无机化学材料在现代医学中的应用：从基础研究到临床转化
无机化学材料在现代医学中的应用：从基础研究到临床转化
近年来，无机化学材料在医学领域的应用取得了突破性进展，特别是在肿瘤诊断和治疗方面。中国科学院多个研究团队在这一前沿交叉领域持续领跑，为精准医疗和个性化诊疗带来了新的希望。
无机化学材料的医学应用前景
无机化学材料因其独特的物理化学性质和生物相容性，在医学领域展现出广阔的应用前景。例如，自修复材料是生物医学领域一个前景广阔的研究方向，它们在伤口护理、医疗器械、药物递送等领域都有重要应用。自修复材料最常用的基质是水凝胶，这是一类水基生物相容性材料，可以设计成具有自愈特性的多功能材料。软性隐形眼镜就是水凝胶在生物医学中的一个典型应用，但研究人员发现这些材料还有更多潜在用途：
伤口护理：水凝胶的柔软度和灵活性可以模仿人体组织，而且它们可以设计成具有抗菌特性，所有这些都有助于伤口愈合。例如，一组研究人员开发了一种水凝胶，可以注射到不规则的深度烧伤口床中。其他人开发了一种可注射的、生物相容的自愈水凝胶，用于治疗经常拉伸的身体部位（例如膝盖和肘部）附近的伤口。
组织脚手架：自愈水凝胶在再生医学中显示出前景，特别是在促进组织和器官发育方面。当充当支架时，这些材料即使受到损伤，也可以在体内自我修复，从而促进组织生长和修复。
药物输送：水凝胶可以设计成可逆交联，当它们经历针刺的剪切应变时，这些交联就会断裂。在注射过程中，凝胶会像液体一样流动，然后可以在体内重新形成凝胶。这些材料还可以装载药物，例如装在微胶囊中，这些药物可以运送到目标地点。
多肽功能化无机氧化物纳米材料的创新应用
在众多研究中，中科院宁波慈溪生物医学工程研究所吴爱国团队的研究尤为引人注目。该团队在《Advanced Materials》期刊上发表综述文章，系统总结了多肽功能化无机氧化物纳米材料（PFIONs）在外场光、磁、超声刺激下对实体瘤成像和治疗的研究进展。
无机氧化物纳米材料具有良好的外场响应特性、高比表面积、催化特性以及免疫刺激效应，是理想的生物医学材料。然而，传统无机氧化物纳米材料存在主动靶向性不足、功能单一等问题，难以达到预期的成像或治疗效果。为了解决这些问题，吴爱国团队创新性地将多肽功能化技术应用于无机氧化物纳米材料，开发出具有靶向性和多功能性的新型纳米材料。
多肽功能化无机氧化物纳米材料（PFIONs）集成了无机氧化物纳米材料的光、磁、声响应性与生化功能调节特性，以及多肽在肿瘤靶向、深层组织穿透、跨越多重生理屏障、微环境响应及治疗调控中的优势，可实现纳米材料在实体瘤部位的特异性靶向富集，达到细胞或亚细胞水平精准成像与治疗效果。
这一创新性研究不仅优化了纳米材料的生物医学性能，还为实现精准医疗提供了新的技术手段。目前，该团队已发表多篇高水平论文，并获得多项国家和地方科研项目的资助，展示了其研究成果的重要性和临床转化潜力。
无机纳米材料在肿瘤治疗中的突破
除了在成像和靶向递送方面的应用，无机纳米材料在肿瘤治疗领域也展现出巨大潜力。中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林院士团队在这一领域取得了重要进展。施院士提出了“纳米催化医学”这一新兴研究方向，旨在利用无毒或低毒纳米材料，通过原位响应病灶微环境引发催化反应等化学变化或免疫响应激活，达到疾病治疗如抗肿瘤目的。
施院士团队重点研究了钙离子螯合解聚疗法和催化免疫疗法两类创新治疗方法。钙离子螯合解聚疗法打破常规的循环系统输送药物的思路，使用纳米材料灌注给药，对腔道肿瘤有着很好的效果。催化免疫疗法则将纳米催化与免疫疗法相结合，通过纳米材料催化提高免疫疗法浸润率，极大改善了对实体肿瘤的免疫治疗效果。
这些创新性研究不仅展示了无机纳米材料在肿瘤治疗中的独特优势，还为开发新型肿瘤治疗方法提供了新的思路。通过将纳米材料与传统治疗方法相结合，可以实现更精准、更有效的肿瘤治疗，为患者带来更好的治疗效果。
展望未来：精准医疗的新希望
无机化学材料在现代医学中的应用前景令人振奋。从自修复材料到多肽功能化纳米材料，再到纳米催化医学，这些创新性研究正在推动医学领域的革命性进步。随着研究的深入和技术的发展，无机化学材料将在精准医疗和个性化诊疗中发挥越来越重要的作用，为人类健康事业带来新的希望。