纳米技术与信息技术、生物技术一样将对未来经济、国防和社会的发展产生重大影响.为在这场以纳米技术为主题的高科技竞争中占据有利地位,美国从上世纪90年代开始进行了一系列的筹划和准备。而当人类进入21世纪以后,纳米技术更是得到了迅猛的发展,各国都相继加入了这个领域的研究和竞争。纳米技术的应用领域广泛,比如研究人员就希望利用纳米材料潜在的优良性质将其应用在生物医药领域,并开发具有靶向识别功能的纳米载药系统来对肿瘤进行诊断和治疗,从而攻克治疗癌症等疑难疾病上现行科技手段不足的难题。在这些纳米材料中,把生物无机材料混合系统应用在医药运输方面的研究发展尤为迅速。在众多的无机材料中,水滑石由于具有很多特殊性质被广泛寄予厚望。纳米水滑石不仅是唯一可以在生物系统中降解的纳米材料,而且当其作为医药载体时不须像其它材料一样再对其表面做任何修饰。比如将叶酸和甲氨喋呤插入纳米水滑石可以提高送要效率;将药物环糊精插入纳米水滑石后有利于对药物的控制释放。当今纳米载药系统的研究中,主要关注和要攻克的问题是如何在尽可能加大载体载药量提升治疗效果的同时,尽可降低所用载体材料对生物机体带来的损害。以前的研究就有曾报道,一些纳米材料对动物器官将产生意想不到的毒性影响,而且现如今在纳米材料应用于生物医药上是否会带来对机体潜在威胁的研究也极为有限。虽然一些研究曾提到纳米水滑石是一种相对可靠的药物输送载体,但我们仍然需要面对另外一个问题,那就是如何找到一个使用纳米水滑石的平衡剂量,使其既能在加大治疗效果的同时又不至于由于其本身可能存在的纳米毒性对生物系统带来伤害。为了研究不同纳米材料是否存在生物毒性效应,各学科学者提出了各种理论和方法。目前为止,氧化应激效应的检测是被公认的评判纳米材料生物安全性的最好办法。不仅如此,它还能帮我们找到纳米材料的毒性效应与剂量之间的关系。有学者认为纳米材料的表面结构,活性氧(ROS)的生成以及纳米材料的促炎症效应之间有直接的关系。从毒理学机理上讲,ROS的生成和氧化应激是解释纳米毒性的最好模式。在正常的线粒体环境中,ROS都维持在一个很低的水平,而且很容易被像谷胱甘肽(GSH)或抗氧化酶这样的机体内抗氧化系统所中和。但当ROS生成过量时,这个天然的抗氧化系统就将遭到破坏,机体会启动天然固有的氧化应激反应。所谓氧化应激状态指的就是机体内还原性谷胱甘肽的耗劫以及氧化性谷胱甘肽(GSSH)的积累。而细胞自身体内的一些保护和有害反应就是由于GSH/GSSH比例下降后氧化应激反应启动后所带来的。由于纳米医药载体的应用特殊性,因此除了判断其是否会造成有害的氧化应激反应之外,我们更应要关注它是否会对诸如DNA,蛋白质这样的生物大分子造成不同程度的伤害。因此本研究除了选择ROS和GSH两项经典指标之外,DNA断裂,DNA和蛋白质交联,蛋白质羰基含量也是我们所选的测试内容。因为任何对DNA和蛋白质基团的修饰都是导致癌症的前兆。此外由于内源性一氧化氮是由氧和一系列相关因素存在下由一氧化氮合酶催化代谢下产生的普遍生物活性物质,在某些环境下NO还能启动一系列对蛋白质和生物分子氧化修饰的有害反应,因此我们把NO也作为测定指标之一。所有实验结果显示纳米水滑石在正常浓度范围内对Hela细胞的氧化应激系统以及对DNA和蛋白质这些生物大分子都不会造成明显的破坏,因此它具有在医药领域应用的潜力。当然我们还要进一步在活体内进行一系列的探索和研究。