氮化硼：健康的無聲守護者

奈米技術是一門涉及奈米尺度材料操控的學科，包括該過程中應用的科學原理以及在該尺度下發現的新材料特性和發展前景。奈米技術已應用於醫學的各個領域，例如藥物遞送、腫瘤診斷和治療、成像以及抗菌劑。奈米材料尺度的變化會導致其表面物理和化學性質顯著改變。近年來，隨著奈米技術的進步，具有石墨結構的氮化硼（BN）作為一種創新醫用材料脫穎而出，展現出在抗癌、抗菌以及作為藥物載體等方面的潛在應用價值。

1.氮化硼 奈米材料

氮化硼是一種層狀分子晶體，由第III族硼和第V族氮組成，具有六方規則網絡結構。在分子晶體的層內，硼原子和氮原子透過配位鍵緊密結合，形成非常牢固的層間鍵結。層間連接則透過范德華力實現，這種力較弱，使得層間容易分離。依晶體類型的不同，氮化硼的晶體結構可分為四類：六方氮化硼（h-BN）、立方氮化硼（c-BN）、纖鋅礦型氮化硼（w-BN）和菱方氮化硼（r-BN），其中六方氮化硼（h-BN）的應用最為廣泛。六方氮化硼（h-BN）作為一種重要的無機材料，其結構與石墨相似，呈白色粉末狀，因此也被稱為「白石墨」。奈米級六方氮化硼（h-BN）可包覆形成零維氮化硼奈米顆粒（BNNP），聚結形成一維氮化硼奈米管（BNNT），並可剝離形成二維氮化硼奈米片（BNN）。 氮化硼奈米帶 （BNNRs）。這些奈米結構均表現出獨特的優異性能，例如高比表面積、大帶隙能量、低介電常數、優異的熱穩定性、化學穩定性和優異的生物相容性。

2.氮化硼的性質

由於六方氮化硼 (h-BN) 和立方氮化硼 (c-BN) 具有優異的性能，研究人員主要集中研究這兩種氮化硼晶體。

六方氮化硼（h-BN）的層狀結構和晶格參數與石墨相似。每層內的氮原子和硼原子透過強sp²共價鍵和偶極相互作用結合在一起，這使得h-BN具有高熔點以及優異的耐高溫和耐火性能。相較之下，h-BN層間結合主要由較弱的范德華力介導，使得層間滑動較為容易，因此適合用作潤滑材料。此外，h-BN具有高達5.97 eV的帶隙，即使在高溫下也具有優異的絕緣性能。綜上所述，h-BN的主要特性包括高熔點、高導熱性、良好的潤滑性能、高機械強度、良好的化學穩定性、優異的介電性能和良好的生物相容性。然而，h-BN在水中的分散性較差；因此，對h-BN材料進行功能化處理以改善其分散性將有利於其在更廣泛的應用領域中發揮作用。 生物醫學 場地。

立方氮化硼（c-BN）具有閃鋅礦結構，屬於面心立方晶系，是一種新型超硬材料，其結構與鑽石類似。 c-BN 具有極高的導熱性、熱穩定性和化學穩定性等優異性能。 2009 年，學者們首次在自然界中發現了天然 c-BN，並將其命名為潮鑿石。然而，目前工業上使用的 c-BN 單晶仍然是在高溫高壓下以六方氮化硼（h-BN）為前驅體人工合成的。

3.氮化硼在生醫領域的應用

BN在體外和體內均表現出良好的生物相容性，其在生物應用中的性能可與石墨烯基材料相媲美，甚至更優。它可應用於抗菌、藥物遞送、硼遞送、組織工程和體內成像等多個領域。

• 抗菌性能：近期研究發現，氮化硼奈米片對抗藥性細菌（AMR）具有有效的抗菌性能，且具有良好的生物相容性，長期使用不會產生繼發性抗藥性。 Kivanc等人研究了六方氮化硼（h-BN）奈米顆粒對嗜熱鏈球菌3.3、巴氏葡萄球菌M3、念珠菌屬M25和嗜熱鏈球菌ATCC 25175的抗菌和抗生物膜活性。他們採用MTT、SRB和Pico Green法檢測細胞活力，評估了h-BN奈米顆粒對人類正常皮膚纖維母細胞和Madin-Darby犬腎細胞的毒性。實驗結果表明，h-BN奈米顆粒對細菌生長具有顯著的抑製作用。
• 藥物傳遞：六方氮化硼（h-BN）也被認為是極具潛力的藥物載體。 Cheng等人採用鹽模板法合成了塊狀六方氮化硼奈米片（BNNSs），在體內和體外實驗中均能有效抑制乳癌細胞的增殖，顯示BNNSs在藥物遞送應用方面具有巨大潛力。研究表明，以球形BN為載體，負載脫氧核糖核酸（DNA）的腦鈉肽（BNP）可透過內吞作用穿透腫瘤IAR-6-1細胞，隨後將DOX釋放到細胞質和細胞核中，從而特異性靶向並殺死癌細胞。
• 組織工程：在牙科材料領域，Lee等人採用高能量球磨法製備了BNNs，並將其分散在… 氧化鋯 首先製備基體，然後進行等離子燒結以固結複合粉末。添加硼氮奈米管（BNNs）的氧化鋯強度提高了27.3%，斷裂韌性提高了37.5%，同時也能抑制氧化鋯基體在潮濕環境中的降解，這顯示BNNs作為牙科增強材料具有潛在價值。 Degrazia等人發現，添加0.15 wt.%的硼氮奈米管（BNNTs）可以改善牙科複合樹脂的化學和機械性能，並促進礦物質沉積，從而延長牙科修復體的使用壽命。
• 硼載體：氮化硼奈米材料由於其高硼含量和低細胞毒性，可作為硼中子捕獲療法（BNCT）的硼載體。 BNCT是一種新型的標靶放射療法，能夠靶向並殺死癌細胞而不損傷正常細胞。研究表明，聚乙二醇修飾的氮化硼奈米管可作為BNCT的硼載體，其在B16黑色素瘤細胞中的硼積累量約為第二代硼載體BSH（硫代硫酸硼烷鈉）的三倍。聚賴氨酸和葉酸修飾的氮化硼奈米管與螢光量子點偶聯後，可被多形性膠質母細胞瘤細胞選擇性攝取，因此既可作為BNCT的硼載體，又可用於追蹤細胞內藥物行為。據報導，氮化硼奈米球也可用作治療前列腺癌的高品質硼儲存庫，其中可控的晶體硼能夠持續釋放，從而降低前列腺癌細胞的活力並誘導細胞凋亡。原位腫瘤模型已證實空心氮化硼球的體內抗癌功效。

概括

氮化硼是一種優異的無機非金屬材料，可以以四種不同的晶體結構存在，其中最常見的是六方氮化硼（h-BN）和立方氮化硼（c-BN）。近年來，由於其優異的生物相容性和更高的化學穩定性，h-BN材料作為石墨烯的結構類似物逐漸受到關注，這表明h-BN有望在生物醫學應用中取代碳奈米結構。憑藉其獨特的結構和性能，氮化硼具有非常廣泛的應用前景。然而，氮化硼在生醫領域的研究仍處於起步階段，值得進一步探討。