本文作者：曲登峰作者單位：河南省鄭州市獸藥飼料監(jiān)察所

載藥納米微粒的靶向性及控釋作用

所謂納米藥物指的是納米級(jí)別的用來(lái)防治或者輔助治療的藥物，納米藥物具有輕松通過(guò)體內(nèi)生理屏障的顯著優(yōu)點(diǎn)，納米級(jí)別藥物與傳統(tǒng)的宏觀(guān)藥物在其分布、吸收以及代謝和排泄等角度與傳統(tǒng)的宏觀(guān)藥物截然不同。

1納米級(jí)別的藥物能夠跨越體內(nèi)各種屏障

如果我們選擇合適的納米材料來(lái)制備納米藥物，可以有效的穿透生物膜的并透過(guò)血腦屏障，可以將藥物直接輸送到大腦內(nèi)部對(duì)疾病進(jìn)行治療。采用納米技術(shù)制備的藥物載體和抗體能夠大幅度提高穿透人造膜和天然膜的能力，并蓄積在小腸，使藥物的生物利用率顯著改善。

2納米藥物的控釋作用

本文作者：王國(guó)豫馮燁作者單位：大連理工大學(xué)

納米技術(shù)可能引起的主要倫理問(wèn)題

1．健康和安全問(wèn)題。納米技術(shù)對(duì)健康和安全的影響，是納米倫理面對(duì)的首要問(wèn)題。由于納米粒子極其微小，可以說(shuō)無(wú)孔不入，所以也很容易進(jìn)入人體，有可能成為許多重大疾病如肺部疾病和心血管疾病的誘因，給人類(lèi)健康和安全帶來(lái)嚴(yán)重的損害。研究表明，吸入的納米顆?？赡鼙荛_(kāi)免疫系統(tǒng)的吞噬作用，蓄積在某些靶器官，也可跨越不同生物屏障，重新轉(zhuǎn)運(yùn)分布到身體的其他組織器官，產(chǎn)生系統(tǒng)的健康效應(yīng)［10］。而且，環(huán)境中的納米顆粒由于具有較大的表面積而極易吸附大氣中的有毒污染物，如多環(huán)芳烴等，被納米顆粒吸附的有毒污染物可進(jìn)一步對(duì)人和其他生物體產(chǎn)生毒性效應(yīng)，還可能波及整個(gè)生物圈。納米粒子對(duì)健康和環(huán)境的潛在風(fēng)險(xiǎn)涉及安全倫理和環(huán)境倫理的問(wèn)題。安全不僅是一個(gè)科學(xué)的概念，安全更是倫理學(xué)必須考量的最基本的要素，因?yàn)榘踩仁侨说幕拘枨笠彩侨说幕緳?quán)利。離開(kāi)了安全，人的其他權(quán)利和自由、尊嚴(yán)等也將無(wú)從談起;而且，保障研究人員和工人在工作場(chǎng)所的生命和健康安全，也是國(guó)家和企業(yè)的基本責(zé)任。

2．平等與公正問(wèn)題。首先，納米技術(shù)的潛在利益和風(fēng)險(xiǎn)使得其風(fēng)險(xiǎn)與利益的分配，也面臨著社會(huì)公平與公正的倫理問(wèn)題。納米技術(shù)可能為技術(shù)發(fā)明家、企業(yè)家?guī)?lái)豐厚的利益，但也可能為研究者、受試者、生產(chǎn)者甚至消費(fèi)者帶來(lái)直接的和間接的健康風(fēng)險(xiǎn)，為公眾帶來(lái)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。面對(duì)個(gè)體利益與公眾利益、企業(yè)利益與社會(huì)利益、眼前利益與長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的沖突，應(yīng)該優(yōu)先考慮誰(shuí)的利益?承擔(dān)高風(fēng)險(xiǎn)的人是否應(yīng)得到較高的回報(bào)?“如何分配科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)的好處、風(fēng)險(xiǎn)和代價(jià)，就成為了我們時(shí)代所必須面對(duì)的一個(gè)重要問(wèn)題”［11］。其次，納米技術(shù)的應(yīng)用也可能加劇原有的社會(huì)不平等、不公正現(xiàn)象。眾所周知，“信息高速公路”的出現(xiàn)導(dǎo)致了迅速擴(kuò)大的信息資源和知識(shí)資源分布嚴(yán)重不均的“數(shù)字鴻溝”問(wèn)題，并且加劇了原有的經(jīng)濟(jì)不平等、機(jī)會(huì)不平等和社會(huì)不平等問(wèn)題，成為當(dāng)今社會(huì)問(wèn)題的一個(gè)重要根源。納米技術(shù)的發(fā)展也可能產(chǎn)生類(lèi)似數(shù)字鴻溝的“納米鴻溝”問(wèn)題。比如，納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，使得疾病的預(yù)防、早期診斷和治療成為可能。研究表明，在不久的將來(lái)，用基因芯片、蛋白質(zhì)芯片組裝成的納米機(jī)器人，有可能通過(guò)血管進(jìn)入人體以診斷疾病、攜帶DNA去更換或修復(fù)有缺陷的基因片段，也可以將攜帶納米藥物的芯片送入人體內(nèi)，在外部加以導(dǎo)向，使藥物集中到患處，更理想地提高藥物療效［12］。但是，這些技術(shù)在其發(fā)展的初期階段，往往比較昂貴，大部分人可能只好望而卻步，僅能被少數(shù)人使用。如何使社會(huì)中的大多數(shù)成員公正地享受到納米技術(shù)的成果并避免可能受到的損害，是納米技術(shù)發(fā)展過(guò)程中必須面對(duì)的重要倫理問(wèn)題。第三，納米技術(shù)還有可能帶來(lái)代內(nèi)與代際、窮國(guó)與富國(guó)之間的平等與公正問(wèn)題，尤其是可能使發(fā)達(dá)國(guó)家與發(fā)展中國(guó)家之間的差距加大。能夠支付納米技術(shù)研究與發(fā)展巨額費(fèi)用的國(guó)家，可能優(yōu)先發(fā)現(xiàn)和利用納米技術(shù)的研究成果，在國(guó)際舞臺(tái)上便優(yōu)先掌握了“話(huà)語(yǔ)權(quán)”。當(dāng)然，也不能排除發(fā)達(dá)國(guó)家將有污染的、甚至有毒的納米研究項(xiàng)目轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國(guó)家的可能。諸如此類(lèi)的問(wèn)題會(huì)使國(guó)際間的不平等惡化。此外，還存在為了當(dāng)代利益發(fā)展納米技術(shù)而提前利用了過(guò)多的自然資源或給后代造成眾多污染等代際不公正現(xiàn)象。

3．自主與尊嚴(yán)問(wèn)題。人是有理性的存在物。理性之人的尊嚴(yán)來(lái)自于它的自主性，能夠按照自己的意志作出決定。“大自然中的無(wú)理性者，它們不依靠人的意志而獨(dú)立存在，所以它們至多具有作為工具或手段的價(jià)值，因此我們稱(chēng)之為‘物’。反之，有理性者，被稱(chēng)為‘人’，這是因?yàn)槿嗽诒拘陨暇褪悄康淖陨矶嬖?，不能把他只?dāng)做‘物’看待。人是一個(gè)可尊敬的對(duì)象，這就表明我們不能隨便對(duì)待他?！保?3］聯(lián)合國(guó)教科文組織在《世界生物倫理與人權(quán)宣言》中強(qiáng)調(diào)，科學(xué)技術(shù)的研究和發(fā)展需要遵循本宣言所闡述的倫理原則，要尊重人的尊嚴(yán)。這包括自尊、享受別人尊重和尊重他人三個(gè)方面。在納米技術(shù)的研究與應(yīng)用中，許多方面涉及人的自主與尊嚴(yán)問(wèn)題。例如，納米技術(shù)與認(rèn)知科學(xué)相互滲透與融合，可以揭示人腦的工作機(jī)制，利用納米藥物可以增強(qiáng)人的認(rèn)知能力或治療某些腦神經(jīng)與認(rèn)知方面的缺陷。但是，如果利用這些研究成果控制人的思維、干擾人的決定，則侵犯了人的自主權(quán)、漠視人的尊嚴(yán)。再者，如果將能夠隨時(shí)獲取他人信息的納米電子芯片等極微小的納米器件，毫不被人察覺(jué)地嵌入他人衣服或皮膚里，則不僅竊取了他人的隱私，更貶損了他人的尊嚴(yán)。又如，納米基因工程不僅能夠治療遺傳病，而且能夠改變生殖細(xì)胞基因以達(dá)到治療或增強(qiáng)后代的目的。但是，不論父母的主觀(guān)意愿是否善良，這種行為確實(shí)忽視了子女的自主與尊嚴(yán)。而諸如賽博格(Cyborg)、生命產(chǎn)品(Biofact)等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展將模糊人與機(jī)器、生命體與人工產(chǎn)品之間的界限，使得我們關(guān)于人與自然的基本概念發(fā)生動(dòng)搖，什么是人、什么是自然等問(wèn)題將變得不再是不言而喻的了。

納米倫理的特征與評(píng)估

本文作者：夏陽(yáng)1謝海峰1章非敏1，2顧寧2作者單位：1南京醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)研究所2東南大學(xué)蘇州研究院

鑒于以上缺陷，當(dāng)前對(duì)于牙科復(fù)合樹(shù)脂的改良主要是將納米材料作為無(wú)機(jī)填料，或用納米級(jí)材料修飾微米級(jí)填料，再加入復(fù)合樹(shù)脂中，以改良樹(shù)脂或使其具備新的性能或兼而有之。

納米填料的種類(lèi)

牙科復(fù)合樹(shù)脂的填料絕非單一種類(lèi)、單一粒徑的材料，而是具有一定分布梯度，且不同種類(lèi)粒子相互配合的系統(tǒng)。牙科復(fù)合樹(shù)脂所含的填料能增加機(jī)械強(qiáng)度，降低熱膨脹系數(shù)和聚合熱，其粒度、粒度分布、折光指數(shù)、所占體積百分比、X線(xiàn)阻射性及硬度、強(qiáng)度等都會(huì)對(duì)材料的性能及臨床表現(xiàn)產(chǎn)生影響。目前，顆粒型陶瓷粉或玻璃粉是主要的填料類(lèi)型，纖維(晶須)填料的研究和應(yīng)用也有報(bào)道，但相比前者較少。應(yīng)用理化性能更加優(yōu)良的填料來(lái)增強(qiáng)機(jī)械性能是發(fā)展的方向。已用于增強(qiáng)牙科復(fù)合樹(shù)脂的納米顆粒包括納米二氧化硅［1］、納米金剛石［2～4］、納米氧化鋯［5］、納米氮化硅［6］、納米羥基磷灰石［7］，納米氧化鈦［8］、納米三氧化二鋁［9］等。這類(lèi)納米填料的研究較多，且大多數(shù)牙科產(chǎn)品廠(chǎng)家都有自己品牌的納米樹(shù)脂問(wèn)世。納米纖維增強(qiáng)如納米碳管、短纖維和晶須是目前許多學(xué)者所提出的復(fù)合樹(shù)脂填料的新成員，都被用于牙科復(fù)合樹(shù)脂的增強(qiáng)和性能改善，但基本都處于基礎(chǔ)研究之中，而尚未應(yīng)用于臨床階段。這里所講的納米纖維增強(qiáng)復(fù)合樹(shù)脂，是指以納米纖維為另一類(lèi)填料與顆粒填料共同增強(qiáng)的口腔充填用復(fù)合樹(shù)脂材料，所以這類(lèi)材料中含顆粒與纖維兩種填料?？谇慌R床中使用的還有一類(lèi)單純使用的纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基(多為環(huán)氧樹(shù)脂基)材料，典型的產(chǎn)品為牙體加強(qiáng)用的纖維樁。文章主要討論前者目前在口腔中的研究現(xiàn)狀。有學(xué)者為了更加明確研究目的和可能機(jī)理，也會(huì)以環(huán)氧樹(shù)脂為基體或只加入纖維填料進(jìn)行研究。碳化硅晶須和氮化硅晶須是近年來(lái)研究較多的用于牙科復(fù)合樹(shù)脂的晶須種類(lèi)。其他增強(qiáng)牙科復(fù)合樹(shù)脂表面硬度和斷裂強(qiáng)度的纖維(晶須)包括氧化鋅晶須、鈦酸鉀晶須、硅酸鹽晶須、硼酸鋁晶須、尼龍纖維、碳納米管等。

納米技術(shù)降低牙科復(fù)合樹(shù)脂的聚合收縮

Condon等用不含甲基丙烯酸功能化的硅烷代替含有甲基丙烯酸功能化的硅烷對(duì)二氧化硅納米顆粒表面進(jìn)行處理，獲得無(wú)粘接性的納米顆粒將其添加到復(fù)合樹(shù)脂中，發(fā)現(xiàn)其具有與氣孔相似的效果，分布于樹(shù)脂基質(zhì)中的納米填料通過(guò)局部塑性形成應(yīng)力釋放點(diǎn)，可以有效地降低聚合收縮［10］。Condon在另外的研究中用非粘接性的納米填料、粘接性的納米填料和無(wú)被膜填料來(lái)降低聚合應(yīng)力。研究表明，納米填料添加到雜化型復(fù)合樹(shù)脂可以有效降低聚合應(yīng)力(降低31%)，在一定的體積含量水平(10%)，非粘接性納米填料具有更好的降低應(yīng)力作用，在只含有納米填料的復(fù)合樹(shù)脂，亦具有相同的效果［11］。八面的倍半硅氧烷，是具有直徑0．53nm的納米籠結(jié)構(gòu)，是一個(gè)輕量級(jí)、高性能的混合材料，其結(jié)構(gòu)通式為(RSiO1．5)8。SSQ聚合物顯示出優(yōu)良的介電和光學(xué)性質(zhì)，并已廣泛應(yīng)用，如在應(yīng)用程序中的光致抗蝕劑、耐磨涂層、液晶顯示元件、電子電路板的絕緣涂層和光纖涂料等。SohMS等將SSQ加入復(fù)合樹(shù)脂中制成符合材料，SSQ可以顯著降低樹(shù)脂的聚合收縮量，并同時(shí)增加樹(shù)脂的硬度和彈性模量［12］。Garoushi等將半互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)加入由玻璃纖維增強(qiáng)的復(fù)合樹(shù)脂，發(fā)現(xiàn)復(fù)合物的聚合收縮率下降［13］。此后，又將納米SiO2顆粒加入上述復(fù)合物中，除了發(fā)現(xiàn)加入納米粒子后可使聚合收縮降低外，他們還發(fā)現(xiàn)聚合收縮的降低與納米粒子的添加量和聚合溫度相關(guān)［14］。

本文作者：郭秀芳作者單位：鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司弓礦公司機(jī)械廠(chǎng)

納米耐磨符合圖層的運(yùn)用

納米材料顆粒之間都存在著范德華力、庫(kù)侖力等,甚至有些顆粒還會(huì)和化學(xué)鍵結(jié)合,結(jié)果導(dǎo)致了陶瓷顆粒很容易出現(xiàn)團(tuán)聚,而且顆粒愈小,團(tuán)聚就越緊,在這種情況下,納米材料應(yīng)有的良好性能就比較難以充分發(fā)揮出來(lái)。就解決方式而言,一般通過(guò)施加機(jī)械能,或者引發(fā)化學(xué)作用這兩種途徑進(jìn)行解決,不過(guò)硬團(tuán)聚由于顆粒之間結(jié)合的比較緊密,單純的通過(guò)化學(xué)作用是遠(yuǎn)不能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)的,所以還需要另外施加一個(gè)比較大的機(jī)械力,例如剪切力、撞擊力等。通過(guò)這些里對(duì)材料的結(jié)合力進(jìn)行破壞。

納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中的應(yīng)用

一般而言,對(duì)于靜態(tài)的密封比較容易解決,通?？梢圆捎盟芰?、金屬、橡膠等材料制作的O型環(huán)當(dāng)做密封的元件,將其密封。但對(duì)于動(dòng)態(tài)的密封,特別是旋轉(zhuǎn)條件下的密封則一直沒(méi)有好的解決方式。在高速、高真空條件下一般不能進(jìn)行動(dòng)態(tài)密封,而納米磁性液體則帶來(lái)了一種新的解決方式。納米技術(shù)對(duì)磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中的應(yīng)用取得了很大的促進(jìn)作用。我國(guó)南京大學(xué)已經(jīng)成功進(jìn)行了多種磁性液體的制成,比如硅油、水基、烷基、二脂基等。而在磁性液體的應(yīng)用方面,電子計(jì)算機(jī)的硬盤(pán)在防塵密封方面就普遍采用了磁性液體。而在潤(rùn)滑劑的制造方面,對(duì)新型潤(rùn)滑劑的制造也起到了較大的促進(jìn)作用。

(1)納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中應(yīng)用的尺寸效應(yīng)在納米技術(shù)領(lǐng)域,其顯著成果之一就是在旋轉(zhuǎn)軸中,對(duì)傳統(tǒng)的尺寸單位進(jìn)行了縮小,以前的計(jì)量單位級(jí)為毫米,而今則是納米級(jí),而1納米僅相當(dāng)于1毫米的百萬(wàn)分之一,如果運(yùn)用在機(jī)械工程之中,那么機(jī)械的體積會(huì)因?yàn)榧{米技術(shù)的應(yīng)用而極大的降低,在此基礎(chǔ)上就有了微型機(jī)械為代表的新型機(jī)械的誕生和生產(chǎn)。實(shí)際上,這種微型化并不僅僅是單純意義上的尺度上發(fā)生了重大變化,而更多的是指可以成批進(jìn)行制作生產(chǎn)微傳感器、集合微結(jié)構(gòu)、微驅(qū)動(dòng)器、微電路等處置裝置于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。系統(tǒng)中的大部分都運(yùn)用了納米技術(shù)成果,因此,從某種意義上說(shuō),其已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)機(jī)械的概念和范疇。可以說(shuō)微型機(jī)械是以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ),在整個(gè)納米科技中具有重要地位,采用嶄新技術(shù)路線(xiàn)和思維方式的具有劃時(shí)代意義的產(chǎn)物。

本文作者：尹俊峰王義剛

在S系統(tǒng)的SIPOABS數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索，得到1449件申請(qǐng)人國(guó)別為中國(guó)（CN）的納米技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)，轉(zhuǎn)庫(kù)到DWPI中后，得到673個(gè)專(zhuān)利族。以下分別對(duì)這些申請(qǐng)的年代分布、細(xì)分領(lǐng)域（技術(shù)主題）分布、主要申請(qǐng)人分布和主要申請(qǐng)國(guó)別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

專(zhuān)利申請(qǐng)量的年度分布

筆者對(duì)上述673個(gè)專(zhuān)利族的最早公開(kāi)年和最早優(yōu)先權(quán)年分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到1991～2012年納米技術(shù)領(lǐng)域中，我國(guó)申請(qǐng)人的國(guó)外專(zhuān)利申請(qǐng)量的年度分布狀況，見(jiàn)圖1所示。從圖1可以看出，在納米技術(shù)領(lǐng)域，中國(guó)申請(qǐng)人在國(guó)外的專(zhuān)利申請(qǐng)最早可以追溯到1991年（優(yōu)先權(quán)日在1991年），但是中國(guó)申請(qǐng)人的相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)較少，直至2000年才達(dá)到10件。2000年以后，中國(guó)申請(qǐng)人在國(guó)外的相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)量有所增加，并在2007年前后達(dá)到一個(gè)峰值，接近100件，這一階段為快速發(fā)展階段。2007年至今，中國(guó)申請(qǐng)人在國(guó)外的相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)量出現(xiàn)下降趨勢(shì)，筆者分析，其原因可能有兩點(diǎn)：首先，2010年以后的申請(qǐng)還沒(méi)有全部公開(kāi)，因此無(wú)法統(tǒng)計(jì)在內(nèi)；其次，一般而言，前沿科技領(lǐng)域較傳統(tǒng)領(lǐng)域受?chē)?guó)際經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響大，2008年爆發(fā)國(guó)際金融危機(jī)、近期的歐債危機(jī)以及目前國(guó)際經(jīng)濟(jì)環(huán)境低迷等是導(dǎo)致2008年至今中國(guó)申請(qǐng)人在國(guó)外的相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)量減少的因素。

技術(shù)主題的分布情況

筆者分析了在納米技術(shù)領(lǐng)域，中日韓三國(guó)申請(qǐng)人向國(guó)外申請(qǐng)專(zhuān)利的情況，統(tǒng)計(jì)了在八個(gè)細(xì)分領(lǐng)域中中日韓三國(guó)申請(qǐng)人的國(guó)外專(zhuān)利申請(qǐng)量，見(jiàn)圖2所示。從圖2可知，在納米技術(shù)領(lǐng)域，中國(guó)申請(qǐng)人在國(guó)外的專(zhuān)利申請(qǐng)主要集中在“用于信息加工、存儲(chǔ)或傳輸?shù)募{米技術(shù)”和“用于材料和表面科學(xué)的納米技術(shù)”兩個(gè)細(xì)分領(lǐng)域中，這與韓國(guó)和日本申請(qǐng)人在國(guó)外的專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)相同，可見(jiàn)這兩個(gè)細(xì)分領(lǐng)域是現(xiàn)在的熱點(diǎn)。而在“納米光學(xué)”領(lǐng)域，中國(guó)申請(qǐng)人在國(guó)外的專(zhuān)利申請(qǐng)量明顯偏低，這與韓國(guó)和日本的情況不同。結(jié)合圖1、圖2可知，我國(guó)納米技術(shù)的發(fā)展經(jīng)過(guò)了初始階段（2000年之前）、快速發(fā)展階段（2000～2007年），現(xiàn)在已經(jīng)逐步穩(wěn)定。在納米技術(shù)領(lǐng)域，我國(guó)向國(guó)外申請(qǐng)專(zhuān)利的絕對(duì)量還很少，與一些先進(jìn)國(guó)家相比還存在較大差距。