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摘要：
随着科技的发展，新型的人工纳米材料的研发力度与应用范围愈加的广泛，需要接触人工纳米材料的人群和接触纳米材料的机会迅速增多，综述对近年来有关人工纳米材料对心血管系统的损伤方面所取得的研究成果以及文献资料，本文对有关人工纳米材料对心血管系统的损伤表现以及损伤机制方面所取得的最新研究进展总结，从动物水平以及细胞水平两个方面阐述常见的纳米碳基物材料以及纳米金属粉均会对心血管系统产生不良影响。
关键词：人工纳米材料； 心血管系统； 损伤； 表现； 机制
【中图分类号】
R732 【文献标识码】B 【文章编号】1002-3763（2014）08-0034-01
在粒子尺寸达到纳米量级标准的条件下，会呈现出明显的小尺度效应、表面效应、宏观量子隧道效应[1]。从纳米材料对人体的影响角度上来说，可能通过消化道、呼吸系统、或者是皮肤黏膜，进入血液循环，分布至全身，期间可能造成心血管系统不良事件的发生。为了能够进一步丰富人工纳米材料毒理学领域的研究成果，本文对近年来在人工纳米材料对心血管系统的损伤方面所取得的研究成果以及研究进展展开综述，分析如下：
1 人工纳米材料对心血管系统的损伤表现
1.1 人工纳米材料造成内皮损伤：
血管内皮是血管壁以及血液之间单层性的细胞屏障。从生理解剖结构的角度上来说，血管内盘能够及时促进激活性子与抑制因子的合成、分泌反应，从而使血管系统完整性得到完成，确保血管张力处于平衡状态。相关研究中提示，对于存在有内皮功能障碍的人体而言，出现动脉粥样硬化及相关疾病的可能性将明显增大。从人工纳米材料的角度上来说，造成内皮损伤的机制主要包括如下几个方面：其一，在与细胞直接接触并产生介导反应的条件下诱发细胞机械性损伤；其二，对血管内皮细胞造成一定的刺激作用，通过释放炎性因子以及氧自由基成分的方式，造成细胞生长受阻；其三，对内皮细胞的生长产生抑制影响，组织缺血下的心血管重建受不良影响，可能表现为心肌缺血症状[2]。
1.2 人工纳米材料造成血栓损伤：
血小板在凝血、止血过程当中具有相当关键的作用。与之相对应的是，凝血机制的异常也会与血小板的聚集水平存在明显关系，由此可能产生血栓。人工纳米材料可能导致与血小板发生电荷中和反应，造成血小板的聚集。除此以外，在人工纳米颗粒材料所诱发的内皮损伤机制作用之下，组织纤溶酶原活性物的分泌水平有一定的降低趋势，血小板被激活，最终表现为凝血前状态，潜在诱发血栓等相关疾病的可能性。
2 人工纳米材料对心血管系统的损伤机制
2.1 纳米碳基物材料对心血管系统的损伤：
纳米碳基物是纳米材料中关键性的构成要素之一，以碳纳米管为主要代表。此类材料的主要特点在于：机械强度高、硬度高、粒径小。形状上与常规的石棉纤维材料相似。但在作用于生物体的过程当中，难以发生代谢。除此以外，此类纳米材料还具有良好的电子受体优势，能够与π电子系发生反应，促进材料与生物化学成分的有机结合。在纳米碳基物的影响下，对于心血管系统的损伤可能涉及到以下两个方面的问题：
首先，从动物水平的角度上来说，血小板的凝聚很大程度上受到糖蛋白结合受体参与水平的影响。而在纳米碳基物的应用下，可能致使糖蛋白结合受体发生激活反应，诱发心血管损伤。相关研究人员在以大鼠为模型的受体试验中研究发现[3]：多壁、单壁碳纳米管均会导致大鼠颈动脉血栓形成速度的增快，说明两种纳米碳基物均对于血小板聚集有促进影响。除此以外，其还有可能造成受体的自主神经系统被破坏，表现为炎性反应。有关研究人员同样以大鼠为模型，在暴露于碳纳米颗粒环境后，大鼠模型表现出心率的降低趋势，主要机制在于：碳纳米颗粒材料造成了交感神经、迷走神经的破坏，在心血管系统支配中无法保持平衡关系。对于人体而言，严重时可能诱发心律失常，乃至心原性猝死的问题。
其次，从细胞水平的角度上来说，有关研究人员使用纳米炭黑颗粒对人脐静脉内皮细胞进行染毒，持续24.0h。观察发现：受到纳米碳黑颗粒材料的影响，造成细胞形态学发生改变，细胞质膜发生损伤，细胞增生反应受到了一定的抑制影响。除此以外，有关研究中还认为，对于纳米碳黑颗粒一类材料而言，会对内皮型一氧化氮合酶与间隙连接蛋白-37的合成反应造成不良影响，在降解内皮细胞质膜的情况下，可能诱发动脉粥样硬化等相关疾病。除对心血管系统造成损伤影响以外，在纳米炭黑颗粒材料作用之下，受体血管损伤后机体的自主修复功能也出现一定缺陷，故有关研究中通过大鼠模型试验证实：多壁碳纳米管材料会对大鼠血管外膜成纤维细胞活性造成抑制，造成模型内丙二醛含量的异常升高。
2.2 纳米金属粉对心血管系统的损伤：
在纳米颗粒吸入并达到肺间质部位以后，可能穿过肺泡上皮细胞，经由间质组织，参与到受体的血液循环反应过程当中，或者是通过进入淋巴循环系统的方式，进一步分布扩散至全身。与此同时，纳米金属粉材料中释放的大比例金属离子也可能通过自由基产生的方式，造成心血管系统损伤加剧。在纳米金属粉的影响下，对于心血管系统的损伤可能涉及到以下两个方面的问题：
首先，从动物水平的角度上来说，相关的试验研究中分析认为[4]：对于暴露在纳米金属粉环境下的小鼠模型而言，处死后解剖结果显示其肺部银含量可达到1.5～1.7ug单位。同时，随着处死时间的延长，肺部中的银检出含量将得到明显的减低。同时，体内团聚的纳米金属粉释放银离子在小鼠被处死7d后仍然可在肺泡巨噬细胞中被检出。根据相关的试验结果认为：虽气管滴注下的银纳米团颗粒以团聚体的方式残留在肺部，但呼吸暴露下的纳米银颗粒可能经由肺部进入血液循环系统，造成心血管系统的损伤。
其次，从细胞水平的角度上来说，纳米金属粉所生成的银纳米颗粒以及金纳米颗粒都可能在氧化反应的作用之下对细胞凋亡产生一定的诱导反应，由此影响心血管的正常运行。有关研究中尝试以小鼠作为模型，对受体进行银纳米颗粒染毒，结果显示：银纳米颗粒可能造成小鼠受体中的成纤维细胞凋亡反应加剧。除此以外，在细胞色素C迅速释放的条件下，Bax蛋白成分白转移至线粒体内，由于在此类纳米材料的介导反应下，细胞凋亡具有线粒体依赖的特征，故而将导致活性氧自由基成分的提升，对应的JNK激酶的活性水平明显增长。
3 结语
本文在结合近年来相关研究成果以及文献资料的基础之上，针对有关人工纳米材料对心血管系统损伤方面所取得的研究进展进行了总结与归纳，认为包括纳米碳基物材料以及纳米金属粉在内的人工纳米材料都会造成内皮损伤以及血栓损伤，需要临床引起重视。
参考文献
[1]周国强，陈春英，李玉锋，等.纳米材料生物效应研究进展[J].生物化学与生物物理进展，2008，35（9）：998-1006.
[2]葛晓敏，田伟.磁纳米粒子的研究进展及其在心血管系统的应用[J].医学综述，2010，16（1）：132-134.
[3]梁宁.纳米氧化锌对大鼠的心血管毒性作用[D].郑州大学，2012.
[4]刘昕，孙皎.纳米二氧化硅颗粒对大鼠心血管系统毒性的体内研究[C].2009年上海市医用生物材料研讨会论文集.2009：18-19.
随着科技的发展，新型的人工纳米材料的研发力度与应用范围愈加的广泛，需要接触人工纳米材料的人群和接触纳米材料的机会迅速增多，综述对近年来有关人工纳米材料对心血管系统的损伤方面所取得的研究成果以及文献资料，本文对有关人工纳米材料对心血管系统的损伤表现以及损伤机制方面所取得的最新研究进展总结，从动物水平以及细胞水平两个方面阐述常见的纳米碳基物材料以及纳米金属粉均会对心血管系统产生不良影响。
关键词：人工纳米材料； 心血管系统； 损伤； 表现； 机制
【中图分类号】
R732 【文献标识码】B 【文章编号】1002-3763（2014）08-0034-01
在粒子尺寸达到纳米量级标准的条件下，会呈现出明显的小尺度效应、表面效应、宏观量子隧道效应[1]。从纳米材料对人体的影响角度上来说，可能通过消化道、呼吸系统、或者是皮肤黏膜，进入血液循环，分布至全身，期间可能造成心血管系统不良事件的发生。为了能够进一步丰富人工纳米材料毒理学领域的研究成果，本文对近年来在人工纳米材料对心血管系统的损伤方面所取得的研究成果以及研究进展展开综述，分析如下：
1 人工纳米材料对心血管系统的损伤表现
1.1 人工纳米材料造成内皮损伤：
血管内皮是血管壁以及血液之间单层性的细胞屏障。从生理解剖结构的角度上来说，血管内盘能够及时促进激活性子与抑制因子的合成、分泌反应，从而使血管系统完整性得到完成，确保血管张力处于平衡状态。相关研究中提示，对于存在有内皮功能障碍的人体而言，出现动脉粥样硬化及相关疾病的可能性将明显增大。从人工纳米材料的角度上来说，造成内皮损伤的机制主要包括如下几个方面：其一，在与细胞直接接触并产生介导反应的条件下诱发细胞机械性损伤；其二，对血管内皮细胞造成一定的刺激作用，通过释放炎性因子以及氧自由基成分的方式，造成细胞生长受阻；其三，对内皮细胞的生长产生抑制影响，组织缺血下的心血管重建受不良影响，可能表现为心肌缺血症状[2]。
1.2 人工纳米材料造成血栓损伤：
血小板在凝血、止血过程当中具有相当关键的作用。与之相对应的是，凝血机制的异常也会与血小板的聚集水平存在明显关系，由此可能产生血栓。人工纳米材料可能导致与血小板发生电荷中和反应，造成血小板的聚集。除此以外，在人工纳米颗粒材料所诱发的内皮损伤机制作用之下，组织纤溶酶原活性物的分泌水平有一定的降低趋势，血小板被激活，最终表现为凝血前状态，潜在诱发血栓等相关疾病的可能性。
2 人工纳米材料对心血管系统的损伤机制
2.1 纳米碳基物材料对心血管系统的损伤：
纳米碳基物是纳米材料中关键性的构成要素之一，以碳纳米管为主要代表。此类材料的主要特点在于：机械强度高、硬度高、粒径小。形状上与常规的石棉纤维材料相似。但在作用于生物体的过程当中，难以发生代谢。除此以外，此类纳米材料还具有良好的电子受体优势，能够与π电子系发生反应，促进材料与生物化学成分的有机结合。在纳米碳基物的影响下，对于心血管系统的损伤可能涉及到以下两个方面的问题：
首先，从动物水平的角度上来说，血小板的凝聚很大程度上受到糖蛋白结合受体参与水平的影响。而在纳米碳基物的应用下，可能致使糖蛋白结合受体发生激活反应，诱发心血管损伤。相关研究人员在以大鼠为模型的受体试验中研究发现[3]：多壁、单壁碳纳米管均会导致大鼠颈动脉血栓形成速度的增快，说明两种纳米碳基物均对于血小板聚集有促进影响。除此以外，其还有可能造成受体的自主神经系统被破坏，表现为炎性反应。有关研究人员同样以大鼠为模型，在暴露于碳纳米颗粒环境后，大鼠模型表现出心率的降低趋势，主要机制在于：碳纳米颗粒材料造成了交感神经、迷走神经的破坏，在心血管系统支配中无法保持平衡关系。对于人体而言，严重时可能诱发心律失常，乃至心原性猝死的问题。
其次，从细胞水平的角度上来说，有关研究人员使用纳米炭黑颗粒对人脐静脉内皮细胞进行染毒，持续24.0h。观察发现：受到纳米碳黑颗粒材料的影响，造成细胞形态学发生改变，细胞质膜发生损伤，细胞增生反应受到了一定的抑制影响。除此以外，有关研究中还认为，对于纳米碳黑颗粒一类材料而言，会对内皮型一氧化氮合酶与间隙连接蛋白-37的合成反应造成不良影响，在降解内皮细胞质膜的情况下，可能诱发动脉粥样硬化等相关疾病。除对心血管系统造成损伤影响以外，在纳米炭黑颗粒材料作用之下，受体血管损伤后机体的自主修复功能也出现一定缺陷，故有关研究中通过大鼠模型试验证实：多壁碳纳米管材料会对大鼠血管外膜成纤维细胞活性造成抑制，造成模型内丙二醛含量的异常升高。
2.2 纳米金属粉对心血管系统的损伤：
在纳米颗粒吸入并达到肺间质部位以后，可能穿过肺泡上皮细胞，经由间质组织，参与到受体的血液循环反应过程当中，或者是通过进入淋巴循环系统的方式，进一步分布扩散至全身。与此同时，纳米金属粉材料中释放的大比例金属离子也可能通过自由基产生的方式，造成心血管系统损伤加剧。在纳米金属粉的影响下，对于心血管系统的损伤可能涉及到以下两个方面的问题：
首先，从动物水平的角度上来说，相关的试验研究中分析认为[4]：对于暴露在纳米金属粉环境下的小鼠模型而言，处死后解剖结果显示其肺部银含量可达到1.5～1.7ug单位。同时，随着处死时间的延长，肺部中的银检出含量将得到明显的减低。同时，体内团聚的纳米金属粉释放银离子在小鼠被处死7d后仍然可在肺泡巨噬细胞中被检出。根据相关的试验结果认为：虽气管滴注下的银纳米团颗粒以团聚体的方式残留在肺部，但呼吸暴露下的纳米银颗粒可能经由肺部进入血液循环系统，造成心血管系统的损伤。
其次，从细胞水平的角度上来说，纳米金属粉所生成的银纳米颗粒以及金纳米颗粒都可能在氧化反应的作用之下对细胞凋亡产生一定的诱导反应，由此影响心血管的正常运行。有关研究中尝试以小鼠作为模型，对受体进行银纳米颗粒染毒，结果显示：银纳米颗粒可能造成小鼠受体中的成纤维细胞凋亡反应加剧。除此以外，在细胞色素C迅速释放的条件下，Bax蛋白成分白转移至线粒体内，由于在此类纳米材料的介导反应下，细胞凋亡具有线粒体依赖的特征，故而将导致活性氧自由基成分的提升，对应的JNK激酶的活性水平明显增长。
3 结语
本文在结合近年来相关研究成果以及文献资料的基础之上，针对有关人工纳米材料对心血管系统损伤方面所取得的研究进展进行了总结与归纳，认为包括纳米碳基物材料以及纳米金属粉在内的人工纳米材料都会造成内皮损伤以及血栓损伤，需要临床引起重视。
参考文献
[1]周国强，陈春英，李玉锋，等.纳米材料生物效应研究进展[J].生物化学与生物物理进展，2008，35（9）：998-1006.
[2]葛晓敏，田伟.磁纳米粒子的研究进展及其在心血管系统的应用[J].医学综述，2010，16（1）：132-134.
[3]梁宁.纳米氧化锌对大鼠的心血管毒性作用[D].郑州大学，2012.
[4]刘昕，孙皎.纳米二氧化硅颗粒对大鼠心血管系统毒性的体内研究[C].2009年上海市医用生物材料研讨会论文集.2009：18-19.