引言  

“纳米技术是原子和分子尺度上的物质处理，以创造具有显着变化和新特性的材料，是一个快速发展的研究领域，在医疗保健，建筑和电子等众多领域具有巨大潜力。在医学领域，它有望彻底改变药物输送，基因治疗，诊断以及许多研究，开发和临床应用领域。”

什么是纳米技术

前缀“纳米”源自古希腊语中的“矮人”。在科学中它意味着十亿分之一（10到负9）的东西，因此纳米（nm）是十亿分之一米，或0.000000001米。纳米大约三到五个原子宽，或者比人类头发的厚度小约40,000倍。病毒的大小通常为100nm。在医学中操作纳米级结构和性质的能力就像拥有一个亚微观实验室工作台，可以使用一系列微型工具，机器人和管子处理细胞成分，病毒或DNA片段。

检查与操纵DNA

涉及操纵个体基因或影响其表达的分子途径的治疗正越来越多地被作为治疗疾病的选择进行研究。该领域中一个备受追捧的目标是根据个体患者的基因构成定制治疗的能力。这就需要有助于科学试验和开发此类治疗方法的工具。例如，能够像一条面条一样拉伸一段DNA，这样你就可以检查或操作它，或者建造可以“行走”并在细胞成分内进行修复的纳米机器人。澳大利亚国立大学的科学家设法将涂覆的乳胶珠附着到修饰DNA的末端，然后使用包含聚焦光束的“光阱”将珠子保持在适当的位置，他们已经扩展了DNA 以研究特异性结合蛋白的相互作用。

纳米机器人

与此同时，纽约大学的化学家们用DNA片段创造了一个纳米级机器人，这些片段只有10纳米长的两条腿。在2004年发表在“ 纳米快报 ”杂志上的一篇论文中，他们描述了他们的“纳米跟踪者”如何在补骨脂分子附着在其脚底的帮助下，采取了它的第一个步骤：两个向前和两个向后。

他们设想有可能创造一种分子级生产线，在这种生产线上，你可以将分子移动到正确的位置，而纳米机器人就可以对其进行一些化学反应，就像“点焊“在汽车装配线上，因此希望利用DNA纳米技术制造生物芯片计算机，并了解生物分子如何结晶，这一领域目前充满了挑战。

由其他材料制成的纳米机器人也在开发中。例如，黄金是用来制造“纳米星”的材料，这种纳米星是一种简单，专业的星形纳米粒子，可以直接将药物输送到癌细胞的细胞核。最近在ACS Nano杂志上发表的一篇论文他们描述了载药纳米星如何像搭便车一样，在被人宫颈癌和卵巢癌细胞表面过度表达的蛋白吸引后，将其有效载荷沉积到这些细胞的细胞核中。

研究人员发现，给纳米机器人提供星形的形状有助于克服使用纳米粒子输送药物的难点在于如何精确释放药物。他们说这种形状有助于集中用于在星星点精确释放药物的光脉冲。

纳米纤维

纳米纤维是直径小于1,000nm的纤维。医疗应用包括用于伤口敷料和外科纺织品的特殊材料，用于植入物的材料，组织工程和人造器官组件。由碳制成的纳米纤维也有望用于医学成像和精确的科学测量工具。但是要克服的一个主要问题是如何使它们始终保持正确的尺寸，而且整个过程昂贵且耗时。

镍纳米粒子特别有趣，因为在高温下它们有助于生长碳纳米纤维。研究人员还发现，使用这些纳米粒子还有另一个好处，它们可以定义纳米纤维的生长位置，通过正确放置纳米粒子，它们可以以所需的特定模式生长纳米纤维：这是有用的纳米级材料的重要特征。

铅是另一种被用作纳米纤维的物质，是一种合成聚合物，包含单股纳米纤维，开发用于修复脑和脊髓损伤，它也可用于修复疝气，瘘管和其他损伤。目前，用于修复覆盖大脑和脊髓的保护膜的外科网由厚而硬的材料制成。铅纳米纤维网更薄，更柔韧，更容易与身体自身组织融为一体。纳米纤维网的每个线都比单个细胞的直径小数千倍。我们的想法是使用纳米纤维材料不仅可以使外科医生更容易进行操作，而且患者的术后并发症也更少，因为它会随着时间的推移自然分解。

纳米材料的未来与关注点

近年来，研究数量激增，显示纳米技术和纳米材料的医学应用种类繁多。我们只是瞥见了这个广阔领域的一个小横截面。然而，在整个范围内，存在相当大的挑战，其中最大的挑战似乎是如何扩大材料和工具的生产，以及如何降低成本和时间尺度。但另一个挑战是如何快速确保公众对这种快速发展的技术安全的信心。到目前为止，尚不清楚这是否正在完成。

有些人表示对纳米技术的担忧可能过分夸大了。他们指出这样一个事实，即仅仅因为一种材料是纳米尺寸的，它并不意味着它是危险的，例如，自地球诞生以来，纳米粒子就已存在，例如天然存在于火山灰和海浪中。作为人类活动的副产品，它们自石器时代以来一直存在，烟雾和煤烟。

或许在食品领域，我们已经看到了商业层面上纳米材料的最大应用。虽然含有纳米材料的食品数量仍然很少，但随着技术的发展，未来几年似乎会发生变化。纳米材料已被用于降低脂肪和糖的含量而不改变味道，或改善包装以保持食物更新鲜，或告诉消费者食物是否变质。它们还被用于增加营养素的生物利用度（例如在食品补充剂中）。

但是，也有一些有关方面强调，虽然研究速度加快，纳米材料市场扩大，但似乎还不足以发现它们的毒理学后果。另一个是纳米材料的溶解性和持久性。例如，不溶性纳米粒子会发生什么？如果它们不能被分解，消化或退化，它们是否会积聚并损坏器官？包含无机金属氧化物和金属的纳米材料被认为是最可能在该区域中存在风险的纳米材料。