[科普中国]-银纳米颗粒

“纳米银”是“银纳米颗粒”的简称或俗称，指由银原子组成的颗粒，其粒径通常在1－100 nm范围。大块的银材料表面具有抑菌性质早已为人熟知，其机理是位于材料表面的银原子可以被环境中的氧气缓慢氧化，释放出游离的银离子（Ag+），这些银离子通过与细菌壁上巯基结合，阻断细菌的呼吸链，最终杀死附着在材料表面的细菌。对于大块银材料来说，上述氧化过程极为缓慢，银离子的释放数量和速率也非常低。

“纳米银”是“银纳米颗粒”的简称或俗称，指由银原子组成的颗粒，其粒径通常在1－100 nm范围。大块的银材料表面具有抑菌性质早已为人熟知，其机理是位于材料表面的银原子可以被环境中的氧气缓慢氧化，释放出游离的银离子（Ag），这些银离子通过与细菌壁上巯基结合，阻断细菌的呼吸链，最终杀死附着在材料表面的细菌。对于大块银材料来说，上述氧化过程极为缓慢，银离子的释放数量和速率也非常低。

与大块银材料相同，纳米银表面也会被氧化而释放游离的银离子；但是，由于纳米颗粒的小尺寸效应和表面效应，随着颗粒尺寸的减小，纳米银的表面原子数与其内部原子数的比例急速升高，最终导致其银离子的释放速率显著增高；与此同时，由于其颗粒表面大量释放银离子，且颗粒尺寸比病毒还小，纳米银可以通过其表面的银离子对细胞膜造成直接损伤并进入多种细胞，引起细胞凋亡或坏死。由于上述特性，纳米银的杀菌效果显著高于银离子，但是，与此同时，纳米银进入细胞并停留其中，造成局部高浓度银离子分布，对细胞、组织和器官造成明确的毒性和损伤。

纳米银的细胞毒性机制主要包括以下方面：（1）无论是纳米银本身还是其表面的银离子均可作用于细胞膜的膜蛋白，激活信号转导通路，抑制细胞增殖。（2）通过颗粒表面的高浓度银离子对细胞膜的氧化作用而引起细胞膜通透性改变，导致钙离子内流和过载，引起氧化应激和线粒体膜改变；（3）分布在胞浆内的纳米银造成局部的银离子高浓度释放，通过作用于线粒体而引起呼吸链功能受损，导致ROS产生，引起氧化应激和ATP合成障碍，导致DNA损伤。（4）胞浆内的纳米银引起细胞周期阻滞，引起细胞凋亡。（5）纳米银通过吸附蛋白分子而引起多种蛋白的结构改变，如抑制脑和肌肉细胞内肌酸激酶活性。（6）由于胞浆内的纳米银持续释放银离子，导致其所引起的DNA损伤不能完全修复。

大量研究结果已经证实，无论以何种暴露途径，纳米银都会导致各器官和组织中银元素水平的显著上升，且蓄积可长达数月；其中在肝脏、脾脏中蓄积最多，其次为肾脏，因此造成明显的肝、肾毒性和免疫毒性。其次，纳米银可以跨越包括血脑、血睾、胎盘、肠粘膜在内的等多种生物屏障，造成明确的中枢神经毒性、生殖系统毒性和遗传毒性。

因此，在考虑应用纳米银成分研发医疗用品前，需要充分认识纳米银的细胞毒性，以及其临床应用的必要性、安全性和有效性，充分考虑到产品对公共健康的影响。

本词条内容贡献者为:

许海燕 - 教授 - 中国医学科学院基础医学研究所