中國(guó)粉體網(wǎng)訊 當(dāng)前，新型冠狀病毒肆虐中國(guó)，截至2月7日24時(shí)，31個(gè)�。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)累計(jì)報(bào)告，現(xiàn)有確診病例31774例，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過2003年的非典確診人數(shù)。既往幾種疑難病毒(如HIV、HBV、PIV等)尚未攻破,新的變異病毒(如SARS冠狀病毒、禽流感病毒和甲型H1N1流感病毒等)又冒現(xiàn)在人類面前,嚴(yán)重影響人類的健康。許多病毒,如流感病毒、SARS冠狀病毒、禽流感病毒和人類免疫缺陷病毒等感染難以控制,其主要原因是這些病毒在黏膜表面感染、抗原性弱且容易發(fā)生抗原變異和耐藥性突變,從而導(dǎo)致了臨床上對(duì)這些病毒的預(yù)防或治療效果不佳。
感染性疾病的檢測(cè)、預(yù)防和治療是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的難題。目前對(duì)病毒感染性疾病的控制以疫苗預(yù)防為主，但對(duì)已建立的病毒感染還沒有有效的治療策略。但隨著醫(yī)學(xué)研究的進(jìn)步，研究者發(fā)現(xiàn)，世界上存在著一些抗病毒的材料，有些已經(jīng)有了臨床應(yīng)用。
磷酸鈣
生物礦物按照其組成可分為以下幾種：鈣化的生物礦物和非鈣化的生物礦物。其中鈣化的礦物主要包括碳酸鈣（方解石、文石、球霞石和無定型碳酸鈣）和磷酸鈣（羥基磷灰石、磷酸八鈣等）。磷酸鈣是高等哺乳動(dòng)物中常見的生物礦物。生物體內(nèi)的磷酸鈣與自然界礦物中所對(duì)應(yīng)的磷酸鈣基本相同，其代表為磷灰石類晶體，是脊椎動(dòng)物中骨和牙等硬組織的主要無機(jī)組成部分。同樣的，哺乳動(dòng)物中也存在病理性鈣化現(xiàn)象，其主要組分也是磷酸鈣。由于磷酸鈣材料與生物無機(jī)鈣化組織在化學(xué)結(jié)構(gòu)上具有類似性，因此這類材料具有很好的生物兼容性，所以被廣泛用來發(fā)展醫(yī)學(xué)生物材料，是生物材料研究的焦點(diǎn)。
磷酸鈣(Caps)是骨和牙齒的主要無機(jī)成分，并在人們的生命中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。Caps材料的生物醫(yī)學(xué)研究在20世紀(jì)70年代迅速發(fā)展，并被廣泛地用于骨科和牙科領(lǐng)域；可以金屬植入物上的薄涂層等形式應(yīng)用于人工骨移植替代物。
磷酸鈣制備方法主要包括凝膠溶膠法，共沉淀法。乳化法、水熱法、無機(jī)化學(xué)法、超聲法、微波技術(shù)、模板法、乳化水熱聯(lián)用法以及微波水熱聯(lián)用法。通過這些方法，可以制備出不同結(jié)構(gòu)，不同的形貌的磷酸鈣：包括針狀、球狀、纖維狀、多孔狀、棒狀、空心球狀、層狀以及花狀結(jié)構(gòu)。
金納米顆粒
金納米顆粒（AuNPs）已經(jīng)成為了一個(gè)理想的遞送系統(tǒng)，應(yīng)用在不同類型的細(xì)胞體系中用于藥物的轉(zhuǎn)運(yùn)以及釋放。這種理想的遞送性能與金納米顆粒的許多特性密切相關(guān)。（1）在金納米顆粒中，金核是完全天然的、無毒和生物相容，這就為載體構(gòu)建提供一個(gè)理想的起點(diǎn)；（2）金納米顆粒具有比較廣泛的尺寸范圍（1-150nm）能夠方便的進(jìn)行分散和尺寸控制，而尺寸和分散性是藥物遞送系統(tǒng)的關(guān)鍵因素；（3）金納米顆粒具有尺寸和形貌依賴的光電效應(yīng)；（4）金納米顆粒具有更高的表面積更有利于藥物的負(fù)載；（5）金納米顆粒高度可調(diào)諧和多價(jià)的表面結(jié)構(gòu)為多個(gè)治療藥物或生物大分子通過共價(jià)或共價(jià)偶聯(lián)到顆粒表面提供多種可能性。
目前，對(duì)于金納米顆粒的合成主要是基于在穩(wěn)定劑存在下還原氯金酸。最常用的方法是采用檸檬酸鈉還原的合成方法，包括使用檸檬酸鹽還原氯金酸成核。另一種方法是采用甲醛提取藥用植物作為還原劑，生產(chǎn)“綠色”或環(huán)境友好型的納米顆粒。用種子介導(dǎo)的納米顆粒生長(zhǎng)也是一種精確控制金納米顆粒尺寸與形狀的常用方法。在這種方法中，首先合成小尺寸的金納米顆粒，然后將小尺寸的納米顆粒作為種子（成核中心）制備大尺寸的納米顆粒。
銀納米材料
在眾多抗微生物材料中，納米銀的研究最為透徹，并且已經(jīng)有了醫(yī)療應(yīng)用。銀的抗菌性質(zhì)在古代已經(jīng)有所了解，金屬銀、硝酸銀及磺胺嘧啶銀杯用于燒傷傷口的處理、牙科等細(xì)菌疾病的控制。
在眾多金屬及其氧化物納米粒子中，銀納米粒子抗微生物效果最好，研究也最為廣泛。許多研究者們已經(jīng)證實(shí)銀納米粒子對(duì)細(xì)菌、病毒、真菌均具有有效的抑制作用，尤其對(duì)抗生素耐藥的菌株也擁有很好的抑制生長(zhǎng)效果。
不同大小的銀納米顆�？咕Ч煌话闫湫ЧS粒徑的增大而減弱。除了銀納米顆粒以外，其他形狀的銀納米材料，如銀納米線、銀納米棒及銀納米角等也具有抗微生物作用，但是在抗菌效果上有所差異。
另外，納米銀在臨床上泌尿外科、骨科、口腔外科、皮膚科和燒燙傷外科治療中，納米銀都可以抑制多種病原菌的生長(zhǎng)，許多外傷敷料、醫(yī)療器械涂層及口罩中均含有納米銀。
納米材料抗菌機(jī)制
作為一種未來很有潛力的抗菌抗病毒材料,納米銀安全有效地應(yīng)用于人體顯得尤為重要。我們不僅要在細(xì)胞水平或動(dòng)物水平上研究納米銀的毒副作用,更要在人體內(nèi)進(jìn)行科學(xué)研究,證實(shí)納米銀具有高效的抗病毒作用又對(duì)人體無害。
氧化鉬納米材料
氧化鉬納米材料在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用研究目前較少。隨著納米醫(yī)學(xué)科學(xué)的發(fā)展，納米氧化鉬一些新的功能逐漸被發(fā)掘，尤其是在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用上展現(xiàn)出廣闊的前景。如具有特異性表面形貌的氧化鉬納米盤可以很好地用于抗菌應(yīng)用；二維層狀氧化鉬納米片具有等離子體共振效應(yīng)，可吸收近紅外光，使其在光聲診療、腫瘤的光熱清除等生物醫(yī)學(xué)上均有廣泛的應(yīng)用；三氧化鉬納米空心球則在難溶藥物負(fù)載和傳遞上有很大的應(yīng)用潛力；2nm尺寸的三氧化鉬納米顆粒能夠作為生物酶催化劑，通過電子轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)亞硫酸鹽氧化酶活性。
其他金屬納米材料
金、銅、氧化鋅、二氧化鈦等納米粒子均具有抗菌及抗病毒活性。重金屬銀、銅、鉛、汞等鹽類均能與蛋白質(zhì)中的巰基發(fā)生反應(yīng)，或置換酶中的金屬離子，使大多數(shù)酶失活。因此，重金屬離子具有廣譜的抗菌、抗病毒活性。
值得注意的是，雖然金屬納米材料具有優(yōu)秀的抗菌及抗病毒活性，但其毒性機(jī)理還存在一定的爭(zhēng)議，金屬離子的釋放會(huì)對(duì)環(huán)境及人體造成潛在的威脅。
碳納米材料----富勒烯及其衍生物
Lyon等研究發(fā)現(xiàn)C60處理后的大腸桿菌并沒有檢測(cè)到活性氧物質(zhì)，表明C60抗菌機(jī)理可能并不依賴于活性氧途徑（Lyonetal2008）。也有研究認(rèn)為富勒烯對(duì)原核細(xì)胞的抗菌作用是由細(xì)胞膜的脂質(zhì)過氧化介導(dǎo)的（Sayesetal2005）。另一方面，富勒烯還具有抗病毒的效果。
Friedman等發(fā)現(xiàn)，C60對(duì)人免疫缺陷病毒蛋白酶（HIV）有抑制作用，HIVP是抗病毒的主要靶點(diǎn)，抑制HIVP可以終止HIV的生命周期。
Antonio等將富勒烯與許多單糖結(jié)合合成了一個(gè)大的球形結(jié)構(gòu)，對(duì)埃博拉病毒具有有效的抑制作用。但對(duì)富勒烯的抗菌機(jī)理目前還存在爭(zhēng)議，有學(xué)者認(rèn)為富勒烯可引起光催化作用在真核細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生活性氧物質(zhì)。
碳納米管（CNTs）是一種一維管狀納米材料，由石墨烯片繞中心軸卷曲而成，根據(jù)圓筒層數(shù)可以分為單壁碳納米管（SWCNTs）和多壁碳納米管（MWCNTs）兩類。目前，關(guān)于CNTs抗菌性能的研究報(bào)道較多，其對(duì)細(xì)菌及真菌均有較好的抑制作用，且SWCNTs的抗菌效果優(yōu)于MWCNTs。
Upadhyayula等證明SWCNTs具有極高的吸附能力，其對(duì)枯草芽孢桿菌孢子的吸附能力是活性炭和納米陶瓷的27-37倍，SWCNTs的高吸附能力主要取決于其纖維狀、極大的長(zhǎng)徑比以及較大的比表面積。同吋，CNTs對(duì)細(xì)菌的吸附作用極快，測(cè)試SWCMTs對(duì)枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌及大腸桿菌三種細(xì)菌的吸附動(dòng)力學(xué)速率結(jié)果顯示，95%的細(xì)菌在5-30min時(shí)間內(nèi)即可吸附到SWCNTs表面。
CNTs本身的抗菌性能受眾多因素的影響，直徑較小的SWCNTs有利于分割且更易滲透到細(xì)胞壁中，同時(shí)其較大的表面積則更有利于與細(xì)胞表面接觸和反應(yīng)，因而SMCNTs比MWCNTs的抗菌性能更為優(yōu)異。
石墨烯材料抗菌機(jī)理
氧化石墨烯
2004年，英國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了由碳原子以sp2雜化連接的單原子層構(gòu)成的新型二維原子晶體—石墨烯，其基本結(jié)構(gòu)單元為有機(jī)材料中最穩(wěn)定的苯六元環(huán)，是目前最理想的二維納米材料。
氧化石墨烯作為石墨烯的衍生物，為氧化石墨的剝落物，通過噬斑形成試驗(yàn)、間接免疫熒光及Westernblot驗(yàn)證，研究者發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯納米材料對(duì)偽狂犬病毒（DNA病毒）及豬流行性腹瀉病毒（RNA病毒）均具有很好的抗病毒效果，并且這種抑制效果具有時(shí)間及劑量依賴效應(yīng)。另外，研究者還發(fā)現(xiàn)，二硫化鉬、二硫化鎢等二維片狀納米材料也具有良好的抗病毒效果，但與氧化石墨烯相比，其抑制作用降低。
參考文獻(xiàn)：
宋智勇.基于無機(jī)納米材料的病毒檢測(cè)及抗病毒治療
葉十一.二維類石墨烯材料抗病毒機(jī)理研究
向冬喜等.納米銀抗病毒作用的研究進(jìn)展
鮑濤.氧化鉬納米材料的制備及其種類診療應(yīng)用研究
姜瑩瑩.磷酸鈣/有機(jī)分子納米復(fù)合材料的制備、性能及生物醫(yī)用研究
