小18岁,但是最多为25~55岁,共66例,占总数的71.7%,女性患者多集中在25~65岁,共18例;男性患者多集中于18~49岁,共8例。在治疗过程中一共修复制作了415颗纳米烤瓷牙,其中前牙缺失253颗,后牙缺失162颗,因龋坏缺失223颗,因外伤缺失120颗,因牙周病缺失58颗,其他原因14颗。145颗纳米烤瓷冠中,内冠材料金铂39件,镍铬合金内冠220件,镍铬内冠镀金136件,金沉积内冠20件。
1.2 临床操作
1.2.1 材料 硅橡胶印模材、超硬石膏、自凝塑料、个齿托盘、牙龈收缩线。
1.2.2 方法 纳米烤瓷管牙体制备要求与普通烤瓷技术要求基本相同,常规方法完成唇(颊)舌面、邻面及颌面的牙体预备。根据不同材质内冠的备牙要求,尽可能光滑无倒凹,颈部肩台预备先选用与龈沟宽度一致的牙线,浸血管收缩剂(肾上腺素)压在龈沟内,顺序从一侧压倒另一侧,直至整个龈沟为牙线所充满,减去多余部分,此时可见龈缘变白,牙龈退至已备置的肩台下0.3~0.5 mm,待牙龈退缩后,开始龈下肩台制备。基牙预备完成后,暂不取下牙线,先取印模灌制石膏模型,在等待石膏硬固这段时间内可以做临时冠,用做好的临时冠顶住牙线,待石膏模型硬固后在模型的基牙上烫0.3~0.5 mm厚的蜡(近颈缘1 mm不加蜡),然后涂分离剂,调自凝缩料制作个齿托盘,待塑料硬固后取下,用热水冲洗个齿托盘内的余蜡,取印模时,先在个齿托盘中装入印模材,将个齿托盘就位,再用全牙列托盘取全牙列印模,取模时注意吹干牙体表面污物、血液等,用超硬石膏灌注工作印模,送加工所制作完成,临床初戴调磨后,用羧酸锌水门汀粘固剂粘固即可,待粘固剂凝固后去除多余部分,修复完成。
1.2.3 评价标准 成功:患者无不适自述,牙龈色泽形态正常,修复体完好,色泽自然,无松动脱落现象,无食物嵌塞,无对颌牙磨耗过快,无牙本质敏感症状失败:修复体松动、脱落,烤瓷崩瓷。
1.3 结果 全部修复体在调磨试戴过程中明显感到瓷层的硬度接近牙釉质,碎屑细腻,调磨面光滑表里如一,瓷层内无气泡,可直接抛光呈上釉样的效果,全部烤瓷冠仿真美学效果极佳,层次感、色泽度近似天然牙。在修复后1~4年的跟踪观察中, 405件成功,10件失败,其中4件发现有轻度牙龈炎症,2件是邻面有悬突,另2件是因备牙时过度侵犯生物学宽度造成,4件镍铬合金烤瓷内冠修复牙龈颈缘有黑线,2件为聚合角度过大,基牙牙冠过小,固位力不足造成的烤瓷冠脱落。
2 讨论
纳米(nm)是一种几何尺度的度量单位,相当于百万分之一毫米或亿分之一米。纳米材料则是指晶粒尺寸小于100 nm的单晶体或多晶体。物质经加工成纳米尺度后实现了表面积的放大效应,从而具有独特的小尺度效应和表面效应,因而表现出许多新的特性和功能。在纳米尺度上对物质进行加工和处理的技术称纳米技术。
纳米烤瓷牙适合那些牙冠折断,龋齿损坏严重,补后易脱落,还有牙齿颜色异常,少数牙齿缺失或者合并较严重的珐琅质牙釉质缺损等都可以应用。纳米烤瓷牙可满足最高的美学效果,稳定的光动力效果,在适应范围内表现了与常用合金杰出的金瓷结合力,安全简单的烧结程序无需长时间冷却,合理的三层堆筑法能够容易达到颜色再现(遮色层/体瓷/切端瓷)容易应用,优秀的操作性能,杰出的烧结稳定性,纳米白榴石微观结构,具有烧结稳定的欧珀效果,晶体的大小在纳米单位范围(1um
烤瓷材料已广泛应用于临床,但是瓷崩裂是临床经常造成金瓷修复体失败的原因之一,也是临床修复工作中的一大难题。金属基底和瓷层中出现的各类缺陷,咬合设计不当均可导致瓷崩裂发生。其中瓷层缺陷是主要原因之一,应用纳米级瓷粉可大大减少瓷层内的缺陷减少瓷崩裂,经过四年的临床观察92例415颗修复体中未出现崩瓷裂瓷及隐裂,这与该瓷粉纳米微观结构有关这种结构大大提高了瓷层的机械强度和物理性能。
由于采用了纳米生物烤瓷牙,戴出的烤瓷牙非常光滑均匀有效抑制了牙菌斑的生成,与传统烤瓷牙区别在于,不是依靠釉质层来封闭内部的不光滑裂隙的表面,纳米烤瓷牙即使表面的釉质磨除,仍然是光滑无裂隙的表面,在口腔内行使咀嚼功能时,不损伤对颌牙,从而保护了对颌牙,与自然牙齿最为接近的硬度及较高的韧性,在口内可进行高度抛光,不易崩裂,大大延长了烤瓷牙的使用寿命。我们对修复后的患者进行了四年多的随访,患者反映良好,是目前可以应用推广的新型烤瓷材料。
参 考 文 献