稀土在醫學領域中的應用

稀土元素在自然界中廣泛存在，主要集中在地殼，此外在土壤、水體、大氣和生物體中均有分佈。稀土元素及其化合物由於物理化學性質較為特殊的原因，近幾年來十分受醫學與生物化學領域的歡迎。下麵，我們一起來瞭解一下稀土在醫學領域中的應用。

一、稀土在藥物上的應用

1.抗凝血作用

稀土化合物在抗凝血方面佔有特殊地位。它們不論是在體內還是體外都能降低血液的凝固，特別用於靜脈注射，能立即產生抗凝作用，並持續1天左右。作用迅速性和效應長期性是稀土抗凝劑的特點。

凝血作用是個複雜的過程，鈣離子起到非常重要的作用。稀土的高電荷在凝血過程會對取代鈣，形成更穩定的化合物，而這種化合物可能對凝血過程所必要的完整的蛋白結構產生影響，因而破壞了正常的凝血過程，達到了抗凝血作用。

研究表明，所有的稀土化合物都有一定的抗凝血作用。輕稀土化合物比重稀土化合物的抗凝血作用更大：Ce>Pr>La>Sm>重稀土。

2.燒傷藥物

稀土鈰鹽的抗炎作用是提高治療燒傷效果的主要因素。使用含鈰鹽藥物，能使燒傷面炎症減輕，加速癒合，因為稀土離子能抑制血液中細胞成分的增殖及液體從血管中的過度滲出，從而促進肉芽組織生長及上皮組織的代謝。硝酸鈰能迅速控制嚴重感染的燒傷面使其轉為陰性，為進一步治療創造條件。

臨床證明，稀土燒傷藥物有一下優點：殺菌能力強；有促進燒傷面癒合的作用，與洗必泰、潔而滅相比，癒合期縮短3-5天；一般不加深燒傷面，易清洗。

3.抗炎、殺菌作用

稀土抗炎藥物具有副作用小、無明顯不良反應、施藥時間短等優點，主要用於過敏性皮膚炎、牙齦炎、鼻炎和靜脈炎等炎症的治療。目前，稀土抗炎藥物大部分是局部外用藥，不過也有些學者在探索將其內用治療膠原性疾病（風濕性關節炎、風濕熱等）和過敏性疾病（蕁麻疹、濕疹、漆中毒等）。

稀土抗炎作用的原因可能有如下幾個：

（1）正三價稀土離子與細胞磷脂有較強親和力，能穩定細胞膜和溶酶體膜，抑制溶酶體分泌，從而達到抗炎的目的；

（2）稀土離子拮抗了鈣離子的作用，從而破壞組胺的生成和釋放反應而產生抗炎作用；

（3）稀土參加或抑制與炎症有關因素；

（4）稀土可能對免疫反應的許多環節有抑制作用。

4.抗癌藥物

我國科學家表明，Yb3+（鐿）的不同配合物能對癌細胞的不同分裂期具有抑制作用，低劑量的氯化稀土也對癌細胞具有抑制作用，且對不會損壞正常細胞。

稀土離子對腫瘤生長的抑制作用是由於細胞結構中的Ca2+和Mg2+被稀土離子取代導致腫瘤細胞不可逆損害之故。癌細胞中的DNA的磷醯基通常是稀土離子親和力較強的化學基團，磷醯基歲稀土離子的廣泛螯合作用，至少是稀土離子在腫瘤中濃集的原因之一。

5.降血糖作用

稀土元素因有明顯的降血糖作用，因能有效治療糖尿病。Malaisse等人認為稀土元素的降血糖作用是由於：

（1）刺激B細胞分泌胰島素而降血糖；

（2）肝糖異生關鍵酶，如丙酮羧酸化酶和磷化烯醇式丙酮酸羥化酶活性受到抑制，故如將降血糖藥氯磺丙尿和稀土元素製成化合物效果更為顯著，兩者的配合物不但增強了將糖功能，而且降低了它的毒性。

6.抗動脈硬化作用

動脈硬化是導致我國乃至世界上心腦血管病發病和死亡的主要原因。適量稀土配合物如鑭、鈰、鈧和釔的氯化物等靜脈注射可以預防和改善動脈硬化，如主動脈、冠狀動脈及大腦血液迴圈等狀況。

7.對消化系統作用

大量的實驗表明，稀土不僅可以促進細胞的活性，還對胃粘膜有保護作用。

REC13對肝細胞影響：低劑量三氯化鑭LaCl3和三氯化鐿YbCl3對肝細胞的弱分裂活性有一定的促進作用，對糖代謝起到調節作用。

REC13對胰島細胞的影響：低劑量三氯化釤有調節胰島素細胞分泌功能的作用。稀土是生物活性金屬調節劑，可取代鈣離子。

氯化釤對胃粘膜影響：氯化釤的抗應激作用對胃粘膜起到保護作用，使胃粘膜的出血、潰瘍等損傷減少。這與應激反應時對垂體-胃上腺功能抑制可能有關系。

8.對神經系統作用

Dorovin等人曾報導，將氯化鑭和低滲阿拉伯糖溶液一起注入大鼠頸動脈，發現鑭離子可通過大鼠小動脈血管內皮細胞的緊密連接處而進入腦部。但在通常情況下，稀土能否進入腦部透過血-腦屏障，尚不清楚。

氯化鑭可頜頑去甲腎上腺素對腦部糖原磷酸化酶的啟動作用，可影響雞腦突觸小體對神經遞質的攝取與釋放。氯化鑭對大鼠的神經末梢攝取谷氨酸有非競爭性抑制作用。鑭可明顯抑制大鼠腦部游離神經末梢前膜的鈣離子通道。

目前，稀土對動物的神經系統影響的研究正在逐漸展開，特別是對動物的腦、脊髓的神經細胞以及神經纖維的形態及功能的作用。

二、稀土在醫療器械中的應用

1.磁共振成像儀

利用稀土永磁材料製成的磁共振成像儀（MRI）是八十年代應用的新技術醫療設備，用以分辨器官正常或異常，鑒別病變的性質。MRI具有安全、無放射性危害、對比度高、診斷迅速等優點。

中國科學院包頭稀土研發中心聯合中國科學院理化技術研究所王乃興研究員團隊，成功研發出一種稀土化學位移試劑，主要作為核磁共振成像儀耗材，提高核磁共振成像系統的信號清晰度和信噪比的效果。

此外，稀土永磁材料還能進行磁穴療法。現在稀土永磁材料主要製成磁療項鏈、磁鍼、磁保健耳飾等磁療產品，具有鎮靜、止痛、消炎、止癢、降壓、止瀉等作用。

2.稀土醫用鎂合金

稀土元素不僅可以提高鎂合金的力學性能，還能通過改變腐蝕層結構、強化陰極相控制、影響腐蝕的電化學過程，從而提高鎂合金的抗腐蝕性能。Y，Nd及Gd對鎂合金起到很好的固溶強化作用。

稀土鎂合金主要分為：MgAlRE系、MgREZr系、MgYRE系、MgSc、MgGd、MgDy及MgSm系等。目前，歐洲已進入人體臨床研究的心血管支架是以稀土鎂合金WE43為基礎進行開發的，國內開發的稀土鎂合金有MgZnRE(Y、Gd、Dy)、JDBM及MgZnCaRE等多個系列。

3.稀土鐳射材料

稀土鐳射材料是一種很好的單色性、方向性和相干性的鐳射材料，其具有較高的能量密度，良好的熱效應、光效應和電磁效應等特點，因此能用於身體組織切割。

4.稀土發光材料

稀土發光材料具有吸收能力強，轉換效率高，可發射從紫外線到紅外光的光譜，特別在可見光區有很強的發射能力等優點，目前已廣泛應用在顯示顯像、新光源、X射線增光屏等方面。

6.稀土閃爍晶體

稀土閃爍晶體目前最重要的應用之一是正電子發射斷層掃描器（簡稱PET），最終應用終端為醫院、研究所等。PET是惟一可在活體上顯示生物分子代謝、受體及神經介質活動的新型影像技術，現已廣泛用於多種疾病的診斷與鑒別診斷、病情判斷、療效評價、臟器功能研究和新藥開發等方面。PET具有優點：靈敏度高、特異性高、全身顯像、安全性好。

7.稀土醫用牙科金屬

稀土元素因具有較高的化學活性，而能很好地參與牙科鑄造金屬陶瓷合金的製備，進而顯著提高產品強度。

 

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