金剛石，它的堅硬和耐磨性廣為人們所知，作為一種超硬刀具材料應(yīng)用于切削加工已有數(shù)百年歷史。但由于它還具有穩(wěn)定性好、生物相容性好等優(yōu)點，符合用于組織切除的手術(shù)刀具對材料的指標要求，因此在醫(yī)用刀具中的應(yīng)用也深受歡迎。

人造金剛石

除此之外，隨著科學家對納米金剛石生物學性能的研究，發(fā)現(xiàn)納米金剛石具有良好的生物相容性、低毒性和具有熒光但無光致漂白等優(yōu)良特性，使得它在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用得到了許多科學家的廣泛關(guān)注。

一、醫(yī)用刀具

按金剛石種類，可分為天然金剛石和人造單晶金剛石，前者用于手術(shù)刀具的刀片材料，后者用于刀片涂層。

金剛石刀具在手術(shù)過程中對手術(shù)部位的擠壓、撕拉損傷小，傷口邊緣整齊、易愈合，目前主要用于眼科、神經(jīng)外科、骨科及口腔科，以及生物組織切片等。

二、醫(yī)用材料

人體植入物是近年來醫(yī)用領(lǐng)域中一個熱門方向，但為滿足人體生理和力學環(huán)境，植入物材料首先要具有良好的耐磨性、抗腐蝕性、生物相容性甚至再生性能。根據(jù)植入組織的不同，植入材料的選擇也有所不同，其中金剛石材料在口腔、骨科等領(lǐng)域有著被看好的前景。

1、口腔科

當臨床應(yīng)用的口腔材料為樹脂材料、鈷鉻合金和純鈦時，雖具有一定的耐磨、耐腐蝕性及生物相容性，但不夠理想。納米非晶金剛石兼有金剛石與納米材料的特性，如高硬度、高耐腐蝕性、高表面活性、高透明度、高耐磨性等，以及良好的生物相容性，是更為理想的口腔材料。

孫延等在PMMA樹脂和純鈦復合材料上，用帶過濾的陰極真空等離子電弧鍍膜技術(shù)鍍上納米金剛石膜，發(fā)現(xiàn)金剛膜與材料結(jié)合良好，鍍上納米金剛石膜后的材料在細胞培養(yǎng)和動物實驗中表現(xiàn)出了良好的生物相容性，且更耐磨。

PMMA樹脂和純鈦復合材料鍍膜前后細胞生長情況

2、骨科

納米金剛石可用于人造關(guān)節(jié)的涂層材料。傳統(tǒng)醫(yī)療植入物多使用鈷、鉻、鎳，然而部分患者對這些金屬過敏，或產(chǎn)生排斥反應(yīng)。金剛石涂層具有良好的生物相容性，不會引起人體的排斥反應(yīng)，且具有抗菌特性可以抑制細菌的滋生。

多種人造關(guān)節(jié)

三、醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著納米技術(shù)的持續(xù)進步，科學家們開始積極地利用納米金剛石顆粒獨特的惰性、生物相容性和根據(jù)需求很容易實現(xiàn)功能工程化設(shè)計的特性于醫(yī)藥領(lǐng)域中，包括載藥、標記、蛋白質(zhì)分離、抗癌治療、殺菌等方面。

1、藥物載體材料

納米金剛石的晶體表面有許多官能團，能和藥物以共價鍵或非共價鍵的方式結(jié)合，把藥物運輸?shù)桨屑毎衅鞴賮戆l(fā)揮藥性。

如：

①納米金剛石表面能吸附胰島素，并保持胰島素活性并調(diào)節(jié)釋放，達到最佳治療效果；

②納米金剛石用于吸附溶菌酶時，能形成抗菌活性更高且具有非入侵性的溶菌酶復合物；

③用于治療白血病的柔紅霉素結(jié)合到納米金剛石表面時，納米金剛石能把藥物運到癌細胞內(nèi)而不被泵出，且納米金剛石由于其非侵入性的大小和獨特的表面特性，可以很容易地釋放，而不堵塞血管。 

2、細胞標記

納米金剛石化學性質(zhì)穩(wěn)定，不易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，且無毒無光致漂白劑，但是可發(fā)熒光。這使納米金剛石比其他熒光標記物更適合用于細胞標記。

CHAO等將溶菌酶-納米金剛石復合物與大腸桿菌相互作用，其不僅表現(xiàn)出較高的抗菌活性，而且可以檢測到納米金剛石的拉曼信號。

3、蛋白質(zhì)分離

納米金剛石有較大的比表面積，且表面附有羧基、內(nèi)脂、羥基、酮和烷基等親和蛋白質(zhì)的化學基團，因而納米金剛石可用于蛋白質(zhì)的分離。其優(yōu)勢在于可簡化提純蛋白質(zhì)過程、縮短分離時間、不使用特殊色譜設(shè)備等，方便科研工作人員的研究工作。

4、抗癌治療

納米金剛石表面具有多種化學基團，它們可用于腫瘤成像和治療，并已成為癌癥治療的重點方向。科學家們發(fā)現(xiàn)紫杉醇與納米金剛石結(jié)合，抗癌活性比單紫杉醇高；10-羥基喜樹堿與納米金剛石結(jié)合，形成10-羥基喜樹堿–納米金剛石復合物，對Hela細胞的體外毒性比單10-羥基喜樹堿強。

參考資料：

1.羅珊，胡小月，王成勇，鄭李娟，趙丹娜，金剛石在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。

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