我們知道人體由許多器官組成，如腦、心、肝、脾、胃、腸、肺、骨骼、肌肉和皮膚。器官由各種細胞組成，細胞是器官的組織單位，細胞的組合表現了器官的功能。那麽細胞是由什麽組成的呢？按照現在的理解，細胞的主要成分是各種蛋白質、核酸、脂類等生物分子，統稱為生物分子，有幾十萬種。生物分子是人體的基本組成部分，它們各自具有獨特的生物活性。正是它們不同的生物活動決定了它們在人體內的分工和作用。因為人體是由分子構成的，所以所有的疾病，包括衰老本身，都可以歸結為人體內分子的變化。當人體內的分子機器，如合成蛋白質的核糖體、DNA復制的酶等發生故障或工作異常時，就會導致細胞死亡或異常。從分子微觀上看，目前的醫學技術還達不到分子修復的水平。納米醫學正是為了彌補這壹不足。在分子水平上，它可以使用壹系列微小的工具從事診斷、醫療、疾病預防、創傷預防、疼痛緩解、保健和健康改善。而且目前壹些很難治療的疾病，納米醫療技術會很好的治療。
有了納米技術，人們將從分子層面認識自己，創造和使用納米器件和納米結構來預防和治療疾病，改善整個人類生命系統。
首先需要了解生命的分子基礎，然後從科學認識發展到工程技術，設計制造出大量具有不可思議的奇特效果的納米器件。這些微小納米器件的幾何尺度只有頭發的千分之壹左右，由分子組裝而成，可以起到類似組織器官的作用，可以更準確有效地發揮作用。它們可以在人體周圍遊動，甚至進出細胞，在人體微觀世界完成特殊使命。比如:修復扭曲的基因，殺死出芽的癌細胞，抓住入侵人體的細菌和病毒，在它們生病前消滅它們；檢測體內化學或生化成分的變化，及時釋放人體所需的藥物和微量物質，及時改善人們的健康狀況。未來的納米醫學會很強大，而且會出奇的小，因為在其中發揮作用的藥物和醫療器械是肉眼看不到的。納米醫學的最終實現將使人類擁有持續的健康。
需要提醒的是，如果妳現在去找醫生要納米處方，醫生會被妳搞糊塗的。上面提到的納米醫療景觀還處於設計和萌芽階段，還有很多未知的領域有待探索。例如，這些納米器件應該由什麽制成？它們能被人體接受並起到預期的作用嗎？科學家們正在盡壹切努力將納米醫學的科學理念轉化為醫學現實。
壹定有人要問:納米醫學是科幻嗎？離我們有多遠？還要多久才能看到醫學上的實現？事實上，它已經逐漸進入我們的生活，並得到了蓬勃發展。讓我們來看看在這個領域已經取得的科學進展。
納米技術發現瞌睡蟲。
人困了就睡，但是睡了是什麽因素在起作用？人有「困頭」嗎？
近年來，由於計算機、示蹤原子和電子顯微鏡等先進技術的使用，似乎發現了“瞌睡蟲”。科學家做過壹個實驗，讓壹只山羊筋疲力盡，不讓它睡覺，然後取它的壹部分腦髓液，註射到貓、狗或人體內，只有百萬分之壹克，就能讓實驗對象睡上幾個小時。通過運用精密的分析方法，得知構成這種睡眠肽的成分是兩種睡眠肽，稱為S因子，也就是常說的“嗜睡”。另壹種實驗方法選擇冬眠動物作為目標。首先通過人工條件使田鼠進入冬眠狀態，抽取其血液註射到活潑的田鼠體內，田鼠立即進入冬眠狀態。科學家經過深入研究發現，冬眠動物血液中有三種奇怪的微小顆粒，可以誘導動物冬眠。
有趣的是，科學家通過應用生物技術發現了幾種結構不同的睡眠元素，它們在睡眠的過程中可以發揮不同的作用，有的可以催眠，有的可以延長睡眠時間，有的可以使睡眠更深。
目前，科學家們正在加緊研究睡眠激素的結構，以便找到壹種合成方法。謎底壹旦揭開，不僅能解除無數失眠患者的痛苦，還能為醫生找到壹種新的治療方法:在手術後給患者註射少量的睡眠激素，讓患者睡上幾天或幾周，醒來時傷口已經愈合。利用睡眠激素，宇航員在漫長的太空航行中睡眠數月甚至更長時間，使人類飛向浩瀚宇宙成為現實。
我們壹般都是口服或者打針吃藥，不太舒服。有什麽方法可以不打針吃藥？想治病，還是要“吃”藥。但是，如果把藥物顆粒改成納米大小，那麽我們就可以不用嘴吃，而是讓我們的皮膚“吃”，也就是讓我們的皮膚吸收藥物。如果將納米藥物制成膏藥，貼在患處，藥物可以直接通過皮膚吸收，不需要針頭註射，減少註射造成的感染。
根據目前的了解，半數以上的新藥都存在溶出和吸收的問題。因為藥物顆粒減小後，藥物與胃腸液的有效接觸面積會增加，所以藥物的溶出度會隨著藥物粒徑的減小而增加。藥物的吸收受限於其溶出速率，因此減小藥物的粒徑成為提高藥物利用率的可行方法。如果壹些不易被人體吸收的藥物變成了納米藥物；如果將維生素制成納米粉或納米粉混懸液，很容易被人體吸收。
隨著納米技術在醫學領域的深入應用研究和發展，超細納米技術將在醫學領域發揮更加重要的作用。利用納米技術，還可以對傳統的珍貴中藥材進行超微化開發，經過納米技術處理的中藥可以充分發揮藥效。
人工胰腺
納米技術的壹個典型例子是德賽博士的人造胰腺。德賽博士在波士頓大學工作。她正在開發壹種可以註射給糖尿病患者的新藥。目前，患者必須註射胰島素來控制病情，而胰島素是胰腺的胰島細胞產生的激素蛋白。德賽博士選擇小鼠胰島細胞進行實驗。這些細胞很容易獲得，但通常只能在小鼠體內持續幾分鐘，並被免疫系統的抗體破壞。這裏應用了納米技術，雖然還是挺粗糙的。德賽博士將她的小鼠胰腺細胞包裝到壹個充滿納米孔的膜中，這些納米孔直徑只有7納米，通過光刻技術獲得。這項技術也應用於計算機芯片。當血液中的葡萄糖透過納米孔時，胰島細胞會相應地釋放胰島素，7個納米孔就足夠葡萄糖和胰島素小分子通過了。但相對較大的抗體分子無法通過，所以胰島細胞不會被破壞。
到目前為止，這項技術仍處於小鼠實驗階段，植入膠囊的糖尿病小鼠在沒有註射胰島素的情況下已經存活了數周。因此，這種裝置可能成為壹項成功的納米醫學發明。
納米多孔膠囊還可以用於輸送穩定劑量的藥物，在這種情況下，毛細管將充當十字形十字轉門，而不是守門人。因為它們比藥物分子略大，所以這些孔將控制藥物分子的滲透性，從而保持細胞中的藥物量恒定，而不管膠囊中剩余的藥物量。德賽博士將這個膠囊比作壹個有門的房子，門的寬度壹次只能讓壹個人通過。房子裏自由空間的大小更多地取決於人們擠進門的速度，而不是房間有多滿。
人造紅細胞
我們人類必須壹直呼吸，因為我們需要空氣中的氧氣。當我們跑步的時候，我們經常會感到很累，因為劇烈運動消耗了大量的氧氣，而呼吸又不能馬上補充這種消耗，所以我們的身體得不到足夠的氧氣，如果氧氣不足，妳就會感到筋疲力盡。我們有可能壹直獲得足夠的氧氣嗎？那樣的話，我們每個人都可能成為“不死之身”。科學家們正試圖通過納米技術制造壹種紅細胞，這有望實現我們的願望。
納米醫學不僅具有消除體內不良因素的功能，還具有增強人體機能的能力。我們知道，缺氧後6 ~ 10分鐘內腦細胞會出現壞死，缺氧後內臟也會出現功能衰竭。想象壹下，壹個人造紅細胞配備了壹個超小型納米泵，它攜帶的氧氣是天然紅細胞的200多倍。當壹個人的心臟因意外事故而突然停止跳動時，醫生可以立即向人體內註射大量人造紅細胞，然後為生命提供氧氣，維持全身正常的生理活動。美國納米技術專家已經初步設計出壹種人造紅細胞，它是壹個鉆石氧容器，大小為1微米，內部壓力為1000個大氣壓。其運輸氧氣的能力是同體積天然紅細胞的236倍。
可應用於貧血、人工呼吸、肺功能喪失和體育運動所需額外耗氧量的局部治療。
美國密歇根大學的科學家開發了壹種納米陷阱，可以用樹枝狀大分子捕獲病毒。體外實驗表明，納米陷阱可以在流感病毒感染細胞之前捕獲它們，同樣的方法有望用於捕獲像艾滋病毒這樣更復雜的病毒。納米陷阱使用超小分子，可以在病毒進入細胞引發疾病之前與其結合，使病毒失去致病能力。
壹般來說，人體細胞表面裝有含有某種成分的“鎖”，只有持有“鑰匙”的人才允許進入。不幸的是，這種病毒其實有壹把“鑰匙”。如果我們能摧毀這個鑰匙，病毒就不能攻擊細胞了。密歇根大學的科學家采納了這個想法。他們做的納米陷阱其實是壹把鎖，病毒攜帶的“鑰匙”也可以插入這把鎖，而且壹旦插入就無法拔出，這樣病毒的“鑰匙”就失效了，無法再感染人體細胞。
美國桑迪亞國家實驗室的發現應驗了納米技術愛好者的預言。正如預期的那樣，納米技術可以在血流中巡航，及時發現病毒、細菌等外來入侵者，並將其殲滅，從而消滅傳染病。實驗室研究人員制作了壹種原型設備，扮演芯片上實驗室的角色，可以沿著血流流動，跟蹤鐮狀紅細胞和感染艾滋病病毒的細胞。
不久前，來自密歇根大學生物納米技術中心的壹組科學家來到美國陸軍猶他州的德格威試驗場。他們此行的目的是展示納米炸彈的威力。當然，這些“納米炸彈”並不是龐然大物，而是分子大小的粒子，其厚度約為壹根針的1/5000。但它可以摧毀人類的許多微生物敵人，包括含有致命生物病毒的炭疽孢子。在實驗中，該設備的成功率高達100%。作為對抗炭疽攻擊的潛在武器，它還具有驚人的民用價值。例如，通過調整“炸彈”中溶劑、清潔劑和水的比例，研究人員可以為炸彈提供生物編碼指令，以殺死導致流感和皰疹的病毒。密歇根大學的研究小組正在開發壹種新型納米炸彈，這種炸彈對目標有很強的選擇性。它們可以在大腸桿菌、沙門氏菌或李斯特菌到達大腸之前攻擊它們。