效应模型,分析纳米颗粒在生物体内的行为以及不同成分的协同效应产生的生物安全性问题。
由于纳米颗粒仅为细胞的千分之一,因此可能比较容易进入细胞。国家纳米科学中心——高能物理研究所纳米生物效应与安全性联合实验室主任、“人造纳米材料的生物安全性研究及解决方案探索”973项目首席科学家赵宇亮说:“纳米颗粒可能会产生的负面影响表现为:1.对人们心理的影响,由于人们对于‘纳米’的不了解,所以无法预知其可能产生的后果。2.纳米颗粒性质和常规物质差别大,进入身体可能会引起不同的生物反应,作用于生物体。3.直接用于人体纳米药物,更需要进行大量的研究。”
科学家关注“纳米”
早在3年前,就有几份报告让人们对“纳米”这个极具发展前景的新兴技术感到迷惑。在2003年美国化学学会年会上,有3个研究小组发表了纳米材料具有特殊毒性的报告。
也许大部分纳米材料对人体无害,但是,由于它们比细胞还小上千倍,某些纳米颗粒也许可能导致意外的毒性,特别是那些与人体和生命直接相关的材料。莱斯大学科学家进行的一项很有前景的研究表明,有可能重新设计纳米颗粒,使其制造起来毒性较少。为此,赵宇亮解释说:“对于可控性方面,现在人们有很多办法控制纳米反应的性质,通过表面化学修饰——改变纳米颗粒表面的性能。换句话说,通过改变纳米表面性质来控制它的性能、减少它的毒性,是可行的。莱斯大学科学家通过化学修饰重新设计纳米颗粒,将毒性降低了10的6次方。”
中科院高能所国家纳米科学中心的“纳米生物效应与纳米安全性联合实验室”在研究碳纳米材料n颗粒在小鼠体内的行为时发现,它们在小鼠血管内诱发严重的血栓。但是,当对这些纳米颗粒进行表面修饰以后,它不仅不再诱发血栓,反而大大增强小鼠免疫力,仅100万分之一摩尔的剂量,比目前临床使用的抗肿瘤药物顺铂具有更加显著的抑制肝肿瘤生长的效果,而且无毒性。该结果引起很大的国际反响,美国和挪威的专家评论:“肿瘤的无毒治疗是人类的梦想,这项发现为实现这个梦想提供了希望。”
“纳米”探索的春天
在今年召开的全国科学技术大会上,纳米研究被列为《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》重大科学研究计划,并将重点研究纳米材料的可控制备、自组装和功能化,纳米材料的结构、优异特性及其调控机制,纳加工与集成原理,概念性和原理性纳器件,纳电子学,纳米生物学和纳米医学,分子聚集体和生物分子的光、电、磁学性质及信息传递,纳米材料和纳米技术在能源、环境、信息、医药等领域的应用。
世界卫生组织最近呼吁要优先研究超细颗粒物,尤其是纳米尺度颗粒物的生物机制。在前不久召开的第293次香山科学会议上,来自美国和中国的纳米科学、生物、医学、化学、环境等多个领域的专家一致呼吁要加强纳米材料的生物环境安全性研究。
赵宇亮说:“纳米产品的安全性问题正在成为发达国家限制‘市场准入’的策略。而中国正在成为纳米材料的生产大国。因此,能否抢先制定、提出各种纳米材料的安全指标,率先获得国际认可,事关巨大国家利益。要实现这一点,就必须率先获取充分的基础研究数据,迅速与国际接轨,培养和建立我国在纳米安全领域的专业队伍。纳米的研究必须要在数据的基础上才能建立标准、检验方法等,所以需要设立相应机构,推动纳米科技全方位的发展,包括基础研究到产品生产过程的安全以及产品的安全。”(蒋秀娟 张刚银)
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