文档介绍：生物材料学导论期末论文
所在学院:化学与化工学院
专业班级: 无机101班
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完成时间:2013年6月16
纳米微机械技术及其在生物医学中的应用
摘要:简要介绍纳米微机械(MEMS)的基本概念、特征及应用,重点阐述纳米微机械应用于生物医学领域的几个方面:细胞操作、介入治疗、生物芯片、基因分析和遗传诊断。同时,对微机电系统在生物医学领域的发展前景进行展望,认为它将会对生物医学领域的发展起到重大作用。
关键词: 纳米微机械;生物医学;介入治疗、生物芯片;基因分析
Nano MEMS technology and its application in biomedicine
Abstract: the brief introduction of the basic concepts of nanometer micro mechanical (MEMS), characteristics and application, emphasis on micro mechanical nanotechnology applications in several aspects: in the field of biomedical cell operation, interventional therapy, biochip, icanalysis and ic diagnosis. At the same time, to the mems development prospect in the field of biomedical, thinks it will play a major role on the development of biomedical fields.
Key words: nano micro mechanical; Biological medicine; Interventional therapy, biological chips; ic analysis .
前言:微型机械技术是一个新兴的、多学科交叉的高科技前沿领域, 它研究和控制物质结构的功能尺寸或分辨能力, 达到微米至纳米尺度。微型机械技术涉及电子、电气、机械、材料、制造、信息与自动控制、物理、光学- 化学、医学以及生物技术等多种工程技术和科学, 并集约了当今科学技术的许多尖端成果。微型机械技术已成为纳米技术研究的重要手段, 因而受到人们高度重视, 并被列为 21 世纪关键技术之首。
微型机械同时又服务于多种学科, 具有广泛的应用前景, 可在生物医学、航天航空、国防、工业、农业、交通、信息以及家庭等领域中应用。据预测, 微型机械技术将在 21 世纪初期相继造就一大批产品投入使用, 必将极大地影响 21 世纪最初十年全球经济大发展, 并将在 21 世纪形成难以估量的庞大高技术市场。它的发展规模, 可以和微电子学中大规模集成电路的诞生而带来信息革命相媲美, 使传统的电子机械工业发生巨大的变化, 导致产生一个新的高科技浪潮。
一、材料概述
维随着微纳米科学与技术的发展, 以本身形状尺寸微小或操作尺度极小为特征的微机械已成为人们在微观领域认识和改造客观世界的一种高科技。
微机械在美国常被称作微型机电系统(microelectro- mechanical ystem, MEMS) ; 在日本被称作微型机器(micro- machine) ; 而在欧洲则被称作微系统(microsystem)。按外形尺寸, 微型机械可划分为 1~10mm 的微小型机械; 1μ m~1mm 的微机械; 以及1nm~1μ m的纳米机械。微型机械是指可以批量制作的、集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路, 甚至外围接口、通信电路和电源等机电一体化的微型器件或系统。其主要特点有: 体积小(特征尺寸范围为 1nm~10mm) , 精度高(纳米级) ,重量轻(纳米级) , 能耗低, 灵敏性高, 性能稳定; 适合于大批量生产, 生产成本低廉; 惯性小, 谐振频率高, 响应时间短; 集约高科技成果, 智能化, 附加价值高等。研发微型机械的目的不仅仅在于缩小尺寸和体积, 其目标更在于通过微型化、集成化来探索新原理、新功能的元件和系统, 开辟一个新技术领域, 形成批量化产业。
迄今已在生物医学中成功地应用或正在开发应用的典型事例有:
,需从体外用超声波或无线电波将体内肿瘤部位加热到 4 3 0C 以杀死癌细胞。此法的关键在于能否将肿瘤部位的温度准确控制在 4 3 0C ,高了会伤害周围组织,低了则效果不好。采用微机械加工法制成的微型温度传感器植人到肿瘤