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優(yōu)勢和特點
1)親和力高、特異性強。適配體與靶標(biāo)之間,憑借彼此互補的三維結(jié)構(gòu),相互作用后形成牢固穩(wěn)定的復(fù)合物,其解離常數(shù)通常能達(dá)到pmol/L~nmol/L的水平,并且能分辨出靶標(biāo)結(jié)構(gòu)上細(xì)微的差別。
2)庫容量大,識別范圍廣泛。SELEX技術(shù)的靶標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于經(jīng)典的抗原抗體結(jié)合反應(yīng),除了有蛋白質(zhì)、核苷酸分子外,還可以是糖類、氨基酸、維生素、抗生素、金屬離子、有機(jī)染料,甚至可以是細(xì)菌、病毒、寄生蟲等完整的細(xì)胞或組織,幾乎囊括了自然界中的全部物質(zhì)。
3)合成容易,獲得方便,易于修飾。適配體的體積比傳統(tǒng)抗體小,篩選過程簡便、周期短,對實驗室的要求不高,并具備自動化控制的巨大潛力。經(jīng)過化學(xué)合成和修飾以后可保持原生物活性不變,還可以增強其穩(wěn)定性并增加其他新的化學(xué)性質(zhì),參加多類反應(yīng)。標(biāo)記了熒光、生物素和納米金顆粒之后,發(fā)展出了諸如分子成像技術(shù)等疾病診斷新方法。
4)重復(fù)性好,純度高。整個篩選和制備的過程在人為控制之下,所得到的適配體幾乎沒有生產(chǎn)批次之間的差異,便于日后的大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。的化學(xué)性質(zhì)更穩(wěn)定,不易降解,對溫度不敏感,保存時間長,即使變形也能在很短的時間內(nèi)復(fù)性,利于室溫下運輸。
5)分子量小、穩(wěn)定性高。相對于抗體或酶,適配體的化學(xué)性質(zhì)更穩(wěn)定,不易降解,對溫度不敏感,保存時間長,即使變形也能在很短的時間內(nèi)復(fù)性,利于室溫下運輸。
6)應(yīng)用便捷。SELEX技術(shù)所獲得的適配體又被稱作是核酸型抗體,其優(yōu)于傳統(tǒng)抗體的性質(zhì)是沒有免疫原性,因此便能獲得一些低免疫原性甚至無免疫原性靶分子的適配體。并且還省去了傳統(tǒng)抗體制備過程中的動物實驗,而直接從體外文庫中獲取。而且適配體更容易通過細(xì)胞膜,并且沒有毒性,利于檢測細(xì)胞內(nèi)的靶分子和實現(xiàn)多層次的調(diào)控,并能較快地被機(jī)體清除代謝掉,經(jīng)過特定的化學(xué)修飾后,還可使半衰期延長,穩(wěn)定性提高,便于科學(xué)研究和疾病診治。
2SELEX技術(shù)的發(fā)展
目前SELEX技術(shù)出現(xiàn)了一些新的篩選方法,越來越多的與各種標(biāo)靶相對應(yīng)的適配體被篩選出來。如毛細(xì)管電泳法、硝酸纖維素膜過濾法、磁珠分離法、親和色譜法、Non-SELEX技術(shù)、無引物PCR-SELEX技術(shù)、微流體SELEX技術(shù)、生物芯片SELEX技術(shù)、原子力顯微鏡等各種新的模式也被應(yīng)用到適配體的篩選中。同時還出現(xiàn)了SELEX技術(shù)與定量PCR,SEL-EX技術(shù)與流式細(xì)胞儀、SELEX技術(shù)與ELISA的聯(lián)合應(yīng)用,更是極大的提升了篩選的效率和準(zhǔn)確性。
2.1消減SELEX技術(shù)消減
SELEX技術(shù)是一種經(jīng)過改良的SELEX技術(shù)。以完整細(xì)胞為靶標(biāo)的消減SELEX技術(shù),是在篩選過程中以完整的細(xì)胞作為靶標(biāo),并消減掉能與已知或未知的共有靶標(biāo)結(jié)合的配體,經(jīng)過消減后的次級隨機(jī)文庫再投入到特異靶標(biāo)的篩選中。它的意義在于可以實現(xiàn)從兩組高度同源的完整細(xì)胞中,篩選出針對其中一種細(xì)胞的特異性適配體。這項技術(shù)可應(yīng)用于發(fā)現(xiàn)新的腫瘤細(xì)胞識別結(jié)構(gòu),還可進(jìn)一步作為“生物導(dǎo)彈”,獨立完成靶向治療或攜帶藥物,未來將會在腫瘤的治療中發(fā)揮巨大的功效。
2.2自動化SELEX技術(shù)
傳統(tǒng)的SELEX技術(shù)過程需要完成一套重復(fù)繁瑣的操作,使得篩選相對耗時耗力。自動化SELEX技術(shù)的建立可以簡化篩選過程,節(jié)約時間和物品的消耗,實現(xiàn)高通量和限定范圍,達(dá)到同時篩選多個靶分子的效果。自動化SELEX技術(shù)離不開現(xiàn)代分離儀器的配合,后者的發(fā)展推動了前者的進(jìn)步。2001年Cox等使用Biomek2000自動化工作站成功篩選到了溶菌酶的特異性適配體,通過這種自動化篩選平臺,不到2d就完成了12輪的篩選。
2.3導(dǎo)向SELEX技術(shù)
適配體的特異性是整個SELEX技術(shù)的核心所在,為了提高適配體的特異性和穩(wěn)定性,可將已知的能與靶標(biāo)非特異結(jié)合的分子摻入到文庫中或預(yù)先與靶標(biāo)進(jìn)行混合后再篩選,這樣可獲得只與靶標(biāo)特異結(jié)合的適配體。2002年Hamm等將此技術(shù)與抗個體基因型的方法聯(lián)合運用,成功獲得了特定激酶抑制劑的特異性RNA適配體。Martell運用特殊的導(dǎo)向SELEX技術(shù),從隨機(jī)表達(dá)盒雜交文庫中篩選到了能與E2F蛋白具有高親和性的RNA適配體。
3SELEX技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
3.1SELEX技術(shù)在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用
依據(jù)核酸適配體具有與靶物質(zhì)高特異性結(jié)合的能力,可以幫助我們尋找到疾病的發(fā)病機(jī)制。Roulet等提出把SELEX技術(shù)同基因表達(dá)串行分析手段聯(lián)合應(yīng)用,并通過自動化的序列提取工藝,建立轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點的定位模型。通過對轉(zhuǎn)錄因子適配體文庫中的某一序列進(jìn)行測序,可了解該蛋白結(jié)合位點的特異性,探尋一些以前在基因組中從未研究過的結(jié)合位點,掌握在不同的核苷酸位點上非獨立堿基出現(xiàn)的先后順序,為闡明其結(jié)合機(jī)制提供一些線索。Bian-chi等采取SELEX技術(shù)發(fā)現(xiàn),TRF1二聚體在端粒上有兩個相同的識別半位點,它們的距離可以變化,且兩個半位點的順序方向沒有區(qū)別。這為探索端粒長度的調(diào)節(jié)機(jī)制提供了新依據(jù)。
3.2SELEX技術(shù)在疾病診斷中的應(yīng)用
腫瘤細(xì)胞及其標(biāo)志物的早期檢測對于腫瘤的診斷及預(yù)后極為重要,目前已經(jīng)篩選出多種腫瘤的特異性適配體,例如急性髓系白血病的適配體KH1C12、急性淋巴細(xì)胞白血病的適配體sgc8/sgc3/sgd3、惡性膠質(zhì)瘤的適配體GBI-10、Burrkitt淋巴瘤的適配體TD05、非小細(xì)胞肺癌的適配體S1/S11e/S15、小細(xì)胞肺癌的適配體HCA12/HCC03/HCH07/HCH01、乳腺癌的適配體KMF2-1a、結(jié)腸癌的適配體KDED2/KD-ED7/KDED9/KC2D3、小鼠肝癌的適配體TLS9a/TLS11a、卵巢癌的適配體DOV3/DOV4/DOV6。它們可以特異地識別腫瘤細(xì)胞,僅需少量腫瘤細(xì)胞即可實現(xiàn)準(zhǔn)確的鑒別和分型。將適配體與納米顆粒結(jié)合后通過比色檢測,觀察顏色的變化即可判斷有無靶標(biāo)細(xì)胞。這個實驗非常敏感,樣本中的靶細(xì)胞數(shù)超過百個即可檢測出來,還不需要昂貴的檢測設(shè)備和待檢靶標(biāo)的標(biāo)記與修飾。因此,有可能成為常規(guī)篩查活體標(biāo)本中新生腫瘤細(xì)胞的一種新方案。與此同時腫瘤細(xì)胞的分子成像技術(shù)也已經(jīng)問世,它能夠從細(xì)胞水平對生物過程進(jìn)行可視化描述及測量,不僅能定位病灶,觀察某些影響腫瘤細(xì)胞行為的生物過程,還能觀察腫瘤細(xì)胞對藥物的反應(yīng)。Kim等研究將前列腺特異性膜抗原(PSMA)的特異性適配體與金納米材料結(jié)合后,帶有PSMA的前列腺癌細(xì)胞便能夠被特異性地標(biāo)記出來,將其作為造影劑應(yīng)用在前列腺腫瘤的影像學(xué)診斷中,比傳統(tǒng)的造影劑顯像時間更持久,毒副作用更小,應(yīng)用價值更顯著。SELEX技術(shù)還在血液的生化檢查方面,顯示出一定的應(yīng)用前景。用其檢測血液中的某些靶分子,將比傳統(tǒng)方法更特異和高效。腦尿鈉肽(BNP)常被臨床上用來評價急性心力衰竭或急性呼吸窘迫癥患者的病情和預(yù)后。Lin等采用SELEX技術(shù)的原理,篩選到了能與BNP特異結(jié)合的適配體。在微流體試驗?zāi)J较拢粺晒鈽?biāo)記的適配體可以快速測出血液中BNP的濃度,比放射免疫分析法或是免疫分析技術(shù)更精確、更經(jīng)濟(jì)。C反應(yīng)蛋白(CRP)是機(jī)體在應(yīng)激狀態(tài)下生成的一種非特異性的急性時相反應(yīng)蛋白,CRP與冠狀動脈粥樣硬化、心肌梗死等心血管疾病具相關(guān)性。Bini等開發(fā)出了一種帶有光化學(xué)性質(zhì)的CRP特異性適配體,當(dāng)血液中的CRP濃度超0.005mg/L時就能被檢測出來,敏感度非常高。這一成果為新型CRP診斷試劑的研制奠定了基礎(chǔ)。SELEX技術(shù)還被應(yīng)用在病原微生物的檢測,其能克服傳統(tǒng)檢測方法在特異性和敏感性上的缺陷,為新型檢測試劑盒的開發(fā)提供有力支持。例如結(jié)合分支桿菌的特異性適配體CSRI2.11檢測過程比傳統(tǒng)的培養(yǎng)鑒定法更省時更敏感;丙型肝炎病毒的適配體ZE2可結(jié)合酶聯(lián)免疫吸附試驗實現(xiàn)丙型肝炎的早期篩查,不受抗體檢測時窗口期的制約;瘧原蟲乳酸脫氫酶的適配體PL1在臨床實踐中,可以很好的區(qū)分患者是否感染了出間日瘧原蟲或惡性瘧原蟲。
3.3SELEX技術(shù)在疾病治療中的應(yīng)用
SELEX技術(shù)在疾病治療中的功效越來越來受到人們的重視。適配體在體內(nèi)與靶分子結(jié)合,理論上可以對靶分子的生理功能和代謝過程產(chǎn)生影響,靶分子也會因此發(fā)生信號傳導(dǎo)的改變甚至喪失原本的功能,直接或間接阻斷疾病發(fā)生進(jìn)程。以此開發(fā)的靶蛋白功能阻斷劑,日益顯示出其巨大的潛力。全球首個適配體藥物是2004年由美國食品和藥物管理局批準(zhǔn)上市的哌加他尼鈉,可用來治療老年性黃斑變性。SELEX技術(shù)在凝血系統(tǒng)疾病的治療上具有一定的意義,已找到了可用作抗凝血和抗血栓藥物的適配體REG-1,其結(jié)合的位點是凝血酶的肝素結(jié)合位點以及纖維蛋白原結(jié)合位點。在治療免疫系統(tǒng)疾病方面,也已獲得了具有藥物開發(fā)潛力的特異性適配體,如可用來拮抗自身抗體已達(dá)到治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡的適配體,還有能刺激T細(xì)胞釋放的4-1BB的適配體。對于腫瘤的治療,基于SELEX技術(shù)研制的適配體藥物更是走在前列,進(jìn)入到了臨床試驗階段。如對實體瘤和復(fù)發(fā)性急性髓樣白血病有良好療效的AS1411,更出現(xiàn)了連接金納米棒的適配體,用作腫瘤靶向光熱治療。適配體藥物作為抗病毒藥,也展現(xiàn)出良好的前景,比如用來抑制狂犬病病毒的復(fù)制和干擾艾滋病病毒的體內(nèi)合成。除此以外,核酸適配體還可作為運輸工具,特異性地把藥物運送至靶標(biāo)細(xì)胞或組織達(dá)到定點清除的治療效果,研究比較成熟的有裝載著阿霉素,用來殺傷前列腺癌細(xì)胞的復(fù)合適配體藥物。
4展望
國外遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展已有近40a的歷史,美國和西歐國家發(fā)展速度最快。其通信方式多采用衛(wèi)星通信和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(integratedservicedigi—talnetwork,ISDN),它們在遠(yuǎn)程咨詢、遠(yuǎn)程會診、醫(yī)學(xué)圖像的遠(yuǎn)距離傳輸、遠(yuǎn)程會議和遠(yuǎn)程軍事醫(yī)學(xué)等方面取得了較大進(jìn)展,近年來還采用移動設(shè)備進(jìn)行了遠(yuǎn)程醫(yī)療的研究與應(yīng)用。國內(nèi)遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)技術(shù)起步較晚,但是起點較高,發(fā)展非常迅速。遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)技術(shù)從單一的電視監(jiān)控、電話遠(yuǎn)程會診逐漸發(fā)展為利用衛(wèi)星通信、有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、移動通信設(shè)備等進(jìn)行數(shù)字、圖像、語音的綜合傳輸。我軍依托衛(wèi)星通信設(shè)備建成了“軍隊遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)信息網(wǎng)”,建立了數(shù)百個雙向站點及近百個移動站點,并將放射、超聲、內(nèi)窺鏡、心電圖等輔助診療信息接入遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)系統(tǒng),實現(xiàn)了遠(yuǎn)程醫(yī)療會診、遠(yuǎn)程教學(xué)等遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)信息服務(wù)。地方許多省市在國家衛(wèi)生部門的指導(dǎo)下利用衛(wèi)星、互聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療專用網(wǎng)等通信平臺建立了遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)信息網(wǎng)絡(luò)。
2遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)應(yīng)用模式與實踐效果
2.1發(fā)揮高級醫(yī)學(xué)專家的作用,提高基層醫(yī)院的診治水平遠(yuǎn)程醫(yī)療會診是遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)服務(wù)中應(yīng)用最為廣泛的項目之一l2l。我院利用衛(wèi)星網(wǎng)、軍事綜合網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了與部隊醫(yī)院、干休所以及地方醫(yī)院的聯(lián)網(wǎng)。截止到2013年6月,我院開展遠(yuǎn)程會診、病例討論、教學(xué)查房、網(wǎng)站電子病歷會診2558例次,其中指導(dǎo)臨床診治2356例,占92.10%;解決專科疑難問題1854例,占72.48%;有助于提高網(wǎng)點和下級醫(yī)院醫(yī)療水平2174例,占84.99%;及時解決轉(zhuǎn)院治療235例,占9.19%。由此可見,遠(yuǎn)程醫(yī)療會診指導(dǎo)基層醫(yī)院臨床診治效果明顯,有助于提高基層醫(yī)院醫(yī)療技術(shù)和解決專科疑難水平,為危重疑難病的轉(zhuǎn)院治療開辟了一條快捷的綠色通道。
2.2積極舉辦遠(yuǎn)程教學(xué)講座。擴(kuò)大優(yōu)勢學(xué)科的輻射范圍利用全軍遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng),我院進(jìn)行了臨床醫(yī)師執(zhí)業(yè)技能的遠(yuǎn)程教學(xué)輔導(dǎo),組織我院全軍腎臟病研究所、全軍普通外科研究所等醫(yī)學(xué)專家就本領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展和臨床經(jīng)驗開展遠(yuǎn)程專題講座,在傳播知識和經(jīng)驗的同時擴(kuò)大了我院的影響。護(hù)理部組織不同專業(yè)的護(hù)理人員參加總部開展的護(hù)理新技術(shù)講座,對提高護(hù)理人員的技術(shù)水平起到很大作用。建站以來,共開展了“糖尿病腎病的診斷和治療”、“損傷控制性外科”、“腦血管病防治的挑戰(zhàn)與策略”、“關(guān)注心血管疾病的預(yù)防與個體化危險評估”、“腸內(nèi)營養(yǎng)護(hù)理與進(jìn)展”等4O個醫(yī)學(xué)、護(hù)理專題講座,46名醫(yī)學(xué)和護(hù)理專家遠(yuǎn)程授課,全軍聽課站點共256個,聽課27940人次,受到聽課站點的一致好評。
2.3開展遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)教育轉(zhuǎn)播,提高醫(yī)護(hù)人員的理論水平目前,全軍遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)信息網(wǎng)教學(xué)內(nèi)容主要針對我軍衛(wèi)生工作的特點和特殊需求來設(shè)定,提供現(xiàn)場直播、錄播、轉(zhuǎn)播、遠(yuǎn)程學(xué)術(shù)討論、課程高速下載、網(wǎng)上瀏覽等形式的教育培訓(xùn),對繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育和推廣新技術(shù)發(fā)揮了積極作用。我院定期組織醫(yī)護(hù)技人員收看全軍遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)的專題講座,通過醫(yī)院的閉路電視系統(tǒng),建立了遠(yuǎn)程衛(wèi)星教育頻道,用以轉(zhuǎn)播全軍遠(yuǎn)程教學(xué),效果良好。教學(xué)錄像轉(zhuǎn)存在我院醫(yī)學(xué)信息網(wǎng)上,醫(yī)護(hù)人員可根據(jù)需要自行收看。我們在醫(yī)院網(wǎng)站上公布了遠(yuǎn)程教學(xué)安排表,由訓(xùn)練科下發(fā)遠(yuǎn)程教學(xué)收看的通知。自2003年9月建立雙向衛(wèi)星站點以來,共轉(zhuǎn)播全軍遠(yuǎn)程專題講座1176次,39812人次收看了遠(yuǎn)程講座,加快了全軍醫(yī)學(xué)新技術(shù)和新進(jìn)展在我院的傳播速度和廣度。
2.4探索遠(yuǎn)程醫(yī)療教學(xué)查房模式,提高基層醫(yī)院的醫(yī)療和教學(xué)質(zhì)量遠(yuǎn)程醫(yī)療教學(xué)查房是一種新型的查房手段,有別于面對面查房,l:L~n體檢和詢問病史是通過當(dāng)?shù)蒯t(yī)院的經(jīng)治醫(yī)師來完成。我院利用全軍腎臟病研究所和全軍普通外科研究所的高級專家資源,與211醫(yī)院開展了腎臟科、普通外科遠(yuǎn)程教學(xué)查房。醫(yī)學(xué)專家對該院病例進(jìn)行了詳細(xì)分析,提出診斷意見和治療計劃,對患者的合理用藥、營養(yǎng)支持、手術(shù)方案等進(jìn)行業(yè)務(wù)指導(dǎo)。為提高遠(yuǎn)程查房效果,我們精心組織協(xié)調(diào),將遠(yuǎn)程教學(xué)查房與講學(xué)、專題講座、病例討論相結(jié)合,認(rèn)真做好技術(shù)保障工作,積極預(yù)防醫(yī)療糾紛的發(fā)生}3】。遠(yuǎn)程教學(xué)查房打破了空間與時間的限制,技術(shù)和應(yīng)用13趨成熟,能夠共享醫(yī)學(xué)信息資源,優(yōu)化醫(yī)學(xué)資源配置,使患者享受到高級別的醫(yī)療服務(wù)。
2.5開展機(jī)器人遠(yuǎn)程手術(shù)示教,擴(kuò)大臨床手術(shù)示教的應(yīng)用范圍利用醫(yī)院數(shù)字化手術(shù)示教系統(tǒng),遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)中心將達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)信息通過全軍遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)衛(wèi)星網(wǎng)轉(zhuǎn)播到醫(yī)院以外的場所,讓多地多人同時觀摩手術(shù)實況,實現(xiàn)手術(shù)室內(nèi)外的音視頻交流、手術(shù)示教以及遠(yuǎn)程醫(yī)療會診。我院2011年建立了機(jī)器人遠(yuǎn)程手術(shù)示教系統(tǒng),具有多通道圖像選擇、可視對講、示教過程錄制、遠(yuǎn)程教學(xué)等功能,實時傳輸與交互時圖像清晰、語音清楚,且操作簡便、管理規(guī)范。系統(tǒng)提供了手術(shù)教學(xué)觀摩、專家手術(shù)示教、遠(yuǎn)程手術(shù)教學(xué)轉(zhuǎn)播、遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)技能培訓(xùn)、機(jī)關(guān)領(lǐng)導(dǎo)遠(yuǎn)程巡查等功能,多次配合總后衛(wèi)生部組織的大型會議活動,應(yīng)用效果較好。機(jī)器人遠(yuǎn)程手術(shù)示教系統(tǒng)的建立,充分發(fā)揮了現(xiàn)代教育技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)教學(xué)中的作用,擴(kuò)大了手術(shù)示教資源數(shù)據(jù)的應(yīng)用范圍,成為一種醫(yī)學(xué)生手術(shù)技能培訓(xùn)的教學(xué)資源。
2.6建立遠(yuǎn)程在線考試平臺,開拓醫(yī)學(xué)培訓(xùn)管理模式計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及應(yīng)用為衛(wèi)生系統(tǒng)信息化建設(shè)向深層次開發(fā)應(yīng)用提供了良好的系統(tǒng)平臺和技術(shù)支撐,為醫(yī)務(wù)人員培訓(xùn)帶來了管理、技術(shù)、配需等模式的變革,有效地解決了醫(yī)務(wù)培訓(xùn)和考試模式覆蓋面小、組織難度大、方法單一、效率低下、信息共享程度低等多個瓶頸問題。基于衛(wèi)星通信網(wǎng)與醫(yī)院局域網(wǎng)絡(luò)平臺的全軍遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)培訓(xùn)管理系統(tǒng),最大限度地滿足了衛(wèi)生醫(yī)療系統(tǒng)人員培訓(xùn)快速發(fā)展的需求,遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)考試認(rèn)證模塊主要應(yīng)用于醫(yī)護(hù)人員遠(yuǎn)程繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育和遠(yuǎn)程在線考試,具有方便快捷、實時同步、情景化等特點。在考試系統(tǒng)中,可以查看考試科目、考試場次、考試人員,網(wǎng)管中心收到考試人員信息后,給每位參考人員分配條形碼,參考人員輸入條形碼及密碼后進(jìn)人在線答題,答完題后保存即可。2012--2013年,我院組織150名感染控制相關(guān)人員和野戰(zhàn)醫(yī)療所成員進(jìn)行醫(yī)院感染管理知識、衛(wèi)勤理論知識的在線考試,培訓(xùn)通過率為98%。軍隊遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)培訓(xùn)管理系統(tǒng)在新時期軍隊醫(yī)務(wù)人員的培訓(xùn)和考核中起到了非常重要的作用,在拓展新技術(shù)應(yīng)用及創(chuàng)新培訓(xùn)模式上意義非凡。
3遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)發(fā)展策略與思考
盡管我國的遠(yuǎn)程醫(yī)療已取得初步的成果,但距離發(fā)達(dá)國家技術(shù)水平還有一定差距,在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、操作規(guī)范、政策法規(guī)和實際應(yīng)用等方面還需要不斷完善。
3.1規(guī)范遠(yuǎn)程醫(yī)療會診流程,提高遠(yuǎn)程醫(yī)療會診質(zhì)量病歷資料是遠(yuǎn)程會診專家診斷的客觀依據(jù),全面采集和安全傳輸病歷信息是保證遠(yuǎn)程醫(yī)療質(zhì)量的關(guān)鍵I5l,尤其是影像資料,它是會診專家對疾病作出診斷的重要依據(jù),申請醫(yī)師準(zhǔn)備病歷資料要詳細(xì)、完整、準(zhǔn)確,為會診專家提供可靠有效的患者信息和清晰的影像資料。由于遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一的醫(yī)療規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),各家醫(yī)院規(guī)模不同,使用的遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)不一樣,各地區(qū)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男畔⑼ǖ来嬖诓町悾斐舍t(yī)療信息不能及時有效地共享,實現(xiàn)醫(yī)療單位全方位、多元化聯(lián)網(wǎng)比較困難。受申請方醫(yī)療條件和醫(yī)師技術(shù)水平等因素的影響,部分申請醫(yī)院存在病歷資料準(zhǔn)備不完整、不準(zhǔn)確,遠(yuǎn)程診療信息質(zhì)量不高,影像資料的圖像數(shù)字重建處理后圖像不清、顏色不正等問題,使得會診專家無法做出明確的診斷,易對患者的治療造成影響。因此,要進(jìn)一步建立遠(yuǎn)程醫(yī)療質(zhì)量控制體系,規(guī)范遠(yuǎn)程醫(yī)療會診流程,建立會診資料審核與管理制度,統(tǒng)一遠(yuǎn)程會診病歷形式,完善遠(yuǎn)程病歷資料的采集、傳輸、歸檔、保存工作。
3.2完善遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)相關(guān)法律法規(guī),保障醫(yī)生和患者的權(quán)利隨著網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的迅速發(fā)展,我國已經(jīng)具備遠(yuǎn)程醫(yī)療的基礎(chǔ)條件,遠(yuǎn)程醫(yī)療正向著移動性、實時性、多樣性方向發(fā)展,其法律問題急需立法跟進(jìn)嘲。遠(yuǎn)程醫(yī)療必須在合理的體制與法律法規(guī)保障下運行,才能確保患者安全,保障醫(yī)生和患者的權(quán)益。目前,我國遠(yuǎn)程醫(yī)療法規(guī)體系尚不健全,如遠(yuǎn)程會診醫(yī)師資格的認(rèn)定、醫(yī)療責(zé)任的劃分、保護(hù)患者隱私權(quán)、遠(yuǎn)程醫(yī)療的知情同意、遠(yuǎn)程醫(yī)療中不良后果的處理等問題都亟待解決_7J。此外,遠(yuǎn)程醫(yī)療收費缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和勞務(wù)補償規(guī)定,醫(yī)療專家的技術(shù)價值沒能得到合理的體現(xiàn),不能有效地調(diào)動醫(yī)療專家的積極性。相關(guān)立法部門及衛(wèi)生部應(yīng)盡早出臺遠(yuǎn)程醫(yī)療管理辦法,通過立法或部門規(guī)章的方式,明確遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)的概念、流程、監(jiān)督管理以及法律責(zé)任,規(guī)范遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)行為,保證我國遠(yuǎn)程醫(yī)療持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展。
3.3制定繼續(xù)教育學(xué)分政策,促進(jìn)遠(yuǎn)程繼續(xù)教育持續(xù)發(fā)展遠(yuǎn)程繼續(xù)教育是改善醫(yī)務(wù)人員供需矛盾的有效方式,是為國家和醫(yī)療機(jī)構(gòu)節(jié)約培訓(xùn)費用、時間的創(chuàng)新方法,是提高醫(yī)務(wù)人員醫(yī)療技術(shù)水平的重要手段之一。作為一門新興的交叉學(xué)科,需要進(jìn)一步完善遠(yuǎn)程繼續(xù)教育的內(nèi)容和質(zhì)量,進(jìn)一步強化遠(yuǎn)程教育管理,通過遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)實現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的監(jiān)督,通過嚴(yán)格的考核、認(rèn)證與學(xué)分制度實現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)過程及結(jié)果的管理閻。
3.4加強人才隊伍培養(yǎng),提高從業(yè)人員素質(zhì)遠(yuǎn)程醫(yī)療涉及醫(yī)學(xué)、計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、日常維護(hù)等方面,需要計算機(jī)技術(shù)人員、計算機(jī)應(yīng)用人員、醫(yī)學(xué)專家、管理人員等協(xié)調(diào)配合。目前,大多數(shù)醫(yī)院是由兼職人員進(jìn)行遠(yuǎn)程會診,具有極大的不穩(wěn)定性。在現(xiàn)行的條件下,國家要對遠(yuǎn)程醫(yī)療進(jìn)行改革,對遠(yuǎn)程會診人員實施定編定崗定員,并對其進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn),提高遠(yuǎn)程醫(yī)療業(yè)務(wù)水平,提高計算機(jī)和通訊技術(shù)能力,做好遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)資料規(guī)范化管理,積極研究和解決遠(yuǎn)程醫(yī)療中的各種問題,促進(jìn)遠(yuǎn)程醫(yī)療的不斷發(fā)展。有關(guān)部門要制定具體的會診醫(yī)師醫(yī)療道德規(guī)范和管理辦法,形成一套完整的會診醫(yī)師管理和制約機(jī)制,確保參與會診的專家都是經(jīng)驗豐富、技術(shù)過硬的醫(yī)療人員,保證遠(yuǎn)程醫(yī)療會診及時、有效、安全。
3.5加強野戰(zhàn)化應(yīng)用研究和訓(xùn)練,提高衛(wèi)勤支援保障能力我軍遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)多年,在平時、應(yīng)急和衛(wèi)勤演練中均發(fā)揮了顯著作用,已經(jīng)成為現(xiàn)代衛(wèi)勤支援保障的一種新型模式。通過多年的技術(shù)研究與探索,在遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)信息網(wǎng)的基礎(chǔ)上,我軍研制了由野戰(zhàn)會診車和遠(yuǎn)程醫(yī)療會診箱組構(gòu)成的野戰(zhàn)機(jī)動遠(yuǎn)程醫(yī)療支援系統(tǒng)。今后尚需進(jìn)一步加強復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境中遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)的應(yīng)用研究和訓(xùn)練,不斷完善技術(shù)手段,進(jìn)行設(shè)備和軟件的升級,逐步形成科學(xué)的應(yīng)急機(jī)動遠(yuǎn)程醫(yī)療保障體系,確保在未來野戰(zhàn)或搶險救援環(huán)境中,能夠充分利用遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)手段,提高傷病員救治率,降低死亡率,使遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)支援系統(tǒng)在應(yīng)急和衛(wèi)勤保障中發(fā)揮更大作用。
4結(jié)語
由于篇幅限制,本文下面著重介紹聚合物納米藥物。迄今為止,用于納米藥物輸送的載體主要是聚合物[12]。因為聚合物主要有以下優(yōu)點:分子量大,由于EPR效應(yīng),作為載體能使藥物在病灶部位停留較長時間,延長療效。可通過調(diào)節(jié)聚合物物理化學(xué)性能和自身降解而達(dá)到緩釋或控釋藥物的目的。易功能化,可把一些具有靶向作用或控釋功能的組分鍵合在聚合物粒子表面。可調(diào)控的生物降解性,避免藥物釋放后聚合物載體材料在人體器官聚積,產(chǎn)生毒副作用。(1)聚合物鍵合藥物。聚合物鍵合藥物又稱為聚合物前藥,它們的生物活性取決于鍵合的小分子藥物是否能夠在病變區(qū)被及時釋放出來。傳統(tǒng)的小分子化療藥物在給藥過程中遇到許多問題,如在水中溶解性和穩(wěn)定性較差、體內(nèi)迅速清除、毒副作用大等。聚合物鍵合藥物采用化學(xué)橋聯(lián)穩(wěn)定藥物分子,將小分子藥物以可降解的化學(xué)鍵鍵合到聚合物骨架上,可以有效避免納米顆粒在體內(nèi)循環(huán)過程中不必要的藥物泄露,而通過不同的化學(xué)鍵的選擇,特別是那些對病變局部環(huán)境敏感的化學(xué)鍵,比如pH和酶敏感化學(xué)鍵,可以實現(xiàn)在腫瘤組織或腫瘤細(xì)胞內(nèi)的可控釋放,這使得其相對于通過物理相互作用包載型的納米藥物更加具有優(yōu)勢。常見的聚合物骨架包括聚乙二醇(PEG)、聚谷氨酸(PGA)、聚N-(2-羥丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA)。Duncan等研發(fā)了一系列HPMA抗腫瘤鍵合藥物,目前正在進(jìn)行臨床I、II期研究。化療藥物是以Gly-Phe-Leu-Gly鍵合到聚合物骨架上。通過細(xì)胞內(nèi)溶酶體的酶解作用,鍵合的抗腫瘤藥物可以被有效地釋放出來,達(dá)到了細(xì)胞內(nèi)給藥的要求[13]。再比如將galactose鍵合到聚合物骨架上可以有效地增加這些納米藥物的肝靶向性[14]。(2)聚合物-蛋白質(zhì)結(jié)合體:聚乙二醇和多糖經(jīng)常用于制備蛋白質(zhì)高分子共價結(jié)合體。獲FDA批準(zhǔn)可在臨床上使用的聚合物-蛋白質(zhì)結(jié)合體大多數(shù)是由聚乙二醇制備的(PEGylation)。PEGylation可增加蛋白質(zhì)的水溶性和穩(wěn)定性,又可降低其相應(yīng)的免疫原和抗原性,從而延長藥物在體內(nèi)的循環(huán)半衰期[15,16]。如羅氏公司生產(chǎn)的PEGasys(PeginterferonAlfa-2a)可以使干擾素在血清中的半衰期提高50-70倍[17]。高分子蛋白質(zhì)結(jié)合體的制備方法有:帶有功能基團(tuán)的高分子鏈與蛋白質(zhì)活性部位直接連接;將與蛋白質(zhì)具有特異結(jié)合作用的分子首先與高分子以共價鍵結(jié)合,而后實現(xiàn)高分子與蛋白質(zhì)的特異性結(jié)合。目前關(guān)注的熱點之一是對于具有治療作用的蛋白質(zhì)和催化功能的酶等生物特異性蛋白質(zhì),與高分子結(jié)合后如何保持其生物功能的問題。(3)RNA納米顆粒:在藥物開發(fā)史上,化學(xué)藥物和蛋白質(zhì)藥物已出現(xiàn),RNA藥物或以RNA為目標(biāo)的藥物將是藥物開發(fā)的第三個里程碑。RNA是由腺嘌呤(A)、尿嘧啶(U)、鳥嘌呤(G)和胞嘧啶(C)構(gòu)成的一種核糖核酸高分子.與Watson-Crick的DNA堿基配對(A-T,G-C)的雙螺旋鏈的結(jié)構(gòu)不同,RNA的二級結(jié)構(gòu)里經(jīng)常出現(xiàn)一些非傳統(tǒng)的堿基配對如環(huán)環(huán)相互作用。通過底端向上的“自組裝”技術(shù),包括模板法和非模板法,RNA分子可以構(gòu)建種類繁多的和具有生物功能的納米結(jié)構(gòu)。RNA納米治療劑的獨特之處在于,其支架、配體和治療劑都是由RNA組成,由于其均勻的納米級尺寸、良好的生物相容性、低毒性和目標(biāo)特異性,使其有利于在活的機(jī)體內(nèi)應(yīng)用而不會在正常器官內(nèi)積累[18],為癌癥的治療提供了參考意見。郭培宣等人于1986年構(gòu)建phi29DNA組裝馬達(dá),是至今所能構(gòu)建最強大的生物馬達(dá)。1987年郭等人[19,20]報道了phi29噬菌體中由pRNA(packagingribonucleicacid,簡稱pRNA)驅(qū)動的納米馬達(dá)。該納米馬達(dá)的功能是包裹DNA并將DNA運送到病毒衣殼中,ATP為這種RNA馬達(dá)提供能量。隨后,郭的研究團(tuán)隊證明pRNA分子可以經(jīng)過改造構(gòu)建成二聚體、三聚體和六聚體的納米顆粒,從而開創(chuàng)了RNA納米技術(shù)[21,22]。利用此技術(shù),該團(tuán)隊研發(fā)了一系列多功能RNA納米治療劑,可用于靶向治療腫瘤,且不會損傷正常組織。例如[23-26],利用重新改變結(jié)構(gòu)的RN段攜帶多達(dá)4個治療和診斷模塊構(gòu)建出了超穩(wěn)定的X形RNA納米顆粒。這些RNA納米顆粒可納入沉默基因的小干擾RNA,調(diào)控基因表達(dá)的micro-RNA,靶向癌細(xì)胞的核酸適體,或是能夠催化化學(xué)反應(yīng)的核酶[27]。(4)固體聚合物納米粒子。其制備方法包括單體聚合成聚合物納米粒子和聚合物后分散自組裝形成固體納米粒子。常見聚合物載體有聚氰基丙烯酸烷酯、聚乳酸、聚(乳酸-乙醇酸),以及天然大分子如殼聚糖和白蛋白等。藥物通過物理吸附或化學(xué)鍵合方法引入載體。Abraxane是第一個獲FDA批準(zhǔn)的聚合納米粒子藥物,用于乳腺癌、肺癌和胰腺癌的治療,由白蛋白納米粒子和鍵合的paclitaxel組成,尺寸約130nm[28]。聚合納米粒子作為藥物載體除需具備生物相容性和生物降解性之外,單分散性要好。將納米粒子表面接枝PEG可有效增強分散性和在體內(nèi)的循環(huán)穩(wěn)定性。此外,研發(fā)多功能納米粒子以便提高靶向性也是當(dāng)今研究的一個熱點。(5)聚合物納米膠束。常見小分子表面活性劑形成的膠束穩(wěn)定性較差,不適于藥物運輸。而聚合物納米膠束,具有載藥量高、載藥范圍廣、穩(wěn)定性好,體內(nèi)滯留時間長等優(yōu)點[29,30]。常用于難溶性藥物、大分子藥物及基因治療藥物的載體,還可實現(xiàn)靶向給藥,具有廣泛的應(yīng)用前景。聚合物納米膠束通常是由具有親水部分和疏水部分的兩親嵌段共聚物在水中自組裝形成的納米級大小的核-殼型膠束,尺寸大約20-100nm。其中親水部分多由PEG組成,疏水部分多由聚乳酸、聚環(huán)氧丙烷、聚氨基酸組成。目前至少有6種聚合物納米膠束抗腫瘤藥物進(jìn)行臨床研究。納米藥物是具有巨大發(fā)展前景的新型藥物,其在醫(yī)藥領(lǐng)域的發(fā)展必將引起疾病診斷和治療的革命。目前,納米醫(yī)藥技術(shù)的基礎(chǔ)理論及納米藥物的制備工藝等還很不完善。基礎(chǔ)理論方面,人們對納米藥物在體內(nèi)的行為,包括組織分布、藥代動力學(xué)和藥效,以及它們與載體的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理性能之間的相互關(guān)系,都缺乏深入和系統(tǒng)的研究;從制備工藝來講,制備工藝要求操作方便、成本低、易于工業(yè)化放大生產(chǎn),產(chǎn)品性能要穩(wěn)定。因此,納米技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域中的研究還需做大量的工作。其未來發(fā)展方向是增強載藥量、提高靶向作用及控釋能力、降低超敏反應(yīng)[31]。
2納米生物醫(yī)用材料
納米生物醫(yī)用材料是納米材料與生物醫(yī)用材料的交叉,在人類康復(fù)工程中發(fā)揮重要作用。納米生物醫(yī)用材料將解決臨床對傷口敷料、人造皮膚、人造血管和組織工程支架、高性能組織修復(fù)、器官替換的迫切需求[32-34],而且已顯示出巨大的潛在應(yīng)用價值。材料支架在組織工程中起著重要作用[35]。模仿天然的細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)而制成的納米纖維生物可降解材料已開始應(yīng)用于組織工程的修復(fù)和再生。由于軟骨再生能力有限,軟骨組織工程領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義,特別是在治療老齡化社會日益流行的大關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎方面[36]。嵇偉平等采用塑性變形和化學(xué)處理方法在Ti6A14V合金上制得一種新型多孔納米晶體,通過體外實驗研究了成骨細(xì)胞在納米Ti6A14V合金表面的黏附情況。結(jié)果表明,與普通鈦合金相比,納米表面鈦合金早期就能使成骨細(xì)胞偽足伸展良好,促進(jìn)成骨細(xì)胞緊密貼壁和早期融合,與細(xì)胞黏附相關(guān)的Integrinβ1的表達(dá)也高于普通鈦合金,為將納米技術(shù)應(yīng)用到人工關(guān)節(jié)等植入器械領(lǐng)域提供了新的方向[37]。還可以將納米骨材料[38]植入體內(nèi)填充各類型的骨缺損,其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可生長出很多新生的骨細(xì)胞,所有填的納米骨材料,最后會降解消失,骨缺損部能完全被新生骨取代。目前醫(yī)用納米羥基磷灰石/聚酰胺66復(fù)合骨充填材料已投入市場,對骨缺損的恢復(fù)具有較好的作用。納米技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)的結(jié)合,為醫(yī)學(xué)界提供了全新的思路,在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用已取得一定成果。但目前大多數(shù)研究還處于動物實驗階段,仍需大量臨床試驗予以證實,納米材料應(yīng)用的生物安全性也有待進(jìn)一步提高。這就要求生物醫(yī)學(xué)研究者與納米材料的研究人員合作需進(jìn)一步加強,制造出更先進(jìn)的生物醫(yī)用納米材料。
3納米診斷學(xué)
納米診斷學(xué)是納米生物技術(shù)在分子診斷中的應(yīng)用,對于發(fā)展個性化治療具有重要意義。目前納米生物技術(shù)在臨床診斷方面的研究主要集中在納米生物傳感器[39,40]和成像技術(shù)[41,42]、使用制造納米機(jī)器人在細(xì)胞水平上進(jìn)行維修,生物標(biāo)志物的提取及測定等[43,44]領(lǐng)域,以疾病的早期診斷和提高療效為目標(biāo)。
3.1體外生物分子檢測
超靈敏的生物分子檢測方法可以服務(wù)于臨床診斷[45,46]。由于待測分子含量很少,因此,對方法的檢測靈敏度有很高要求。納米材料特有的性質(zhì)可以極大地提高分子檢測的靈敏度和簡便性[47,48],人們研究了各種各樣的超微量生物分子檢測的信號放大方法[49,50]。丁良等[51]利用納米晶體中陽離子交換反應(yīng)釋放的陽離子來誘導(dǎo)熒光染料,用于痕量生物分子的檢測,取得良好效果。實驗表明基于ZnS納米簇的陽離子交換放大器的檢測性能優(yōu)于酶聯(lián)免疫吸附測定法(ELISA),檢測限低1000倍。標(biāo)志著利用便攜式床旁檢測設(shè)備檢測生物標(biāo)記物成為可能。
3.2體內(nèi)診斷
3.2.1注射PEG-Glu-GNPs后腫瘤的輪廓很容易與周圍組織區(qū)別開來,這種復(fù)雜的探針可以實現(xiàn)體內(nèi)疾病的早期診斷,大大有助于癌癥或癌轉(zhuǎn)移的早期發(fā)現(xiàn)[52]。另外開發(fā)體內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)參與腦化學(xué)的監(jiān)測是一項具有挑戰(zhàn)性的工作,有助于進(jìn)一步理解生物分子在病理和生理上的作用。Liu等[53]報道了一種新型的封裝有金納米顆粒的玻璃毛細(xì)管來感應(yīng)大腦多巴胺,結(jié)果表明,全氟磺酸改進(jìn)Au/GCNE可成功用于監(jiān)測麻醉大鼠紋狀體的多巴胺。Kempen等用光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡定位、觀察金納米粒子聚集的腦腫瘤模型,發(fā)現(xiàn)納米顆粒僅在含有腦腫瘤細(xì)胞的區(qū)域內(nèi)聚集,在正常腦組織周圍沒有發(fā)現(xiàn)[54]。3.2.2量子點(半導(dǎo)體納米晶體)量子點是以CdSe為核、CdS或ZnS為殼的核-殼型納米體,具有優(yōu)良的光譜性能。水溶性的量子點在生物化學(xué)等研究領(lǐng)域顯示了極其廣闊的應(yīng)用前景。它的細(xì)胞毒性低,可用于活細(xì)胞及體內(nèi)非同位素標(biāo)記的生物分子的超靈敏檢測。李朝輝等[55]利用反相微乳液技術(shù),以CdTe量子點為核,SiO2為殼,一步制備了表面帶有氨基和磷酸基團(tuán)的核殼型量子點熒光納米顆粒.該顆粒水溶性好,大小均勻,有效改善了CdTe量子點的不穩(wěn)定性,成功實現(xiàn)了對肝實質(zhì)細(xì)胞的識別。由于量子點技術(shù)有其獨特的標(biāo)記特點,它必將成為今后生物分子檢測的尖端技術(shù),為DNA檢測(DNA芯片)、蛋白質(zhì)檢測(蛋白質(zhì)芯片)和探索蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)之間(抗原-抗體、配體-受體、酶-底物)反應(yīng)原理提供更先進(jìn)的方法。同時也將極大推動生物顯像技術(shù)和生物制藥技術(shù)的迅猛發(fā)展,給疾病的診斷和治療帶來巨大進(jìn)步。3.2.3納米磁性顆粒較大尺度的磁性納米顆粒呈現(xiàn)鐵磁性,在交變磁場的作用下可通過磁滯現(xiàn)象產(chǎn)熱,用于癌癥的靶向熱療[56]。而粒徑小于20nm的磁性納米顆粒通常顯現(xiàn)出超順磁性,可被廣泛應(yīng)用于臨床診斷領(lǐng)域。目前在臨床診斷方面較為成熟、發(fā)展較快的應(yīng)用主要包括:磁共振成像、生物分離、細(xì)胞篩選等。(1)磁共振成像(MRI)作為一項新的醫(yī)學(xué)影像診斷技術(shù),近年來發(fā)展十分迅速,所提供的特有信息對診斷疾病具有很大的潛在優(yōu)越性。利用超順磁性氧化鐵磁性納米顆粒在生物體組織內(nèi)的特異性分布,有助于提高該部位腫瘤與正常組織的MRI對比度,因而作為造影增強劑被應(yīng)用于MRI,進(jìn)行腫瘤及其他疾病的診斷[57]。(2)生物分離。因磁性納米顆粒具有易操控性、比表面積大等優(yōu)點,使功能化的磁性納米顆粒的應(yīng)用具有很大的吸引力[58]。當(dāng)前磁分離的研究涉及生物領(lǐng)域的多個方面,如血液中金屬離子的去除,蛋白質(zhì)、核酸等的富集、固定化酶的回收與重復(fù)等[59]。Yan課題組[60]利用磁性氧化鐵粒子作為載體固定蛋白酶A,并利用其能夠與乙肝病毒表面抗原抗體發(fā)生特異性結(jié)合的性質(zhì),達(dá)到測定乙肝病毒的目的。(3)細(xì)胞篩選。當(dāng)組織或血液中僅有微量癌細(xì)胞的時候,通過特定的技術(shù)就可以精確地檢測到,從而實現(xiàn)對疾病的早期診斷和治療,必將為病人獲得寶貴的治療時間,提高治愈率。所以細(xì)胞篩選具有重要的意義。免疫磁珠細(xì)胞篩選法可在幾分鐘內(nèi)從復(fù)雜的細(xì)胞混合物中分離出很高純度的細(xì)胞。Mousavi等[61]等開發(fā)了一種新型的與金納米條結(jié)合的微流控芯片,利用高效免疫磁珠法捕捉人血中極少量的細(xì)胞,可以達(dá)到簡單而有效的檢測高純度目標(biāo)細(xì)胞的目的。可以預(yù)見,在未來,更加精確的細(xì)胞篩選技術(shù)將是一個非常熱門的研究方向[62]。雖然功能化的磁性納米材料已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用,但如何設(shè)計更簡單的制備過程和更新穎的功能化方式以使材料本身具有更好的分散性和使用壽命,仍是研究者們探索的方向.3.2.4納米生物傳感器在癌癥研究領(lǐng)域,利用納米技術(shù)制成的傳感器可望使各種癌癥的早期診斷成為現(xiàn)實[63]。納米傳感器靈敏度很高,在進(jìn)行血液檢測時,當(dāng)傳感器中預(yù)置的某種癌細(xì)胞抗體遇到相應(yīng)的抗原時,傳感器中的電流會發(fā)生變化,通過這種電流變化可以判斷血液中癌細(xì)胞的種類和濃度。目前越來越多的風(fēng)險投資正在涌入這一領(lǐng)域,但這一技術(shù)在實用中還有一些技術(shù)難題需要解決。今后可能會有多種納米傳感器集成在一起被置入人體,以用來早期檢測各種疾病。3.2.5生物芯片生物芯片是基因生物學(xué)與納米技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,它不同于半導(dǎo)體芯片,它是在很小的幾何尺度的表面積上,裝配一種或集成多種生物活性分子,僅用微量生理或生物采樣,即可同時檢測和研究不同的生物細(xì)胞、生物分子和DNA的特性,以及它們之間的相互作用,獲得生命微觀活動的規(guī)律。具有集成、并行和快速檢測的優(yōu)點,生物芯片技術(shù)已經(jīng)成為21世紀(jì)生物醫(yī)學(xué)工程的前沿科技。基于納米結(jié)構(gòu)陣列的蛋白質(zhì)芯片和微流控芯片技術(shù)在診斷學(xué)和生物傳感技術(shù)方面的應(yīng)用具有巨大的潛力[64]。Ali等[65]制備的基于氧化鎳納米棒的微流控生物芯片,采用電化學(xué)檢測法來測定人體血液中的總膽固醇濃度,線性范圍為1.5-10.3mmol/L,靈敏度高達(dá)0.12mA•mmol-1•cm-2。DNA芯片技術(shù)可以快速分析大量的基因信息,從而使生物醫(yī)學(xué)工作者可以研究并收集基因表達(dá)和變異信息,還可用于監(jiān)測不同的人體細(xì)胞和組織基因表達(dá),以檢測癌癥或其它疾病所對應(yīng)的基因的變化。3.2.6納米機(jī)器人納米技術(shù)與分子生物學(xué)的結(jié)合將開創(chuàng)分子仿生學(xué)新領(lǐng)域。“納米機(jī)器人”是根據(jù)分子水平的生物學(xué)原理為設(shè)計原型,設(shè)計制造可對納米空間進(jìn)行操作的“功能分子器件”。以色列科學(xué)家研發(fā)出一種“膠囊相機(jī)”,將攝像頭內(nèi)置入比普通感冒藥稍大的膠囊內(nèi),以大約每秒14張照片的頻率拍攝消化道內(nèi)的情況,并同時傳回外置的圖像接收器,可進(jìn)行人體消化道腫瘤監(jiān)測。還可將納米機(jī)器人注入人體血管內(nèi),進(jìn)行全身健康檢查,疏通腦血管中的血栓,清除心臟動脈脂肪沉積物,用于動脈粥樣硬化的治療;可吞噬病毒,殺死癌細(xì)胞;可將納米機(jī)器人以插入導(dǎo)管的方式引入到尿道或膽道里內(nèi),直接到達(dá)結(jié)石所在的部位,并且直接把結(jié)石擊碎,進(jìn)行腎結(jié)石、膽結(jié)石的治療;還可進(jìn)行人體器官的修復(fù)工作、作整容手術(shù)、從基因中除去有害的DNA,把正常的DNA安裝在基因中,這樣可以從根本上治愈遺傳缺陷或病毒,使機(jī)體正常運行。未來發(fā)展趨勢是當(dāng)機(jī)器人醫(yī)生發(fā)現(xiàn)可疑病變組織后,立即能伸出“手”來取樣進(jìn)行活檢。納米機(jī)器人在體內(nèi)的生物傳感與智能配送生物活化劑有很大潛力[66]。
4納米材料和納米生物技術(shù)的安全性問題
隨著納米技術(shù)的迅速發(fā)展,不可避免地導(dǎo)致含有納米顆粒的工業(yè)廢水的排放[67],納米材料的潛在的免疫毒性機(jī)制所引起的不良反應(yīng)還沒有得到足夠的重視[68]。納米顆粒可直接穿透人體皮膚引發(fā)多種炎癥;可穿透細(xì)胞膜,將異物帶入細(xì)胞內(nèi)部,對人體腦組織、免疫與生殖系統(tǒng)等方面造成損害等。如二氧化鈦容易在飲用水中聚集,從而污染環(huán)境、影響健康。接觸二氧化鈦納米微粒后,人體肺部將可能出現(xiàn)炎癥。銀納米顆粒目前已被大量使用。研究表明,即使它在環(huán)境中的聚集量很低,也會對水中無脊椎動物造成傷害。碳納米管是工業(yè)和實驗所需的材料,注射了碳納米管的老鼠會產(chǎn)生動脈粥狀化、線粒體脫氧核糖核酸損傷等反應(yīng)。當(dāng)攝入量較大時,對肌肉細(xì)胞也有毒性,會對人體健康有不利影響。但盡管納米生物技術(shù)的應(yīng)用有一定安全性的問題,它的應(yīng)用也會越來越廣泛,同時這也為納米技術(shù)將來的發(fā)展指明了方向——如何提高其安全性問題是研究的目標(biāo)之一。
5發(fā)展前景