納米生物工程籠統(tǒng)地講包括納米醫(yī)學(xué)、納米生物技術(shù)和納米生物材料等。
一、納米醫(yī)學(xué)
我們知道人體是由多種器官組成的，器官又是由各種細(xì)胞組成的，細(xì)胞是器官的組織單元，細(xì)胞的組合作用才顯示出器官的功能。
按現(xiàn)在的認(rèn)識(shí)，細(xì)胞的主要成分是各種各樣的蛋白質(zhì)、核酸、脂類和其他生物分子，可以統(tǒng)稱為生物分子，它的種類有數(shù)十萬種。生物分子是構(gòu)成人體的基本成分，它們各自具有獨(dú)特的生物活性，決定了它們在人體內(nèi)的分工和作用。
由于人體是由分子構(gòu)成的，所有的疾病包括衰老本身也可歸因于人體內(nèi)分子的變化。當(dāng)人體的分子機(jī)器，如合成蛋白質(zhì)的核糖體，DNA復(fù)制所需的酶等，出現(xiàn)故障或工作失常時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡或異常。
從分子的微觀角度來看，目前的醫(yī)療技術(shù)尚無法達(dá)到分子修復(fù)的水平。而納米醫(yī)學(xué)則是在分子水平上，利用分子工具和人體的分子知識(shí)，從事診斷、醫(yī)療、預(yù)防疾病、防止外傷、止痛、保健和改善健康狀況等的科學(xué)技術(shù)。換句話講，人們將從分子水平上認(rèn)識(shí)自己，創(chuàng)造并利用納米裝置和納米結(jié)構(gòu)來防病治病，改善人類的整個(gè)生命系統(tǒng)。
首先需要認(rèn)識(shí)生命的分子基礎(chǔ)，然后從科學(xué)認(rèn)識(shí)發(fā)展到工程技術(shù)，設(shè)計(jì)制造大量的具有令人難以置信的奇特功效的納米裝置，這些微小的納米裝置的幾何尺度僅有頭發(fā)絲的千分之一左右，是由一個(gè)個(gè)分子裝配起來的，能夠發(fā)揮類似于組織和器官的功能，并且更準(zhǔn)確和更有效地發(fā)揮作用。他們可以在人體的各處暢游，甚至出入細(xì)胞，在人體的微觀世界里完成特殊使命。例如：修復(fù)畸變的基因、扼殺剛剛萌芽的癌細(xì)胞、捕捉侵入人體的細(xì)菌和病毒，并在它們致病前就消滅它們；探測機(jī)體內(nèi)化學(xué)或生物化學(xué)成分的變化，適時(shí)地釋放藥物和人體所需的微量物質(zhì)，及時(shí)改善人的健康狀況；最終實(shí)現(xiàn)納米醫(yī)學(xué)，使人類擁有持續(xù)的健康。
未來的納米醫(yī)學(xué)將是強(qiáng)大的，它的功能會(huì)令世人驚嘆。但需要說明，上述納米醫(yī)學(xué)景觀尚處于設(shè)計(jì)和萌芽階段，還有很多的未知需要去探索。例如：這些納米裝置該由什么制成？他們是否可以被人體接受并發(fā)揮所預(yù)期的作用？科學(xué)家們正在全力以赴地將納米醫(yī)學(xué)的科學(xué)想法變成醫(yī)學(xué)現(xiàn)實(shí)。
二、納米生物技術(shù)
納米生物技術(shù)是納米技術(shù)和生物技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它既可以用于生物醫(yī)學(xué)，也可以滿足其他社會(huì)需求。它所包含的內(nèi)容非常豐富，生物芯片技術(shù)、分子馬達(dá)、硅蟲晶體管、納米探針等正以極快的速度發(fā)展。
三、納米生物材料
生物材料已是大家熟知的內(nèi)容，例如：用于制衣、皮帶的動(dòng)物皮革；用于鑲牙和制作隱形眼睛的材料，盡管不是生物制品，但是被用于生物體內(nèi)，也可歸于生物材料。納米生物材料也可以分為兩類，一種是適合于生物體內(nèi)應(yīng)用的納米材料，它本身既可以是具有生物活性，也可以不具有生物活性，而僅僅易于被生物體接受，不引起不良反應(yīng)。另一類是利用生物分子的特性而發(fā)展的新型納米材料，它們可能不再被用于生物體，而被用于其他納米技術(shù)或微制造。如活的電線和組織工程中的納米生物材料。
一、納米醫(yī)學(xué)
我們知道人體是由多種器官組成的，器官又是由各種細(xì)胞組成的，細(xì)胞是器官的組織單元，細(xì)胞的組合作用才顯示出器官的功能。
按現(xiàn)在的認(rèn)識(shí)，細(xì)胞的主要成分是各種各樣的蛋白質(zhì)、核酸、脂類和其他生物分子，可以統(tǒng)稱為生物分子，它的種類有數(shù)十萬種。生物分子是構(gòu)成人體的基本成分，它們各自具有獨(dú)特的生物活性，決定了它們在人體內(nèi)的分工和作用。
由于人體是由分子構(gòu)成的，所有的疾病包括衰老本身也可歸因于人體內(nèi)分子的變化。當(dāng)人體的分子機(jī)器，如合成蛋白質(zhì)的核糖體，DNA復(fù)制所需的酶等，出現(xiàn)故障或工作失常時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡或異常。
從分子的微觀角度來看，目前的醫(yī)療技術(shù)尚無法達(dá)到分子修復(fù)的水平。而納米醫(yī)學(xué)則是在分子水平上，利用分子工具和人體的分子知識(shí)，從事診斷、醫(yī)療、預(yù)防疾病、防止外傷、止痛、保健和改善健康狀況等的科學(xué)技術(shù)。換句話講，人們將從分子水平上認(rèn)識(shí)自己，創(chuàng)造并利用納米裝置和納米結(jié)構(gòu)來防病治病，改善人類的整個(gè)生命系統(tǒng)。
首先需要認(rèn)識(shí)生命的分子基礎(chǔ)，然后從科學(xué)認(rèn)識(shí)發(fā)展到工程技術(shù)，設(shè)計(jì)制造大量的具有令人難以置信的奇特功效的納米裝置，這些微小的納米裝置的幾何尺度僅有頭發(fā)絲的千分之一左右，是由一個(gè)個(gè)分子裝配起來的，能夠發(fā)揮類似于組織和器官的功能，并且更準(zhǔn)確和更有效地發(fā)揮作用。他們可以在人體的各處暢游，甚至出入細(xì)胞，在人體的微觀世界里完成特殊使命。例如：修復(fù)畸變的基因、扼殺剛剛萌芽的癌細(xì)胞、捕捉侵入人體的細(xì)菌和病毒，并在它們致病前就消滅它們；探測機(jī)體內(nèi)化學(xué)或生物化學(xué)成分的變化，適時(shí)地釋放藥物和人體所需的微量物質(zhì)，及時(shí)改善人的健康狀況；最終實(shí)現(xiàn)納米醫(yī)學(xué)，使人類擁有持續(xù)的健康。
未來的納米醫(yī)學(xué)將是強(qiáng)大的，它的功能會(huì)令世人驚嘆。但需要說明，上述納米醫(yī)學(xué)景觀尚處于設(shè)計(jì)和萌芽階段，還有很多的未知需要去探索。例如：這些納米裝置該由什么制成？他們是否可以被人體接受并發(fā)揮所預(yù)期的作用？科學(xué)家們正在全力以赴地將納米醫(yī)學(xué)的科學(xué)想法變成醫(yī)學(xué)現(xiàn)實(shí)。
二、納米生物技術(shù)
納米生物技術(shù)是納米技術(shù)和生物技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它既可以用于生物醫(yī)學(xué)，也可以滿足其他社會(huì)需求。它所包含的內(nèi)容非常豐富，生物芯片技術(shù)、分子馬達(dá)、硅蟲晶體管、納米探針等正以極快的速度發(fā)展。
三、納米生物材料
生物材料已是大家熟知的內(nèi)容，例如：用于制衣、皮帶的動(dòng)物皮革；用于鑲牙和制作隱形眼睛的材料，盡管不是生物制品，但是被用于生物體內(nèi)，也可歸于生物材料。納米生物材料也可以分為兩類，一種是適合于生物體內(nèi)應(yīng)用的納米材料，它本身既可以是具有生物活性，也可以不具有生物活性，而僅僅易于被生物體接受，不引起不良反應(yīng)。另一類是利用生物分子的特性而發(fā)展的新型納米材料，它們可能不再被用于生物體，而被用于其他納米技術(shù)或微制造。如活的電線和組織工程中的納米生物材料。