纳米碳管将推动医疗器械领域的革新 |
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所谓的“纳米碳管”是一种由管状同轴纳米管组成的碳分子材料。纳米碳管具有超强抗拉强度、抗疲劳性及良好的导电性。主要分为单层碳管和多层碳管两类。最近两年,发达国家发现它在医疗器械领域有良好的应用前景。
一、丝网材料
美国研制出一种中性纳米碳管丝网新材料。这种网状材料可将集成电路等与神经细胞连接在一起,可用于控制病痛。研究人员说,利用纳米碳管丝网不仅可制造植入式器械和电子止痛器,甚至可测知神经细胞发出的极微弱电流,因此采用这种新材料还可生产控制癫痫发作和控制肌肉收缩的一些新型电子医疗器械产品,如老年妇女尿失禁和帕金森病等的治疗器械。
二、涂层植入式电极
利美国得克萨斯州立大学的研究人员进行了深入的研究。他们发现,在植入式电极表面涂上一层纳米碳管材料后,植入式电极的工作寿命得到显著延长。新研制的纳米碳管涂膜植入式电极在灵长目动物身上进行的实验已取得令人满意的结果。
三、涂层专用喷嘴
如果在市场上现有的各种植入式或外科用医疗器械产品(如血管支架、导管、微囊、心脏起搏器、内窥镜、心脏瓣膜、血糖检测仪、传感器、医用纺织品、输血管/抽血管、整形外科器械、假肢或假体、诊断设备等)的表面涂上一薄层纳米碳管外膜,就能大大改善它们的工作性能,并使其更好地与人体组织相容。
但是,这在技术上存在一定难度。不过,美国Sono-Tek’s超声仪器公司不久前开发上市了一种新型喷嘴“Accumist”。这种产品可在瞬间将纳米碳管材料喷涂在多种植入式器械产品或外科器械产品表面,而且涂层非常牢固,不易脱落。它较传统喷涂技术能降低80%的纳米碳管材料用量。这种纳米碳管涂膜专用喷嘴也是全球第一台低压超声原子单层喷嘴,该产品已投入批量化生产。
四、多功能纳米碳管线
美国辛辛那提大学的纳米碳管实验室利用特种技术将纳米碳管纺成线。这种碳管线在军事通讯和民用产品领域有着广泛的用途。辛辛那提大学科研人员研制的纳米碳管线的直径仅有25微米,肉眼基本看不见,其可被加工成可降解的植入式医疗器械产品,从而改变现有植入式器械产品在失效后必须手术取出的麻烦。
五、纳米碳管应用于假体
绝大多数假体只能使用10-15年。此后,患者又要接受二次手术更换假体。西班牙国家医学技术研究所的两位博士开发出一种以二氧化锆为基材,表面涂有纳米碳管的系列新型假体,包括人工膝关节、人工髋关节、义齿等,其使用寿命长达150年。也就是说,一旦植入这种假体,患者无需再次更换。
但是二氧化锆是多种人工陶瓷材料的主要成分,其缺点是易磨损。西班牙科研人员利用特种喷涂技术将纳米碳管喷涂在生物陶瓷制假体表面,等于为其穿上了一身耐磨的“紧身衣”。
六、生物传感器
有一种生物传感器的外表面涂有一层纳米碳管,它事先吸附了癌细胞特定抗体,将病人的一滴血滴在这种生物传感器上,癌细胞会迅速与抗体反应。医生通过特制光学仪器可观察到这一反应,从而确定病人体内是否有癌细胞及癌细胞数量。这种新型纳米碳管医疗器械灵敏度极高,可诊断出多种早期癌症。
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