纳米医学

纳米医学是纳米技术的医学应用。纳米医学的范围从纳米材料和生物装置的医学应用到纳米电子生物传感器，甚至是分子纳米技术（如生物机器）的未来可能应用。对于纳米目前存在的问题涉及认识有关问题的毒性和环境影响的纳米材料（材料，其结构是纳米，一个的即十亿规模计）。

通过将纳米材料与生物分子或结构连接，可以将功能添加到纳米材料中。纳米材料的大小类似于大多数生物分子和结构的大小。因此，纳米材料可用于体内和体外生物医学研究和应用。迄今为止，纳米材料与生物学的整合已导致诊断设备、造影剂、分析工具、物理治疗应用和药物输送工具的发展。

纳米医学致力于在不久的将来提供一套有价值的研究工具和临床有用的设备。所述的国家纳米技术计划预计，在新的商业应用制药工业，其可以包括先进的药物递送系统、新的疗法和体内成像。纳米医学的研究正在接受美国国立卫生研究院共同基金计划的资助，该项目支持四个纳米医学发展中心。

2015年，纳米医学的销售额达到160亿美元，每年至少要投资38亿美元用于纳米技术的研发。近年来，全球对新兴纳米技术的资金每年增长45％，2013年产品销售额超过1万亿美元。随着纳米医学产业的持续增长，预计它将对经济产生重大影响。

纳米技术提供了使用纳米颗粒将药物递送至特定细胞的可能性。通过仅在病态区域沉积活性剂并且剂量不超过所需剂量，可以显着降低总体药物消耗和副作用。有针对性的药物输送旨在减少药物的副作用，同时减少消耗和治疗费用。药物输送的重点是在体内特定位置以及一段时间内最大化生物利用度。这可以通过纳米工程设备的分子靶向来实现。将纳米级技术用于医疗技术的好处是，较小的设备具有较小的侵入性，并且可以植入体内，而且生化反应时间要短得多。这些设备比典型的药物输送更快，更灵敏。

通过纳米药物递送药物的功效主要基于：

a）药物的有效包封，

b）将药物成功递送至身体的目标区域，以及

c）药物成功释放。

可以设计基于脂质或基于聚合物的纳米颗粒的药物输送系统，以改善药物的药代动力学和生物分布。但是，纳米药物的药代动力学和药效学在不同患者之间差异很大。当设计为避免人体的防御机制时，纳米粒子具有有益的特性，可用于改善药物传递。正在开发复杂的药物输送机制，包括使药物通过细胞膜进入细胞质的能力。触发响应是药物分子更有效使用的一种方式。药物被放置在体内，仅在遇到特定信号时才激活。例如，溶解性差的药物将被存在亲水和疏水环境的药物递送系统取代，从而改善了溶解性。药物输送系统也可能能够通过调节药物的释放来防止组织损伤；降低药物清除率；或降低分布体积，并减少对非目标组织的影响。然而，由于复杂的主体对纳米和微米级材料的反应，这些纳米粒子的生物分布仍然不完善。以及针对身体特定器官的困难。尽管如此，仍在进行大量工作来优化和更好地理解纳米颗粒系统的潜力和局限性。尽管研究的进展证明纳米颗粒可以增强靶向和分布，但是纳米毒性的危险成为进一步了解其医学用途的重要的下一步。

纳米颗粒具有降低抗生素耐药性或用于各种抗菌用途的潜力，目前正在研究中。纳米颗粒也可用于规避多重耐药性（MDR）机制。

分子纳米技术是纳米技术的一个推测性子领域，涉及工程化分子组装者的可能性，这些机器可以在分子或原子尺度上对物质进行重新排序。纳米医学将利用引入人体的这些纳米机器人来修复或检测损害和感染。分子纳米技术具有很高的理论性，试图预测纳米技术可能产生的发明并提出未来研究的议程。分子纳米技术的拟议元素，例如分子组装器和纳米机器人，远远超出了当前的能力。纳米医学的未来发展可能会通过修复许多被认为与衰老有关的过程而延长寿命。纳米技术的创始人之一，埃里克·德雷克斯勒（ K. Eric Drexler）在其1986年的著作《创造的引擎》中提出了细胞修复机器，包括那些在细胞内运行并利用假设的分子机器的细胞修复机器，其中出现了罗伯特·弗雷塔斯关于医学纳米机器人的首次技术讨论。1999年。 未来主义者和超人类主义者雷蒙德·库兹韦尔（ Raymond Kurzweil）在他的《奇点即将来临》一书中指出 他认为，先进的医疗纳米机器人可完全弥补2030年老化的影响根据理查德·费曼，这是他的前研究生和合作者阿尔伯特·希布斯谁最初建议他（大约1959年），一个的想法医疗用途费曼的理论微机械。希伯斯（Hibbs）建议，有一天某些修理机的尺寸可能减小到理论上可以（如费曼所说的）“ 吞下医生 ”的程度。这个想法被并入了费恩曼（Feynman）在1959年发表的论文《底部有足够的空间》。