氮化硼：健康的无声守护者

纳米技术是一门涉及纳米尺度材料操控的学科，包括该过程中应用的科学原理以及在该尺度下发现的新材料特性和发展前景。纳米技术已应用于医学的各个领域，例如药物递送、肿瘤诊断和治疗、成像以及抗菌剂。纳米材料尺度的变化会导致其表面物理和化学性质发生显著改变。近年来，随着纳米技术的进步，具有石墨结构的氮化硼（BN）作为一种创新型医用材料脱颖而出，展现出在抗癌、抗菌以及作为药物载体等方面的潜在应用价值。

1.氮化硼 纳米材料

氮化硼是一种层状分子晶体，由第III族硼和第V族氮组成，具有六方规则网络结构。在分子晶体的层内，硼原子和氮原子通过配位键紧密结合，形成非常牢固的层间键。层间连接则通过范德华力实现，这种力较弱，使得层间容易分离。根据晶体类型的不同，氮化硼的晶体结构可分为四类：六方氮化硼（h-BN）、立方氮化硼（c-BN）、纤锌矿型氮化硼（w-BN）和菱方氮化硼（r-BN），其中六方氮化硼（h-BN）的应用最为广泛。六方氮化硼（h-BN）作为一种重要的无机材料，其结构与石墨相似，呈白色粉末状，因此也被称为“白石墨”。纳米级六方氮化硼（h-BN）可以包覆形成零维氮化硼纳米颗粒（BNNP），聚结形成一维氮化硼纳米管（BNNT），并可剥离形成二维氮化硼纳米片（BNN）。 氮化硼纳米带 （BNNRs）。这些纳米结构均表现出独特的优异性能，例如高比表面积、大带隙能量、低介电常数、优异的热稳定性、化学稳定性和出色的生物相容性。

2.氮化硼的性质

由于六方氮化硼 (h-BN) 和立方氮化硼 (c-BN) 具有优异的性能，研究人员主要集中研究这两种氮化硼晶体。

六方氮化硼（h-BN）的层状结构和晶格参数与石墨相似。每层内的氮原子和硼原子通过强sp²共价键和偶极相互作用结合在一起，这使得h-BN具有高熔点以及优异的耐高温和耐火性能。相比之下，h-BN层间结合主要由较弱的范德华力介导，使得层间滑动较为容易，因此适合用作润滑材料。此外，h-BN具有高达5.97 eV的带隙，即使在高温下也具有优异的绝缘性能。综上所述，h-BN的主要特性包括高熔点、高导热性、良好的润滑性能、高机械强度、良好的化学稳定性、优异的介电性能和良好的生物相容性。然而，h-BN在水中的分散性较差；因此，对h-BN材料进行功能化处理以改善其分散性将有利于其在更广泛的应用领域中发挥作用。 生物医学 场地。

立方氮化硼（c-BN）具有闪锌矿结构，属于面心立方晶系，是一种新型超硬材料，其结构与金刚石类似。c-BN 具有极高的导热性、热稳定性和化学稳定性等优异性能。2009 年，学者们首次在自然界中发现了天然 c-BN，并将其命名为潮凿石。然而，目前工业上使用的 c-BN 单晶仍​​然是在高温高压下以六方氮化硼（h-BN）为前驱体人工合成的。

3.氮化硼在生物医学领域的应用

BN在体外和体内均表现出良好的生物相容性，其在生物应用中的性能可与石墨烯基材料相媲美，甚至更优。它可应用于抗菌、药物递送、硼递送、组织工程和体内成像等多个领域。

• 抗菌性能：近期研究发现，氮化硼纳米片对耐药菌（AMR）具有有效的抗菌性能，且具有良好的生物相容性，长期使用不会产生继发性耐药性。Kivanc等人研究了六方氮化硼（h-BN）纳米颗粒对嗜热链球菌3.3、巴氏葡萄球菌M3、念珠菌属M25和嗜热链球菌ATCC 25175的抗菌和抗生物膜活性。他们采用MTT、SRB和Pico Green法检测细胞活力，评估了h-BN纳米颗粒对人正常皮肤成纤维细胞和Madin-Darby犬肾细胞的毒性。实验结果表明，h-BN纳米颗粒对细菌生长具有显著的抑制作用。
• 药物递送：六方氮化硼（h-BN）也被认为是一种极具潜力的药物载体。Cheng等人采用盐模板法合成了块状六方氮化硼纳米片（BNNSs），该纳米片在体内和体外实验中均能有效抑制乳腺癌细胞的增殖，表明BNNSs在药物递送应用方面具有巨大潜力。研究表明，以球形BN为载体，负载脱氧核糖核酸（DNA）的脑钠肽（BNP）可通过内吞作用穿透肿瘤IAR-6-1细胞，随后将DOX释放到细胞质和细胞核中，从而特异性靶向并杀死癌细胞。
• 组织工程：在牙科材料领域，Lee等人采用高能球磨法制备了BNNs，并将其分散在…… 氧化锆 首先制备基体，然后进行等离子烧结以固结复合粉末。添加硼氮纳米管（BNNs）的氧化锆强度提高了27.3%，断裂韧性提高了37.5%，同时还能抑制氧化锆基体在潮湿环境中的降解，这表明BNNs作为牙科增强材料具有潜在价值。Degrazia等人发现，添加0.15 wt.%的硼氮纳米管（BNNTs）可以改善牙科复合树脂的化学和机械性能，并促进矿物质沉积，从而延长牙科修复体的使用寿命。
• 硼载体：氮化硼纳米材料由于其高硼含量和低细胞毒性，可作为硼中子俘获疗法（BNCT）的硼载体。BNCT是一种新型的靶向放射疗法，能够靶向并杀死癌细胞而不损伤正常细胞。研究表明，聚乙二醇修饰的氮化硼纳米管可作为BNCT的硼载体，其在B16黑色素瘤细胞中的硼积累量约为第二代硼载体BSH（硫代硫酸硼烷钠）的三倍。聚赖氨酸和叶酸修饰的氮化硼纳米管与荧光量子点偶联后，可被多形性胶质母细胞瘤细胞选择性摄取，因此既可作为BNCT的硼载体，又可用于追踪细胞内药物行为。据报道，氮化硼纳米球也可用作治疗前列腺癌的高质量硼储存库，其中可控的晶体硼能够持续释放，从而降低前列腺癌细胞的活力并诱导细胞凋亡。原位肿瘤模型已证实空心氮化硼球的体内抗癌功效。

概括

氮化硼是一种优异的无机非金属材料，可以以四种不同的晶体结构存在，其中最常见的是六方氮化硼（h-BN）和立方氮化硼（c-BN）。近年来，由于其优异的生物相容性和更高的化学稳定性，h-BN材料作为石墨烯的结构类似物逐渐受到关注，这表明h-BN有望在生物医学应用中取代碳纳米结构。凭借其独特的结构和性能，氮化硼具有非常广泛的应用前景。然而，氮化硼在生物医学领域的研究仍处于起步阶段，值得进一步探索。