第1章 概述

1.1 纳米生物材料的定义

1959年，美国著名物理学家、诺贝尔物理奖获得者Richard Feynman曾经预言：在设定的空间内可以用特定的技术逐个地排列原子去制造物质。这被人们认为是对纳米材料和纳米技术做出的最早的描述[1～3]。20世纪70年代末，德雷克斯勒成立了NST （Nanoscale Science and Technology）研究组。1981年，第二届国际冶金和材料科学会议上，德国科学家Gleiter报告他已制成了人工纳米材料[4]。1987年，德国和美国同时报道已制备出具有清洁界面的陶瓷二氧化钛[5,6]。但真正标志着纳米技术正式登上人类历史舞台的是1990年在美国巴尔的摩召开的第一届NST会议。1994年，在德国斯图加特举行的第二届NST会议，表明纳米材料已成为材料科学和凝聚态物理等领域的焦点[7]。

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1～100nm）或由纳米粒子作为基本单元构成的材料[8]。目前，国际上将处于1～100nm尺度范围内的超微颗粒及其致密的聚集体以及由纳米微晶所构成的材料统称为纳米材料，其中包括金属、非金属、有机、无机和生物等多种粉末材料[9]。纳米材料与生物体息息相关，生物体中存在大量精细的纳米结构如核酸、蛋白质、细胞器等；骨骼、牙齿、肌腱等器官与组织中也都发现有纳米结构存在。此外，据研究，在自然界广泛存在的贝壳、甲虫壳、珊瑚等天然材料是由某种有机黏合剂连接的有序排列的纳米碳酸钙颗粒构成的[10]。纳米生物材料是指应用于生物领域的纳米材料与纳米结构，包括纳米生物医用材料、纳米药物及药物的纳米化技术[11]。从狭义上讲，纳米生物材料即为纳米生物医用材料，是指对生物体进行诊断、治疗和置换损坏的组织、器官或增进其功能的具有纳米尺度的材料[12]。纳米材料所具有的独特性能，使其在药物载体控释、组织工程支架、介入性诊疗器械、人工器官材料、血液净化、生物大分子分离等众多方面具有广阔的应用前景。因此，发展纳米生物材料意义重大。