納米碳管用于醫(yī)械前景可期

　如何克服納米碳管致肺癌（或間質(zhì)細胞瘤）的危害性，并將其用于醫(yī)療器械或其它產(chǎn)品上，將成為科學(xué)家的一大新研究課題?！　?br />
　　納米碳管（carbon nanotube）系日本NEC公司實驗室研究人員于1991年利用電子顯微鏡觀察石墨電弧設(shè)備產(chǎn)生的球狀碳分子時意外發(fā)現(xiàn)的一種由管狀同軸納米管所組成的碳分子新材料。納米碳管分為單層碳管和多層碳管兩類，科學(xué)研究表明：納米碳管具有超強抗拉強度、抗疲勞性及良好的導(dǎo)電性。近幾年來，以美國為首的發(fā)達國家對納米碳管這一新材料的工業(yè)應(yīng)用進行了大量探索性研究，并發(fā)現(xiàn)它在醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用前景非常光明。筆者現(xiàn)將國外科學(xué)期刊報道過的有關(guān)納米碳管在醫(yī)療器械新產(chǎn)品方面的應(yīng)用研究情況和前景歸納如下，供業(yè)內(nèi)人士參考。
　　
　　納米碳管性假體

　　假體（如假肢、假牙等等）在目前臨床上使用已相當成熟和普遍，但絕大多數(shù)假體的使用壽命只有10~15年。此后病人又要接受第二次手術(shù)，更換假體。西班牙國家醫(yī)學(xué)技術(shù)研究所的2位博士開發(fā)出一種以二氧化鋯為基材，表面涂有納米碳管的新型長壽型假體產(chǎn)品，如植入體內(nèi)的人工膝關(guān)節(jié)、?y關(guān)節(jié)及假牙等，工作壽命可長達150年之久。換言之，一旦植入這種假體，病人可一輩子無需更換人工骨關(guān)節(jié)。二氧化鋯雖然是目前多種人工陶瓷材料的主要成分，但其缺點是容易磨損。西班牙科研人員利用特種噴涂技術(shù)將納米碳管新材料噴涂在生物陶瓷制假體表面，等于使其穿上一身耐磨的“緊身衣”。這樣一來，能大大延長植入假牙或人工骨關(guān)節(jié)之類假體產(chǎn)品的使用壽命。
　　
　　納米碳管生物傳感器

　　據(jù)世界衛(wèi)生組織報道，惡性腫瘤發(fā)病率在過去20年里幾乎整整上升了1倍多。但令人遺憾的是，現(xiàn)有醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)尚不能發(fā)現(xiàn)早期（或中期）癌癥，而且早中期癌癥對病人來說大多無異常感覺。病人一旦出現(xiàn)不適癥狀，常常已到癌癥晚期，從而失去了佳治療機會。因此，盡可能早地發(fā)現(xiàn)癌癥的蛛絲馬跡能大大提高病人的存活率。目前，不少西方國家的科研機構(gòu)都在積極開發(fā)可快速檢測出體內(nèi)是否存在腫瘤細胞的新型生物傳感器產(chǎn)品。據(jù)介紹，這種檢測體內(nèi)癌細胞專用的新型生物傳感器的工作原理是，在其外表面涂有一層納米碳管，它事先吸附了癌細胞特定抗體，取病人一滴血滴在這種生物傳感器上，可迅速發(fā)生抗體與癌細胞之間的反應(yīng)，醫(yī)生通過特制光學(xué)儀器即可觀察到這一反應(yīng)，并因此確定病人體內(nèi)是否有癌細胞及癌細胞數(shù)量的多寡，便于醫(yī)生采取對癥治療方案。該新型納米碳管生物傳感器靈敏度極高，可診斷出多種早期癌癥疾病。
　　
　　中性納米碳管絲網(wǎng)新材料

　　美國密歇根州立大學(xué)先進材料研究所去年研制成一種中性納米碳管絲網(wǎng)新材料。據(jù)美國研究人員介紹，這種新材料在制造植入式器械產(chǎn)品時，有廣泛的用途。美國研究人員以納米碳管為絲，并加工成一種網(wǎng)狀新材料。其主要用途是，可將集成電路等與神經(jīng)細胞連接在一起，從而控制病痛。如晚期癌癥病人、燒傷及嚴重車禍受傷者等常常會發(fā)生劇烈疼痛，利用常規(guī)止痛藥無效，而中性納米碳管絲網(wǎng)則為生物學(xué)與電子學(xué)之間搭起一座橋梁。利用納米碳管絲網(wǎng)不僅可開發(fā)出電子止痛器新產(chǎn)品，甚至可測知神經(jīng)細胞發(fā)出的極微弱電流，可用于生產(chǎn)可控制癲癇大發(fā)作的新型電子器械產(chǎn)品以及用于控制肌肉收縮的新型電子器械產(chǎn)品（如治療老年婦女尿失禁等癥）、帕金森氏癥產(chǎn)品等等。總之，美國科研人員新開發(fā)的中性納米碳管絲網(wǎng)材料在醫(yī)療器械（尤其是神經(jīng)外科用新材料）上將有廣闊的應(yīng)用前景。
　　
　　納米碳管涂層植入式電極

　　利用植入式電極發(fā)出的電脈沖信號，可治療各種神經(jīng)及精神疾病，如抑郁癥、帕金森氏癥以及癲癇病等等，但植入式電極多為金屬制品，其工作壽命太短。為了攻克這一技術(shù)難題，美國得克薩斯州立大學(xué)研究人員在植入式電極表面涂上一層納米碳管材料，從而大大延長植入式電極的工作壽命。新研制的納米碳管涂膜植入式電極在靈長目類實驗動物身體取得令人滿意的結(jié)果。
　　
　　植入式納米碳管涂層噴嘴

　　美國科學(xué)家經(jīng)大量研究后得出結(jié)論，市場上有各種植入式或外科用醫(yī)療器械產(chǎn)品，如血管支架、導(dǎo)管、微囊（做血管擴張術(shù)或其它諸如此類的手術(shù)使用）、心臟起搏器、各種內(nèi)窺鏡、心臟瓣膜、血糖檢測儀、傳感器、醫(yī)用紡織品、輸血管（或抽血管）、整形外科器械、假肢或假體、診斷設(shè)備等等，如若在其表面涂上一薄層納米碳管外膜，就能大大改善工作性能，并更好地與人體組織相容。其原因是，納米碳管對人體來說屬于中性材料。此外，納米碳管還有良好的導(dǎo)電性。但要為現(xiàn)有各種醫(yī)療器械產(chǎn)品（尤其是植入式器械產(chǎn)品）涂上一層納米碳管外衣，在技術(shù)上存在一定難度。美國Sono-Tek’s超聲儀器公司不久前開發(fā)上市一種新型噴嘴，可在瞬間將納米碳管材料噴涂在各種植入式器械產(chǎn)品或外科器械產(chǎn)品表面，而且涂層非常牢固，不易掉落。此外，新設(shè)備還能降低80％的納米碳管材料用量。新型醫(yī)療器械產(chǎn)品表面納米碳管涂膜專用噴嘴Accumist系全球臺低壓超聲原子單層噴嘴，該產(chǎn)品現(xiàn)已投入批量生產(chǎn)。
　　
　　納米碳管線

　　美國辛辛那提大學(xué)擁有全球聞名的納米碳管實驗室。該實驗室利用特種技術(shù)將納米碳管紡成線，這種碳管線在軍事通訊和民用產(chǎn)品領(lǐng)域有著廣泛的用途。例如在醫(yī)療器械行業(yè)，納米碳管線即有多種新用途。據(jù)介紹，辛辛那提大學(xué)科研人員研制的納米碳管線直徑僅為25微米，肉眼根本看不見，其主要用途是可加工成各種“可降解植入式醫(yī)療器械產(chǎn)品”，從而改變現(xiàn)有植入式器械產(chǎn)品必須在其失效后再做手術(shù)取出的麻煩。

　　盡管納米碳管作為一種21世紀的新材料，被歐美發(fā)達國家工業(yè)界和科技界人士所看好，但西方已有衛(wèi)生部門的專家提出不同意見，即由于納米碳管非常纖?。ㄈ庋鄹究床灰姡?，一旦被人無意中吸入肺部將會像石棉纖維那樣誘發(fā)肺癌和間質(zhì)細胞瘤等惡性腫瘤。這絕非危言聳聽，而是有實驗學(xué)根據(jù)的結(jié)論。如據(jù)英國愛丁堡大學(xué)科研人員在2008年出版的《自然納米碳管》雜志中刊登的一篇報道中說，英國醫(yī)學(xué)研究人員所作試驗證實，小白鼠在吸入一定量的納米碳管氣體后，終出現(xiàn)間質(zhì)細胞瘤癥狀。而世界上早發(fā)現(xiàn)納米碳管新材料的日本厚生省近也發(fā)出相同的警告，該國厚生省官員告誡國內(nèi)研究人員，在做納米碳管實驗過程中，一定要注意室內(nèi)通風(fēng)，防止大量吸入納米碳管這種肉眼看不見的材料進入肺部。由此可見，納米碳管雖為一種前景光明、用途廣泛的新材料，但也是一把雙刃劍。如何防范其對人體的潛在危害，仍有待科學(xué)家探索。

　　綜上所述，如何克服納米碳管致肺癌（或間質(zhì)細胞瘤）的危害性，并將其用于醫(yī)療器械或其它產(chǎn)品上，將成為科學(xué)家的一大新研究課題。