也许对某些人来说，这听起来有点言过其实，但纳米材料正在彻底改变我们的生活和工作方式，催生了一些世界上前所未有的令人难以置信的应用和技术。
许多传统材料的性能在“缩小”到100纳米或更小的时候会发生巨大的变化。在这个水平上，纳米颗粒(NP)具有很高的表面积与体积比，这使得它具有许多有趣的与尺寸相关的特性，这在一定程度上受到量子物理和化学定律的控制。现在，麻省理工学院的研究人员已经开发了一大只500注册页面轨迹规划模型，该模型可以帮助无人机以高速度飞过以前未开发的区域，同时保持安全。
在过去几年中，各种纳米技术利用了这些特性，在农业、汽车、建筑、电子、环境、可再生能源等行业产生了令人难以置信的创新。
纳米科技在癌症治疗中的应用
functionalisation某些NPs在纳米医学的,意思是“生物友好”的引入有机分子或聚合物表面,导致革命性的应用,如药、治疗和诊断技术,抗菌方法和细胞修复技术,后者由所谓的“纳米机器人”,它利用NP的光、热、电磁和核属性[1]。
当今医学界最具毁灭性的疾病之一就是癌症。纳米技术已经使检测、治疗和治愈许多肿瘤疾病成为可能，而这些疾病在不久前还被认为没有任何治疗手段。
近20年来，用于肿瘤疾病检测和治疗的NPs的研究与开发取得了很大的进展。无人机使用相机将环境捕获为体素，即根据深度信息生成的3D立方体。无人机飞行时，每个大只五佰检测到的体素都会被标记为“无人所知的空间”（不被物体占用）和“被占人的已知空间”（其中包含物体）。其余的环境是“未知空间”。“金牌大只500的目标是可持续生产乙醇等可轻松用作燃料的产品。” “利用二氧化碳还原反应从阳光中一步一步生产它具有挑战性。NPs已被用作造影剂、药物运载工具，以及最近在磁和光子消融治疗中作为启动肿瘤细胞死亡的治疗成分。
所谓的磁性纳米颗粒(MNPs)，具有适当的聚合物或脂质涂层外壳，是一些最广泛使用的NPs(颗粒系统)[2]，由于其强大的温度和尺寸依赖性的磁性[3]。MNPs表面的涂层壳的存在促进了MNPs与生物系统之间良好的相互作用，这是在维持[4]时稳定胶体中的MNPs所必需的。
用磁性纳米颗粒对抗癌症
正确地将MNPs引入体内对于任何成功的医疗应用都是至关重要的。MNPs的大小、形状、表面电荷、疏水性等理化性质需要进行极大的调节，以避开机体的免疫系统，进行成功的内吞作用[5-7]。这可以通过主动和被动瞄准来实现。
当MNPs被注入血液循环系统时，它们主要受到巨噬细胞[8]的作用。巨噬细胞的主要目的是清除体内的任何外源性元素。为了做到这一点，他们捕获任何入侵的实体，并将其集中在巨噬细胞活性高的区域。这种现象导致了巨噬细胞活性高的区域(即肝脏或感染区域)被MNPs被动靶向。
肿瘤内MNPs的优先积累是通过利用其固有的物理化学性质和增强的渗透和保留(EPR)效应来实现的。1986年，Maeda和Matsumura首次研究了EPR效应，用于靶向转移性实体肿瘤。
通过用与靶细胞表面受体特异性结合的配体标记其表面，可以提高MNPs定向到所需靶组织的概率。虽然这种方法大约在40年前就被提出，但配体修饰的MNPs直到最近才为临床试验铺平道路。此外，MNPs可以通过磁场梯度[9]定向到需要的区域。
MNPs可作为热疗(MHT)的热源，MHT是一种新颖、前沿的癌症治疗方法[10,11]。当MNPs受到外部高频磁场时，它们从该磁场吸收能量，并将其转化为热量(MNPs的磁化遵循开环磁滞循环)。然后这些热量作用于纳米颗粒周围的组织，最终杀死肿瘤细胞。此外，在同样的过程中，个性化药物(通过适当的连接物连接到MNPs)可以直接释放到癌细胞中，只要MNPs位于正确的位置[10]。
有几种技术用于检测和绘制MNPs在体内的位置。由于MNPs可以靶向于特定的细胞，它们可以作为特定疾病的示踪剂。根据Langevin曲线，MNPs趋于饱和(即比生物系统中存在的其他材料更快地达到同样的磁矩极化。这种快速饱和导致了磁响应的非线性，可以用来检测MNPs[12]的存在。
此外，基于这一原理，通过磁颗粒成像(MPI)[13]获得磁性纳米颗粒的空间分布。最后，由于颗粒[8]的磁矩引起T1和T2弛豫时间的畸变，MNPs可以作为磁共振成像(MRI)的造影剂。
根据氢质子的质子密度、自旋晶格弛豫时间(T1)和自旋自旋弛豫时间(T2)的不同，对软组织进行MRI造影。MRI因其高软组织对比度、高空间分辨率、高穿透深度[14]成为目前应用最广泛、功能最强大的无创临床诊断工具之一
热不可知的MNPs(磁铁矿、Fe3O4和maghemite、Fe2O3、NPs)在影像引导癌症治疗方面具有巨大的潜力，也自然存在于体内(如铁蛋白、含铁血黄素、转铁蛋白、血红蛋白)。
功能化超顺磁性氧化铁纳米粒子
由于其独特的性质(如物理和化学稳定性、自然丰度和环境友好性)，超顺磁性氧化铁纳米颗粒(SPIONs)是组合和个性化检测和治疗癌症的最佳候选者之一。
涂料SPIONs表面各种化合物、高分子或NPs,如小分子(如油酸、烷基为原料,羧化物等)[15],聚合物(如葡聚糖、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯亚胺(PEI),壳聚糖,树枝状分子等)[16]和无机材料(如金、银、硅等)[17]允许(进一步)表面functionalisation这些纳米材料,提供高胶体稳定性，防止聚合和/或团聚。
这种功能化可以防止NPs[18]表面形成蛋白冠，提高生物相容性，保护巨噬细胞，延长血液循环时间。与硅等无机涂层材料相比，聚合物具有更好的生物相容性和生物降解性。
SPIONs的聚合物涂层可以装载各种治疗剂，以便于mri引导的药物传输，基因传输，光热治疗(PTT)，光动力治疗(PDT)或MHT。通过使用不同的“智能”聚合物来控制药物释放，以应对外部刺激，如pH、温度或肿瘤酶，可以进一步提高癌症特异性。
大只500平台总代提供自行车网络可增加运输的多样化，从而最大程度地降低投资风险自行车网络可提供冗余，以在其他网络出现故障时保持运输系统正常运行自行车网络支持新兴的微型交通市场。尽管美国食品和药物管理局(FDA)已经批准了一些SPION制剂(如Feraheme®和Feridex I.V.®)，但迄今为止，还没有一个功能化的SPION被批准用于患者。这可能引起的,在某种程度上,通过“发布或灭亡”的学术环境的压力,在研发的新SPIONs获得影响力的科学出版物和/或相关学术奖励,而现有配方的“现实生活”的临床开发被认为是“不那么令人兴奋的”,因此,不太重要的追求,从这个角度来看。
然而，最有可能的是，它们的大规模商业化所带来的巨大的金融和经济风险，以及/或在各种现有抗癌医疗解决方案之间的巨大竞争力，可能是它们未能进入各自市场的真正原因。
在进一步开发有前景的产品之前，必须全面了解和测试各种参数(如生物相容性、胶体稳定性和生物降解性)对人类生物反应的影响。在“可激活的”阳离子中，前药和裂解产物需要被研究。此外，添加的成分(如Au和PPy)的潜在毒副作用应该更仔细地检查。
翻译研究的另一个主要挑战是大规模工业化生产多功能离子的可行性和一致性。SPIONs的标准化和可扩展性仍然是临床开发和商业化[19]所关注的问题。
纳米是医学的未来
尽管有这些挑战，下一代SPIONs仍然有很大的潜力个性化医疗。除了有机和/或无机混合SPIONs,其他NPs(例如,纯有机NPs)也集中用于癌症theragnostics(包括药物输送、PTT、PDT,荧光成像、光声成像),激励更多的兴趣未来在该领域的研发(希望更多的临床试验和大规模的商业化)[19]。
紧密的跨学科研发、纳米技术、材料科学、癌症生物学和临床医学的交叉，以及对临床翻译的关注，将最终为癌症患者带来切实的利益。
纳米技术已经帮助医生扩展了现有的知识、医疗工具和治疗方法。因此，以医疗保健应用为代表的纳米技术产品市场有望在未来几年大幅增长。
MNPs是医学诊断和药物传递的有力候选者。它们可以被简单地功能化，用于特定的应用，这些应用得益于它们对外部磁场的响应。
SPIONs被认为是一些最有前途的纳米材料，用于同时进行MRI增强和药物传输，用于传统的癌症治疗，包括手术切除、放射治疗和化疗。
即使纳米技术尚未在世界上每一个医院,提高发现很多复杂的经济和道德问题(必须小心应对),很明显,影响的纳米技术在医学和生活质量的发展是积极的,是不容忽视的。