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1、纳米医疗技术及纳米诊断技术研究进展,生物技术论文内容摘要 : 近年来纳米材料和纳米生物技术在临床治疗及临床诊断方面的应用越来越广泛，纳米药物、纳米医用材料、纳米芯片技术、体外诊断试剂逐步开发并获得了重要进展。主要从纳米医疗和纳米诊断这两方面对纳米材料和纳米生物技术的现在状况及其发展前景进行了阐述。 本文关键词语 : 纳米生物技术 ;纳米医疗 ;纳米药物 ;纳米诊断。 纳米技术是 20 世纪 80 年代发展起来的一门覆盖面极广、多学科穿插的高新技术。当物质到达纳米尺寸后，其性能就会发生突变，出现特殊性能，如小尺寸效应、外表效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等。近些年，与生物相关的纳米生物技术发
2、展极为迅速，成为国际生物技术领域的前沿和热门，在医药卫生领域有着广泛的应用和明确的产业化前景，十分是纳米药物载体，纳米医用材料、纳米生物传感器和成像技术以及微型智能化医疗器械等1,将导致诊断和治疗手段的新发展2.本文对纳米医疗技术及纳米诊断技术两方面的最新进展进行了总结，对纳米生物技术将来的发展前景做出了瞻望。 1、纳米医疗。 纳米技术的研究重点之一就是开发安全有效的药物 / 基因传递载体，研究合理的输送和靶向给药2.当前国际上纳米生物技术在临床上的研究范围牵涉纳米药物包括纳米给药系统3、纳米生物材料4、纳米生物相容性器官等领域。 1.1 纳米药物。 纳米药物通常是指以合成 / 天然材料为载体
3、，将药物通过各种物理或者化学方式方法引入的体系，可以以是直接将原料药物加工制成的纳米药物晶体。前者又称为纳米给药体系，是本文关注的重点。根据构造和组成不同，纳米药物能够分为纳米粒、纳米球、纳米囊、纳米脂质体和聚合物胶束等。不同于大部分常规药物，纳米药物的生物活性与载体的化学构造和物理性能密切相关。一方面，能够通过研发各种化学和工艺方式方法提高载体的性能以提高纳米药物的疗效 ;另一方面，利用这一特性，结合纳米尺寸固有外表效应和小尺寸效应，赋予纳米药物很多常规药物不具备的优点。 1增加药物的稳定性，提高生物利用度。纳米药物能够解决口服易水解药物的给药途径，使本来只能注射的药物能够直接口服而不毁坏疗
4、效，提高了药物的生物利用率5.蛋白质、多肽及疫苗这类大分子药物，口服后易被胃酸毁坏，且在肠道中很容易发生蛋白水解，故难以透过肠壁被机体吸收，如今多采用注射给药，但这经常使病人产生不适，且费用高昂。张磊等6采用逆向蒸发 - 超声法制备了胰岛素纳米脂质体，将胰岛素以脂质体作载体给药促进胰岛素小肠吸收，对胰岛素活性有一定的保卫作用。 2能够实现靶向和定位释药，减少药物的毒副作用。纳米药物在癌症的治疗中具有宏大的应用前景。正常组织中的微血管内皮间隙致密、构造完好，纳米药物不易透过血管壁，而实体瘤组织中血管丰富、血管壁间隙较宽、构造完好性差，淋巴回流缺失，造成纳米药物滞留在肿瘤内。这种现象被称作实体瘤组
5、织的高通透性和滞留效应，简称 EPR 效应。 EPR 效应促进了纳米药物对肿瘤组织的被动靶向性，进而增加药效并减少系统副作用。迄今为止，大部分用于临床研究并且获得明显效果的纳米药物是基于 EPR效应。 纳米药物的最终目的是实现主动靶向治疗生物导弹。如今研究的热门是利用抗体 - 抗原和配体 - 受体结合的特异性来修饰纳米药物。阿霉素作为一种常用抗肿瘤药物因其较大的心脏毒性和骨髓抑制作用而使其应用遭到限制。为减轻这种毒副作用，Suzuki7等用抗转铁蛋白受体TER单抗与脂质体偶联，制备出可靶向富含 TER 细胞的免疫脂质体包裹阿霉素。结果表示清楚，这种脂质体能促进阿霉素进入人白血病 K562 细胞
6、内，大大提高阿霉素对 K562 细胞的作用。 3控制释放给药，延长药物在体内的循环时间。控制释放给药系统CRDDS是指通过物理、化学等方式方法改变制剂构造，使药物在预定时间内主动按某一速度从制剂中恒速释放于作用器官或特定靶组织，并使药物浓度较长时间维持在有效浓度内的一类制剂。药物控释能够延长药物在体内的半衰期，解决因药物半衰期短而需天天重复屡次给药的费事 ;纳米药物要实现延长体内的循环时间，可通过外表修饰来改变微粒的外表性质，以到达长循环的效果 :一般而言，增大纳米粒的外表亲水性、采用非离子外表活性剂、增大外表吸附层厚度等方式方法可延长纳米粒在体内的循环时间。比方采用热融分散技术制备的喜树碱固
7、体脂质纳米粒因其外表吸附有 Poloxamer188 外表活性剂，使其亲水性增加，在血液循环中滞留时间延长，喜树碱脂质纳米粒在体内的半衰期显着长于游离药物溶液8. 4可穿过生物屏障。机体有很多天然的生物屏障保卫着机体不受损害，但这些屏障的存在也给一些病变的治疗带来困难。很多药物，尤其是 RNA和 DNA 的遗传药物，往往是带电荷的分子，能够被细胞膜所阻断，这就需要一种特殊纳米颗粒来运输这些特殊的药物至细胞核或细胞器中发挥作用，比方细胞穿透肽修饰过的纳米药物9. 5基因药物输送的媒介。纳米基因载体在安全性、基因保卫和靶向性修饰上具有优势10.纳米颗粒基因载体是一种非病毒载体，将 DNA、RNA
8、等基因治疗分子包裹在载体之中或键合吸附在其外表。 载体外表能够用特异性的靶向分子修饰来提高靶向性，进而实现安全有效的靶向性基因治疗。自组装DNA 纳米构造智能药物输送载体已成为一种具有精到准确构造的纳米生物材料。当前研究热门是开发智能的通用载体和靶向药物11.加强纳米基因载体在体内的转染效率，是其在临床应用上的突破点。 1.1.1 纳米药物的类型。 由于篇幅限制，本文下面着重介绍聚合物纳米药物。迄今为止，用于纳米药物输送的载体主要是聚合物12.由于聚合物主要有下面优点 :分子量大，由于 EPR 效应，作为载体能使药物在病灶部位停留较长时间，延长疗效。可通过调节聚合物物理化学性能和本身降解而到达
9、缓释或控释药物的目的。易功能化，可把一些具有靶向作用或控释功能的组分键合在聚合物粒子外表。可调控的生物降解性，避免药物释放后聚合物载体材料在人体器官聚积，产生毒副作用。 1聚合物键合药物。聚合物键合药物又称为聚合物前药，它们的生物活性取决于键合的小分子药物能否能够在病变区被及时释放出来。传统的小分子化疗药物在给药经过中碰到很多问题，如在水中溶解性和稳定性较差、体内迅速去除、毒副作用大等。聚合物键合药物采用化学桥联稳定药物分子，将小分子药物以可降解的化学键键合到聚合物骨架上，能够有效避免纳米颗粒在体内循环经过中不必要的药物泄露，而通过不同的化学键的选择，十分是那些对病变局部环境敏感的化学键，比方
10、 pH 和酶敏感化学键，能够实如今肿瘤组织或肿瘤细胞内的可控释放，这使得其相对于通过物理互相作用包载型的纳米药物愈加具有优势。常见的聚合物骨架包括聚乙二醇PEG、聚谷氨酸PGA、聚 N-2-羟丙基甲基丙烯酰胺HPMA。Duncan 等研发了一系列 HPMA 抗肿瘤键合药物，当前正在进行临床I、II期研究。化疗药物是以 Gly-Phe-Leu-Gly键合到聚合物骨架上。通过细胞内溶酶体的酶解作用，键合的抗肿瘤药物能够被有效地释放出来，到达了细胞内给药的要求13.再比方将 galactose 键合到聚合物骨架上能够有效地增加这些纳米药物的肝靶向性14. 2聚合物 - 蛋白质结合体 :聚乙二醇和多糖
11、经常用于制备蛋白质高分子共价结合体。获 FDA 批准可在临床上使用的聚合物 - 蛋白质结合体大多数是由聚乙二醇制备的PEGylation。PEGylation 可增加蛋白质的水溶性和稳定性，又可降低其相应的免疫原和抗原性，进而延长药物在体内的循环半衰期15,16.如罗氏公司生产的 PEGasysPeginterferon Alfa-2a能够使干扰素在血清中的半衰期提高 50-70倍17.高分子蛋白质结合体的制备方式方法有 :带有功能基团的高分子链与蛋白质活性部位直接连接 ;将与蛋白质具有特异结合作用的分子首先与高分子以共价键结合，而后实现高分子与蛋白质的特异性结合。当前关注的热门之一是对于具有
12、治疗作用的蛋白质和催化功能的酶等生物特异性蛋白质，与高分子结合后怎样保持其生物功能的问题。 3RNA 纳米颗粒 :在药物开发史上，化学药物和蛋白质药物已出现，RNA 药物或以 RNA 为目的的药物将是药物开发的第三个里程碑。RNA 是由腺嘌呤A、尿嘧啶U、鸟嘌呤G和胞嘧啶C构成的一种核糖核酸高分子 .与 Watson-Crick的 DNA 碱基配对A-T,G-C的双螺旋链的构造不同，RNA 的二级构造里经常出现一些非传统的碱基配对如环环互相作用。通过底端向上的 自组装 技术，包括模板法和非模板法，RNA 分子能够构建种类繁多的和具有生物功能的纳米构造。RNA 纳米治疗剂的独特之处在于，其支架、
13、配体和治疗剂都是由 RNA 组成，由于其均匀的纳米级尺寸、良好的生物相容性、低毒性和目的特异性，使其有利于在活的机体内应用而不会在正常器官内积累18,为癌症的治疗提供了参考意见。 郭培宣等人于 1986 年构建 phi29DNA 组装马达，是至今所能构建最强大的生物马达。1987 年郭等人19,20报道了 phi29 噬菌体中由 pRNApackaging ribonucleicacid,简称 pRNA驱动的纳米马达。该纳米马达的功能是包裹 DNA 并将 DNA 运送到病毒衣壳中，ATP 为这种 RNA 马达提供能量。随后，郭的研究团队证明 pRNA 分子能够经过改造构建成二聚体、三聚体和六聚
14、体的纳米颗粒，进而创始了RNA 纳米技术21,22.利用此技术，该团队研发了一系列多功能 RNA 纳米治疗剂，可用于靶向治疗肿瘤，且不会损伤正常组织。例如23-26,利用重新改变构造的 RNA 片段携带多达 4 个治疗和诊断模块构建出了超稳定的 X 形 RNA 纳米颗粒。这些 RNA 纳米颗粒可纳入沉默基因的小干扰 RNA,调控基因表示出的 micro-RNA,靶向癌细胞的核酸适体，或是能够催化化学反响的核酶27. 4固体聚合物纳米粒子。其制备方式方法包括单体聚合成聚合物纳米粒子和聚合物后分散自组装构成固体纳米粒子。常见聚合物载体有聚氰基丙烯酸烷酯、聚乳酸、聚乳酸 - 乙醇酸，以及天然大分子如
15、壳聚糖和白蛋白等。药物通过物理吸附或化学键合方式方法引入载体。Abraxane 是第一个获 FDA 批准的聚合纳米粒子药物，用于乳腺癌、肺癌和胰腺癌的治疗，由白蛋白纳米粒子和键合的 paclitaxel组成，尺寸约 130nm28.聚合纳米粒子作为药物载体除需具备生物相容性和生物降解性之外，单分散性要好。将纳米粒子外表接枝 PEG 可有效加强分散性和在体内的循环稳定性。除此之外，研发多功能纳米粒子以便提高靶向性也是当今研究的一个热门。 5聚合物纳米胶束。常见小分子外表活性剂构成的胶束稳定性较差，不适于药物运输。而聚合物纳米胶束，具有载药量高、载药范围广、稳定性好，体内滞留时间长等优点29,30
16、.常用于难溶性药物、大分子药物及基因治疗药物的载体，还可实现靶向给药，具有广泛的应用前景。聚合物纳米胶束通常是由具有亲水部分和疏水部分的两亲嵌段共聚物在水中自组装构成的纳米级大小的核 - 壳型胶束，尺寸大约 20-100nm.华而不实亲水部分多由 PEG 组成，疏水部分多由聚乳酸、聚环氧丙烷、聚氨基酸组成。 当前至少有 6 种聚合物纳米胶束抗肿瘤药物进行临床研究。 纳米药物是具有宏大发展前景的新型药物，其在医药领域的发展必将引起疾病诊断和治疗的革命。 当前，纳米医药技术的基础理论及纳米药物的制备工艺等还很不完善。基础理论方面，人们对纳米药物在体内的行为，包括组织分布、药代动力学和药效，以及它们
17、与载体的化学构造和物理性能之间的互相关系，都缺乏深切进入和系统的研究 ;从制备工艺来讲，制备工艺要求操作方便、成本低、易于工业化放大生产，产品性能要稳定。因而，纳米技术在医药领域中的研究还需做大量的工作。其将来发展方向是加强载药量、提高靶向作用及控释能力、降低超敏反响31. 1.2 纳米生物医用材料。 纳米生物医用材料是纳米材料与生物医用材料的穿插，在人类康复工程中发挥重要作用。纳米生物医用材料将解决临床对伤口敷料、人造皮肤、人造血管和组织工程支架、高性能组织修复、器官替换的迫切需求32-34,而且已显示出宏大的潜在应用价值。 材料支架在组织工程中起着重要作用35.模拟天然的细胞外基质构造而制
18、成的纳米纤维生物可降解材料已开场应用于组织工程的修复和再生。由于软骨再生能力有限，软骨组织工程领域的发展具有重要意义，十分是在治疗老龄化社会日益流行的大关节骨关节炎方面36.嵇伟平等采用塑性变形和化学处理方式方法在 Ti6A14V 合金上制得一种新型多孔纳米晶体，通过体外实验研究了成骨细胞在纳米Ti6A14V 合金外表的黏附情况。结果表示清楚，与普通钛合金相比，纳米外表钛合金早期就能使成骨细胞伪足伸展良好，促进成骨细胞严密贴壁和早期融合，与细胞黏附相关的 Integrin 1 的表示出也高于普通钛合金，为将纳米技术应用到人工关节等植入器械领域提供了新的方向37.还能够将纳米骨材料38植入体内填
19、充各类型的骨缺损，其网状构造可生长出很多新生的骨细胞，所有填的纳米骨材料，最后会降解消失，骨缺损部能完全被新生骨取代。当前医用纳米羟基磷灰石 / 聚酰胺 66 复合骨充填材料已投入市场，对骨缺损的恢复具有较好的作用。 纳米技术与生物医学的结合，为医学界提供了全新的思路，在医学领域的应用已获得一定成果。 但当前大多数研究还处于动物实验阶段，仍需大量临床试验予以证实，纳米材料应用的生物安全性也有待进一步提高。这就要求生物医学研究者与纳米材料的研究人员合作需进一步加强，制造出更先进的生物医用纳米材料。 2、纳米诊断学。 纳米诊断学是纳米生物技术在分子诊断中的应用，对于发展个性化治疗具有重要意义。当前
20、纳米生物技术在临床诊断方面的研究主要集中在纳米生物传感器39,40和成像技术41,42、使用制造纳米机器人在细胞水平上进行维修，生物标志物的提取及测定等43,44领域，以疾病的早期诊断和提高疗效为目的。 2.1 体外生物分子检测。 超灵敏的生物分子检测方式方法能够服务于临床诊断45,46.由于待测分子含量很少，因而，对方式方法的检测灵敏度有很高要求。纳米材料特有的性质能够极大地提高分子检测的灵敏度和简便性47,48,人们研究了各种各样的超微量生物分子检测的信号放大方式方法49,50.丁良等51利用纳米晶体中阳离子交换反响释放的阳离子来诱导荧光染料，用于痕量生物分子的检测，获得良好效果。实验表示
21、清楚基于 ZnS 纳米簇的阳离子交换放大器的检测性能优于酶联免疫吸附测定法ELISA，检测限低 1000 倍。标志着利用便携式床旁检测设备检测生物标记物成为可能。 2.2 体内诊断。 2.2.1 纳米金粒子。 纳米金粒子是一种无毒且生物相容性良好的纳米材料，合成方式方法简单、粒径可控，外表化学性质活泼，容易修饰或吸附其他物质，而且具有独特的光电性能，因而近年来国内外对纳米金粒子在生物学领域的应用进行了广泛的研究。 Feng 等利用聚乙二醇 - 葡萄糖 - 金纳米粒PEG-Glu-GNPs作为成像探针做 CT 及 PET 扫描的造影剂，注射纳米金粒子后的小鼠，使用高分辨率显微 CT 检查，测定灰
22、度密度和 CT 测定微粒的排泄随时间的衰减值。注射 PEG-Glu-GNPs 后肿瘤的轮廓很容易与周围组织区别开来，这种复杂的探针能够实现体内疾病的早期诊断，大大有助于癌症或癌转移的早期发现52.另外开发体内神经递质介入脑化学的监测是一项具有挑战性的工作，有助于进一步理解生物分子在病理和生理上的作用。Liu 等53报道了一种新型的封装有金纳米颗粒的玻璃毛细管来感应大脑多巴胺，结果表示清楚，全氟磺酸改良 Au/GCNE 可成功用于监测麻醉大鼠纹状体的多巴胺。Kempen 等用光学显微镜和扫描电镜定位、观察金纳米粒子聚集的脑肿瘤模型，发现纳米颗粒仅在含有脑肿瘤细胞的区域内聚集，在正常脑组织周围没有
23、发现54. 2.2.2 量子点半导体纳米晶体。量子点是以 CdSe为核、CdS 或 ZnS 为壳的核 - 壳型纳米体，具有优良的光谱性能。水溶性的量子点在生物化学等研究领域显示了极其广阔的应用前景。它的细胞毒性低，可用于活细胞及体内非同位素标记的生物分子的超灵敏检测。李朝辉等55利用反相微乳液技术，以CdTe量子点为核，SiO2为壳，一步制备了外表带有氨基和磷酸基团的核壳型量子点荧光纳米颗粒 .该颗粒水溶性好，大小均匀，有效改善了CdTe量子点的不稳定性，成功实现了对肝本质细胞的辨别。由于量子点技术有其独特的标记特点，它必将成为今后生物分子检测的尖端技术，为 DNA检测DNA芯片、蛋白质检测蛋
24、白质芯片和探寻求索蛋白质 -蛋白质之间抗原 - 抗体、配体 - 受体、酶 - 底物反响原理提供更先进的方式方法。同时也将极大推动生物显像技术和生物制药技术的迅猛发展，给疾病的诊断和治疗带来宏大进步。 2.2.3 纳米磁性颗粒。 较大尺度的磁性纳米颗粒呈现铁磁性，在交变磁场的作用下可通过磁滞现象产热，用于癌症的靶向热疗56.而粒径小于 20nm 的磁性纳米颗粒通常显现出超顺磁性，可被广泛应用于临床诊断领域。当前在临床诊断方面较为成熟、发展较快的应用主要包括 :磁共振成像、生物分离、细胞挑选等。1磁共振成像MRI作为一项新的医学影像诊断技术，近年来发展特别迅速，所提供的特有信息对诊断疾病具有很大的
25、潜在优越性。利用超顺磁性氧化铁磁性纳米颗粒在生物体组织内的特异性分布，有助于提高该部位肿瘤与正常组织的 MRI 比照度，因此作为造影加强剂被应用于MRI,进行肿瘤及其他疾病的诊断57.2生物分离。因磁性纳米颗粒具有易操控性、比外表积大等优点，使功能化的磁性纳米颗粒的应用具有很大的吸引力58.当下磁分离的研究牵涉生物领域的多个方面，如血液中金属离子的去除，蛋白质、核酸等的富集、固定化酶的回收与重复等59.Yan课题组60利用磁性氧化铁粒子作为载体固定蛋白酶 A,并利用其能够与乙肝病毒外表抗原抗体发生特异性结合的性质，到达测定乙肝病毒的目的。3细胞挑选。当组织或血液中仅有微量癌细胞的时候，通过特定
26、的技术就能够精到准确地检测到，进而实现对疾病的早期诊断和治疗，必将为病人获得难得珍贵的治疗时间，提高治愈率。所以细胞挑选具有重要的意义。 免疫磁珠细胞挑选法可在几分钟内从复杂的细胞混合物中分离出很高纯度的细胞。Mousavi 等61等开发了一种新型的与金纳米条结合的微流控芯片，利用高效免疫磁珠法捕捉人血中极少量的细胞，能够到达简单而有效的检测高纯度目的细胞的目的。能够预见，在将来，愈加精到准确的细胞挑选技术将是一个非常热门的研究方向62. 固然功能化的磁性纳米材料已经有了广泛的应用，但怎样设计更简单的制备经过和更新颖的功能化方式以使材料本身具有更好的分散性和使用寿命，还是研究者们探寻求索的方向
27、 . 2.2.4 纳米生物传感器。 在癌症研究领域，利用纳米技术制成的传感器可望使各种癌症的早期诊断成为现实63.纳米传感器灵敏度很高，在进行血液检测时，当传感器中预置的某种癌细胞抗体碰到相应的抗原时，传感器中的电流会发生变化，通过这种电流变化能够判定血液中癌细胞的种类和浓度。当前越来越多的风险投资正在涌入这一领域，但这一技术在实用中还有一些技术难题需要解决。今后可能会有多种纳米传感器集成在一起被置入人体，以用来早期检测各种疾病。 2.2.5 生物芯片。 生物芯片是基因生物学与纳米技术相结合的产物，它不同于半导体芯片，它是在很小的几何尺度的外表积上，装配一种或集成多种生物活性分子，仅用微量生理
28、或生物采样，即可同时检测和研究不同的生物细胞、生物分子和 DNA 的特性，以及它们之间的互相作用，获得生命微观活动的规律。具有集成、并行和快速检测的优点，生物芯片技术已经成为 21 世纪生物医学工程的前沿科技。基于纳米构造阵列的蛋白质芯片和微流控芯片技术在诊断学和生物传感技术方面的应用具有宏大的潜力64.Ali 等65制备的基于氧化镍纳米棒的微流控生物芯片，采用电化学检测法来测定人体血液中的总胆固醇浓度，线性范围为 1.5-10.3mmol/L,灵敏度高达 0.12mA mmol-1 cm-2.DNA 芯片技术能够快速分析大量的基因信息，进而使生物医学工作者能够研究并收集基因表示出和变异信息，
29、还可用于监测不同的人体细胞和组织基因表示出，以检测癌症或其它疾病所对应的基因的变化。 2.2.6 纳米机器人 纳米技术与分子生物学的结合将创始分子仿生学新领域。 纳米机器人 是根据分子水平的生物学原理为设计原型，设计制造可对纳米空间进行操作的 功能分子器件 .以色列科学家研发出一种 胶囊相机 ,将摄像头内置入比普通感冒药稍大的胶囊内，以大约每秒 14 张照片的频率拍摄消化道内的情况，并同时传回外置的图像接收器，可进行人体消化道肿瘤监测。还可将纳米机器人注入人体血管内，进行全身健康检查，疏通脑血管中的血栓，去除心脏动脉脂肪沉积物，用于动脉粥样硬化的治疗 ;可吞噬病毒，杀死癌细胞 ;可将纳米机器人
30、以插入导管的方式引入到尿道或胆道里内，直接到达结石所在的部位，并且直接把结石击碎，进行肾结石、胆结石的治疗 ;还可进行人体器官的修复工作、作整容手术、从基因中除去有害的DNA,把正常的 DNA 安装在基因中，这样能够从根本上治愈遗传缺陷或病毒，使机体正常运行。将来发展趋势是当机器人医生发现可疑病变组织后，立即能伸出 手 来取样进行活检。纳米机器人在体内的生物传感与智能配送生物活化剂有很大潜力66. 3、纳米材料和纳米生物技术的安全性问题。 随着纳米技术的迅速发展，不可避免地导致含有纳米颗粒的工业废水的排放67,纳米材料的潜在的免疫毒性机制所引起的不良反响还没有得到足够的重视68.纳米颗粒可直接
31、穿透人体皮肤引发多种炎症 ;可穿透细胞膜，将异物带入细胞内部，对人体脑组织、免疫与生殖系统等方面造成损害等。如二氧化钛容易在饮用水中聚集，进而污染环境、影响健康。接触二氧化钛纳米微粒后，人体肺部将可能出现炎症。银纳米颗粒当前已被大量使用。研究表示清楚，即便它在环境中的聚集量很低，也会对水中无脊椎动物造成伤害。碳纳米管是工业和实验所需的材料，注射了碳纳米管的老鼠会产生动脉粥状化、线粒体脱氧核糖核酸损伤等反响。当摄入量较大时，对肌肉细胞也有毒性，会对人体健康有不利影响。 但尽管纳米生物技术的应用有一定安全性的问题，它的应用也会越来越广泛，同时这也为纳米技术将来的发展指明了方向-怎样提高其安全性问题是研究的目的之一。 4、发展前景。 纳米生物技术的发展具有很大的发展潜力，将对传统医学产生深入影响，给临床治疗及诊断技术研究提供很大的创新机遇和市场前景。在临床上能够设计出具有良好生物相容性、靶向性更好的纳米药物、仿生材料和人造器官 ;设计出集体内诊断和治疗为一体的纳米微粒是其发展方向。在诊断学上设计出灵敏度更高层次、响应性更好的临床诊断试剂，将为疾病的提早预防和治疗提供难得珍贵的根据。针对患者之间的异质性，纳米临床医学和分子生物标记物相结合的个性化医疗会确保很大的疗效和安全性69.