“納米碳管”(carbon nanotube)系日本NEC公司研究人員于1991年利用電子顯微鏡觀察石墨電弧設(shè)備產(chǎn)生的球狀碳分子時(shí)意外發(fā)現(xiàn)的一種由管狀同軸納米管組成的碳分子材料,。納米碳管分為單層碳管和多層碳管兩類。研究表明,,納米碳管具有超強(qiáng)抗拉強(qiáng)度,、抗疲勞性及良好的導(dǎo)電性。近年來,,以美國為首的發(fā)達(dá)國家對納米碳管這一新材料的工業(yè)應(yīng)用進(jìn)行了大量探索性研究,,并發(fā)現(xiàn)它在醫(yī)療器械領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。
納米碳管永久性假體
假體(如假肢,、義齒等)產(chǎn)品的使用已相當(dāng)普遍,。但是,絕大多數(shù)假體只能使用10~15年,。此后,,患者又要接受二次手術(shù)更換假體。西班牙國家醫(yī)學(xué)技術(shù)研究所的兩位博士開發(fā)出一種以二氧化鋯為基材,,表面涂有納米碳管的系列新型假體,,包括人工膝關(guān)節(jié)、人工髖關(guān)節(jié),、義齒等,,其使用壽命長達(dá)150年。也就是說,,一旦植入這種假體,,患者無需再次更換。
二氧化鋯是多種人工陶瓷材料的主要成分,,其缺點(diǎn)是易磨損,。西班牙科研人員利用特種噴涂技術(shù)將納米碳管噴涂在生物陶瓷制假體表面,,等于為其穿上了一身耐磨的“緊身衣”。
納米碳管生物傳感器
目前,,世界很多國家的科研機(jī)構(gòu)都在積極開發(fā)可快速檢測體內(nèi)是否存在腫瘤細(xì)胞的新型生物傳感器,。有一種生物傳感器的外表面涂有一層納米碳管,它事先吸附了癌細(xì)胞特定抗體,,將病人的一滴血滴在這種生物傳感器上,,癌細(xì)胞會迅速與抗體反應(yīng)。醫(yī)生通過特制光學(xué)儀器可觀察到這一反應(yīng),,從而確定病人體內(nèi)是否有癌細(xì)胞及癌細(xì)胞數(shù)量,。這種新型納米碳管生物傳感器靈敏度極高,可診斷出多種早期癌癥,。
納米碳管絲網(wǎng)材料
美國密歇根州立大學(xué)先進(jìn)材料研究所研制出一種中性納米碳管絲網(wǎng)新材料,。這種網(wǎng)狀材料可將集成電路等與神經(jīng)細(xì)胞連接在一起,可用于控制病痛,,例如用于晚期癌癥病人,、燒傷及嚴(yán)重車禍傷者等用常規(guī)止痛藥難以起到作用的劇烈疼痛患者。
研究人員說,,利用納米碳管絲網(wǎng)不僅可制造植入式器械和電子止痛器,,甚至可測知神經(jīng)細(xì)胞發(fā)出的極微弱電流,因此采用這種新材料還可生產(chǎn)控制癲癇發(fā)作和控制肌肉收縮的一些新型電子醫(yī)療器械產(chǎn)品,,如老年婦女尿失禁和帕金森病等的治療器械,。
納米碳管涂層植入式電極
利用植入式電極發(fā)出的電脈沖信號,可治療多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病和精神疾病,,如抑郁癥,、帕金森病、癲癇等,。但現(xiàn)有的植入式電極多為金屬制品,,其工作壽命較短。為了攻克這一技術(shù)難題,,美國得克薩斯州立大學(xué)的研究人員進(jìn)行了深入的研究,。他們發(fā)現(xiàn),在植入式電極表面涂上一層納米碳管材料后,,植入式電極的工作壽命得到顯著延長,。新研制的納米碳管涂膜植入式電極在靈長目動物身上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)已取得令人滿意的結(jié)果。
納米碳管涂層專用噴嘴
美國科學(xué)家經(jīng)大量研究發(fā)現(xiàn),,在市場上現(xiàn)有的各種植入式或外科用醫(yī)療器械產(chǎn)品(如血管支架、導(dǎo)管,、微囊,、心臟起搏器,、內(nèi)窺鏡、心臟瓣膜,、血糖檢測儀,、傳感器、醫(yī)用紡織品,、輸血管/抽血管,、整形外科器械、假肢或假體,、診斷設(shè)備等)的表面涂上一薄層納米碳管外膜,,就能大大改善它們的工作性能,并使其更好地與人體組織相容,。但是,,這在技術(shù)上存在一定難度。不過,,美國Sono-Tek’s超聲儀器公司不久前開發(fā)上市了一種新型噴嘴“Accumist”,。這種產(chǎn)品可在瞬間將納米碳管材料噴涂在多種植入式器械產(chǎn)品或外科器械產(chǎn)品表面,而且涂層非常牢固,,不易脫落,。它較傳統(tǒng)噴涂技術(shù)能降低80%的納米碳管材料用量。這種納米碳管涂膜專用噴嘴也是全球第一臺低壓超聲原子單層噴嘴,,該產(chǎn)品已投入批量化生產(chǎn),。
多功能納米碳管線
美國辛辛那提大學(xué)的納米碳管實(shí)驗(yàn)室在材料學(xué)界非常有名。該實(shí)驗(yàn)室利用特種技術(shù)將納米碳管紡成線,。這種碳管線在軍事通訊和民用產(chǎn)品領(lǐng)域有著廣泛的用途,。
據(jù)介紹,辛辛那提大學(xué)科研人員研制的納米碳管線的直徑僅有25微米,,肉眼基本看不見,,其可被加工成可降解的植入式醫(yī)療器械產(chǎn)品,從而改變現(xiàn)有植入式器械產(chǎn)品在失效后必須手術(shù)取出的麻煩,。