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第一章 绪论 1

纳米医学 1

纳米生物技术和纳米医学相关的基本要素 2

纳米生物技术与纳米医学之间的关系 3

纳米医学发展的革命性里程碑 4

第二章 纳米技术 6

引言 6

纳米生物技术的分类 6

微（纳）机电系统 7

生物微机电系统 7

微阵列和纳米阵列 8

蛋白质纳米阵列 8

微流体技术和纳米流体技术 8

纳米技术芯片 9

纳米技术在微流体中的使用 10

纳米尺度的操纵和可视化 11

原子力显微镜 11

磁共振力显微镜 12

扫描探针显微镜 13

近场扫描光学显微镜 13

多单分子荧光显微镜 13

HaloTM LM10纳米表征技术 14

纳米扫描电子显微镜 14

利用银膜超级镜片的光学成像 16

荧光共振能量转移 16

4Pi显微镜 16

悬臂梁的原理及应用 17

表面等离子体共振 18

纳米颗粒 18

量子点 19

金纳米颗粒 20

硅纳米颗粒 20

脂微粒 21

纳米颗粒组装成纳米胶束 21

纳米颗粒自组装在生物医学中的应用 22

超顺磁性纳米颗粒 22

荧光纳米颗粒 23

与细菌结构有关的纳米生物技术 23

立方体液晶纳米颗粒 24

树丛状纳米球 25

DNA和纳米颗粒偶联 26

DNA八面体 27

富勒烯 27

纳米壳 28

碳纳米管 28

纳米孔 29

纳米硅 30

金纳米颗粒和噬菌体的网络 30

医学基础研究中的纳米技术 31

纳米系统生物学 31

分子马达 31

将量子点伪装为蛋白质进入细胞 34

纳米激光在生命科学中的应用 35

纳米基因组学 36

DNA纳米技术 36

RNA纳米技术 37

纳米生物技术在识别方面的作用 37

临床纳米蛋白质组学 37

多光子检测 38

纳米流液相色谱 38

高场非对称波形离子迁移质谱 38

错误折叠蛋白质的纳米蛋白质组学 39

碳纳米管电子传感器在蛋白质组学中的应用 39

蛋白质合成与单分子检测 39

分子筛阵列芯片 40

以亚纳米级分辨率研究单分子膜蛋白 40

纳米颗粒与蛋白质的相互作用 41

三维细胞培养中的自组装多肽支架技术 41

线粒体研究中的纳米生物技术 42

线粒体研究中的纳米材料 42

纳米激光光谱对线粒体的研究 42

纳米生物技术和离子通道 43

水通道蛋白 43

纳米技术和生物信息学 44

突触的三维纳米图 44

纳米操控 44

原子力显微镜与其他装置联合的纳米操作 45

使用带有纳米针的原子力显微镜进行活细胞手术 45

光镊 45

第三章 纳米分子诊断学 47

引言 47

纳米诊断学 47

纳米技术用于分子诊断学的基本原理 48

纳米阵列用于分子诊断学 48

NanoProTM系统 48

纳米流-纳米阵列设施检测DNA单分子 49

自组装蛋白质纳米阵列 50

微流控芯片上检测化学发光的富勒烯光感器 50

蛋白质微阵列检测纳米颗粒标记的分子 50

蛋白质纳米生物芯片 51

分子诊断的纳米颗粒 51

金纳米颗粒 51

分子诊断量子点 52

磁性纳米颗粒 54

纳米晶体在免疫组织化学中的应用 56

纳米颗粒在成像中的应用 56

原子力显微镜在染色体研究中的应用 59

纳米孔技术在分子诊断中的应用 59

DNA-蛋白质和DNA-纳米颗粒偶合物 60

共振光散射技术 61

用于分子诊断的DNA纳米机器 62

纳米条形码技术 62

用于基因多态性分型的纳米条形码颗粒技术 62

用于描绘多基因表达谱的量子点纳米条形码 63

蛋白质的生物条形码检测 63

用于DNA分析的单分子条形码系统 64

基于纳米颗粒的DNA比色检测方法 64

用金纳米颗粒探针进行SNP基因分型 65

基于纳米颗粒的上转换发光技术 65

表面增强共振拉曼光谱 65

发射近红外（NIR）的聚合体 66

纳米生物技术检测蛋白质 66

蛋白质的近端延伸适体诊断 67

纳米生物传感器 67

悬臂梁作为传感器用于分子诊断学 67

碳纳米管生物传感器 69

基于FRET的DNA纳米传感器 70

离子通道开关的生物传感器技术 71

电子纳米生物传感器 71

电化学纳米生物传感器 72

石英纳米天平生物传感器 72

病毒纳米传感器 72

PEBBLE纳米传感器 73

微针镶嵌的生物传感器 73

光学生物传感器 73

纳米线生物传感器 77

纳米级可擦除生物检测仪 78

发展纳米生物传感器的问题 79

纳米诊断技术的应用 79

纳米技术用于分子生物标志物检测 79

泛荧光碳纳米颗粒体内示踪治疗细胞 80

监测纳米颗粒标记的植入神经干细胞 80

纳米生物技术用于单分子检测 81

蛋白酶激活的量子点探针 81

用于即时诊断的纳米技术 81

用于战场的纳米诊断 83

诊断与治疗相结合的纳米诊断技术 83

纳米诊断学结语 83

纳米诊断技术的应用前景 84

第四章 纳米制药 86

引言 86

纳米生物技术在药物研发方面的应用 86

金纳米颗粒用于药物研发 86

量子点用于药物研发 87

纳米激光用于药物研发 87

纳米颗粒连接小分子进行细胞定位 87

药物研发中原子力显微镜用于生物分子相互作用研究 88

纳米仪器用于药物研发 88

依靠纳米技术在细胞水平上的药物设计 89

基于纳米生物技术的药物生产 89

作为药物的树丛状纳米球 89

作为潜在药物的富勒烯 89

纳米抗体 90

纳米生物技术在未来药物研发中的作用 91

纳米生物技术用于药物输送 92

纳米尺度的药物输送 92

运用纳米生物技术解决药物输送的问题 92

纳米悬浮颗粒物 93

纳米技术对不溶性药物的增溶作用 93

吸附性增强的纳米药物 93

药物输送材料的理想性质 93

纳米材料和纳米生物技术用于药物输送 94

病毒作为纳米材料用于药物输送 95

基于纳米颗粒的药物输送 95

金纳米颗粒作为药物载体 96

磷酸钙纳米颗粒 96

环糊精纳米颗粒用于药物输送 96

树丛状纳米球用于药物输送 97

富勒烯复合物用于多肽的细胞内运输 97

多聚物纳米颗粒 98

陶瓷纳米颗粒 99

纳米晶体 99

纳米颗粒相互连接成球形 100

疏水药物包入纳米颗粒 101

特洛伊纳米颗粒 101

自组装纳米颗粒用于细胞内药物传输 102

颗粒在非浸润模板上的复制 102

快闪纳米沉降法 102

纳米颗粒复合物用于药物输送 103

脂质体 105

包含富勒烯的脂质体 105

聚合脂质体纳米颗粒 105

采用纳米颗粒稳定磷脂脂质体 106

脂质纳米颗粒的应用 106

脂质体-纳米颗粒复合物 107

纳米球 107

纳米球蛋白笼 108

纳米囊泡技术输送多肽 108

纳米管 108

脂质-蛋白纳米管用于药物输送 109

单壁碳纳米管用于药物输送 109

多水高岭石纳米管用于药物输送 109

纳米蜗壳用于药物输送 110

基于纳米生物技术的透皮给药 111

纳米药物贴剂的转运 111

纳米细胞透皮给药系统 111

短链醇类磷脂脂质体的经皮给药 112

基于纳米颗粒的内耳药物输送 112

基于纳米颗粒的肺部药物输送 113

基于纳米颗粒的鼻腔给药 113

纳米颗粒黏膜给药 114

展望纳米技术为基础的药物输送 114

纳米分子阀控制药物释放 114

纳米马达的药物传递 115

第五章 纳米技术在生物疗法中的作用 116

引言 116

疫苗接种 116

纳米生物技术在疫苗运载系统中的应用 116

细胞疗法 117

纳米生物技术和细胞移植 118

干细胞疗法中的纳米生物技术 118

基因治疗 118

纳米颗粒介导的基因治疗 119

纳米棒基因治疗 125

纳米机器用于基因输送 125

脉冲磁场和超顺磁性纳米颗粒的应用 125

用于基因治疗的纳米复合材料 126

用于经口基因输送的非离子型聚合物胶束 126

同时输送抗癌药物和DNA的纳米载体 126

反义治疗 127

反义纳米颗粒 127

树丛状纳米球用于反义药物输送 127

用于反义药物给药系统的聚甲基丙烯酸酯纳米颗粒 128

RNA干扰 128

纳米颗粒输送siRNA 128

静脉注射含有siRNA的靶向纳米颗粒 129

纳米脂质体输送siRNA 129

量子点监测RNAi输送 130

第六章 应用于内科和外科临床的纳米装置 131

应用于临床诊断的纳米装置 131

纳米内镜 131

纳米技术在放射医学中的应用 132

应用纳米颗粒实现高分辨率超声成像 132

纳米生物技术和药物输送载体 132

用微小聚合物包裹种植体 133

纳米封装 133

用于细胞治疗的微容器传输系统 134

钛植入药物输送装置中的纳米孔膜 135

用于药物输送的纳米瓣膜 135

用于药物输送的纳米芯片 136

用于外科手术的纳米工具 136

用于外科手术止血的纳米技术 137

用于微创手术的生物传感器导管 137

纳米激光手术 138

应用于外科手术的纳米机器人技术 138

第七章 纳米肿瘤学 140

引言 140

纳米技术检测癌细胞 140

量子点用于癌症诊断 140

树丛状纳米球用于检测癌细胞凋亡 141

金纳米颗粒用于癌症诊断 141

纳米管用于发现癌症蛋白 142

纳米颗粒用于肿瘤的光学成像 143

纳米激光光谱用于单细胞的癌症探测 143

纳米技术为基础的癌症单分子检测 143

癌症的植入型磁性探测 144

纳米线生物芯片用于癌症生物标记的早期发现 144

纳米技术用于癌症成像 144

纳米颗粒-MRI用于跟踪癌症患者体内的树枝状细胞 144

纳米颗粒-CT扫描 145

用于淋巴结成像的量子点 145

双模式纳米颗粒用于肿瘤成像 146

基于纳米颗粒的成像技术在抗癌药物临床试验中的应用 146

纳米技术用于癌症治疗 147

纳米颗粒用于肿瘤定位 147

基于纳米壳的肿瘤治疗 147

基于纳米体的癌症治疗 149

治疗癌症的纳米炸弹 149

基于纳米生物技术的抗癌药物输送 150

用于抗癌药物输送的纳米颗粒 150

纳米颗粒对肿瘤细胞靶向输送药物 158

利用纳米颗粒输送药物克服多药耐药性 166

基于纳米技术的癌症治疗装置 167

纳米颗粒与物理治疗结合消除肿瘤 168

RNA纳米技术在肿瘤基因治疗中的应用 171

纳米颗粒用于同时装载多种抗癌药物 171

肿瘤的诊断和治疗相结合 172

生物相容性纳米颗粒靶向治疗肿瘤 172

树丛状纳米球在靶向用药和肿瘤成像中的应用 172

金纳米棒在肿瘤的诊断和激光热疗中的应用 172

磁性纳米颗粒在肿瘤治疗和成像技术中的应用 173

pHLIP纳米技术在肿瘤诊断和靶向治疗中的应用 173

抗体修饰磁性纳米颗粒在肿瘤靶向治疗中的应用 173

纳米气泡在超声成像和靶向肿瘤治疗中的应用 174

纳米颗粒在化疗和放射疗法防护中的作用 174

纳米传感器在癌症外科手术中的作用 175

基于纳米技术的杀癌装置 175

第八章 纳米神经学 176

引言 176

用于神经系统的纳米生物技术 176

监测脑活动的纳米线 176

示踪中枢神经系统巨噬细胞的纳米颗粒和MRI 176

细胞特异性超小超顺磁性三氧化二铁MRI造影剂 177

基于纳米技术的中枢神经系统给药 177

输送维生素E的纳米胶囊治疗中枢神经系统疾病 178

纳米颗粒技术用于药物的跨血脑屏障输送 178

应用NanoDelTM技术穿越血脑屏障 179

纳米医学技术改良药物的血脑屏障穿透性 179

用于中枢神经系统的纳米技术装置和植入材料 179

中枢神经系统干细胞治疗的示踪纳米颗粒和MRI 179

纳米技术在神经保护方面的应用 180

基于富勒烯的神经保护抗氧化剂 180

二氧化铈纳米颗粒作为神经保护抗氧化剂 181

应用于神经再生的纳米技术 181

纳米管-神经元电界面 181

纳米颗粒薄膜神经界面的光化学激活 182

纳米神经外科学 182

飞秒激光神经外科 182

纳米纤维通过神经祖细胞辅助中枢神经系统再生 183

纳米纤维脑植入子 183

辅助神经外科的纳米颗粒 184

修复中枢神经系统的纳米支架 184

修复脊髓损伤的纳米颗粒 185

治疗脑肿瘤的纳米生物技术 185

第九章 纳米心脏病学 188

引言 188

基于纳米技术的诊断和治疗 188

全氟碳纳米颗粒在心血管疾病中的应用 188

睡眠呼吸暂停综合征的心脏监测 188

动脉粥样硬化斑块的检测和治疗 189

基于纳米技术的心血管疾病治疗 189

用于动脉粥样硬化斑块的纳米脂质阻滞剂 189

基于纳米技术的心血管药物输送 189

靶向输送心血管药物的脂质体纳米器件 189

包载抗再狭窄药物的生物可降解纳米颗粒 190

纳米材料包被的药物洗脱支架 190

可增强药物洗脱支架相容性的纳米孔 191

载有低分子肝素的多聚纳米颗粒 191

治疗心肌缺血的注射用多肽纳米纤维 191

针对不稳定斑块的纳米技术 192

纳米纤维输送IGF-1提高心肌梗死细胞的治疗效应 192

组织工程与心血管再生 193

心血管外科中的纳米生物技术 193

经皮冠状动脉血管成形术后再狭窄 193

基于纳米技术的个体化心脏病学 194

监测凝血障碍 194

第十章 纳米矫形术 196

减少矫形植入体不良反应 196

增加骨细胞在矫形植入体表面的活性 196

纳米骨植入体 197

人造纳米材料的骨植入体 197

碳纳米管骨生长支架 198

线性排列的纳米管可改进人工关节性能 198

膝关节软骨障碍 199

第十一章 纳米微生物学 201

引言 201

纳米生物技术和病毒学 201

纳米颗粒与病毒相互作用的研究 201

病毒感染性疾病的病理机制研究 201

用纳米过滤技术清除血液制品中的病毒 202

纳米细菌与人类疾病 202

纳米细菌与肾结石的形成 203

纳米细菌与心血管疾病 203

用于检测传染性病原体的纳米生物技术 204

用于检测细菌的噬菌体触发离子串联传感器 204

利用表面增强拉曼散射效应检测病毒 204

单个病毒颗粒的检测 205

荧光量子点探针检测呼吸道病毒感染 205

纳米技术相关的杀菌剂 207

杀菌的纳米粉末 207

检测和杀灭细菌的纳米管 207

防御炭疽袭击的碳纳米管 208

抗微生物的纳米乳 208

预防感染的银纳米颗粒涂料 209

纳米抗病毒制剂 209

抗病毒的纳米涂层 209

抗病毒制剂富勒烯 210

纳米杀病毒剂 210

纳米杀病毒剂的优点 211

纳米疫苗 212

病毒性疾病中的血液纳米过滤 213

对抗生物武器的纳米制剂 213

第十二章 纳米眼科学 214

引言 214

纳米载体在眼科药物中的应用 214

纳米颗粒为载体的眼科药物 214

用于眼睛的非病毒载体转基因的DNA纳米颗粒 216

基于纳米技术的眼病治疗学 216

树丛状纳米颗粒在眼科中的应用 216

抑制新生血管形成的纳米技术 217

纳米生物技术在视神经再生中的应用 217

视网膜退行性病变基因治疗的DNA纳米颗粒 217

纳米生物技术用于青光眼治疗 218

第十三章 再生医学和组织工程 219

纳米生物技术在组织工程学方面的应用 219

三维纳米纤维支架 219

用于纳米生物微加工的静电纺丝技术 220

组织工程和药物输送联合应用的纳米材料 220

器官移植及功能辅助的纳米生物技术 221

器官移植无需用药的外泌体 221

纳米生物技术与器官辅助装置 222

应用于肾衰竭的人肾单位纳米过滤器 222

肾血液透析膜 223

第十四章 纳米技术在各领域中的应用 224

纳米皮肤病学 224

治疗皮肤疾病的纳米产品 224

纳米肺病学 225

给肺输送药物的纳米颗粒 226

纳米颗粒药物喷雾吸入剂 226

用于肺部基因导入的DNA纳米颗粒 226

抗氧化应激的纳米医学 227

纳米抗氧化剂 227

抗氧化纳米颗粒治疗氧化应激引起的疾病 227

纳米老年医学 227

纳米免疫学 228

用于伤口愈合的纳米技术 228

治疗糖尿病的纳米技术 229

监测血糖的纳米感受器 229

基于纳米技术的糖尿病治疗药物输送方法 230

基于纳米技术的胰岛素给药仪器 230

纳米技术在疼痛治疗上的应用 230

纳米牙科学 231

黏合材料 231

龋齿治疗 231

治疗牙本质过敏症的纳米球 232

用于牙科充填的纳米材料 232

纳米生物技术与营养学 232

纳米生物技术与食品工业 233

纳米技术在个体化营养中的作用 234

纳米生物技术在公共卫生中的应用 234

纳米生物技术在生物防御中的作用 234

纳米混悬剂治疗生物武器导致的疾病 234

纳米颗粒用于解毒 234

清除血液中毒素 235

血液代用品 235

第十五章 纳米医学的伦理、安全和管理问题 237

引言 237

纳米药物的伦理、法律和社会内涵 237

纳米伦理学 237

纳米生物技术的安全考虑 238

纳米颗粒的毒性 239

纳米颗粒在人体内的归宿 241

纳米颗粒的肺部效应 241

纳米颗粒的血液相容性 243

纳米颗粒从母体到胎儿的传播 243

纳米颗粒的细胞毒性 244

纳米颗粒在脑部的积累 244

降低纳米颗粒毒性的措施 244

关于纳米颗粒安全性评价的小结 245

纳米颗粒的环境效应研究 245

生物和环境纳米技术中心 246

在确定纳米颗粒安全性问题上纳米技术公司所做的努力 247

公众对于纳米安全性的理解 248

消费者暴露于纳米材料的风险评估 248

FDA对纳米生物技术产品的监管 249

FDA纳米技术特别工作组 250

FDA与纳米技术相关部门/组织的合作 251

欧盟对纳米技术的监管 252

英国政府关于纳米颗粒安全性的政策 253

英国皇家学会的安全建议 253

欧洲纳米化妆品安全委员会 254

第十六章 全球的纳米医学发展和商业化 255

引言 255

纳米医学市场 255

纳米生物技术对当前医药市场的影响 255

欧盟的纳米生物技术现状 256

Nano2Life 257

欧洲的纳米医学技术平台 257

澳大利亚纳米生物技术的发展 258

发展中国家的纳米医学 258

大型制药公司和纳米医学 259

发展纳米医学的推动力 259

化学工业和政府的协作 259

医疗保健方面使用纳米技术的公司 260

第十七章 纳米医学中的研究与教育 262

引言 262

卫生保健专业人员的教育 262

公众教育 262

研究中心的纳米生物技术研究 263

第十八章 纳米医学的未来与展望 267

纳米医学的前景 267

美国联邦基金支持纳米生物技术 267

NIH支持纳米医学研究 268

NCI纳米技术联盟与癌症治疗 269

NCI发起的癌症纳米技术的研究 269

微型器械和分子医学全球计划 271

纳米生物技术在个性化用药中的作用 272

纳米生物技术用于癌症的个性化干预 272

参考文献 273

索引 296