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银是一种贵金属，它在生物医药领域的应用可以追溯到6000年前。现代纳米技术的发展使银的应用更加广泛。纳米银具有强大的杀菌效能，是商品化程度最高的纳米材料之一。纳米尺度的银具有特殊的物理、化学和生物学性能，与普通银相比，纳米银在电学、光学和催化等众多方面显示更优异的性能，已广泛应用于陶瓷材料、环保材料和涂料中。由于纳米银卓越的抗菌性能，在医学、卫生保健等领域显示出优异的应用前景。在医药领域的应用中，纳米银可直接与人体的血液、淋巴液接触，产生潜在危害。由于纳米银产品的快速市场化，纳米银对人体生物效应和健康的影响日益受到关注，有关纳米银的毒理学实验和健康风险评估已经展开，但这些研究一般局限于体外细胞水平，即使在动物实验中，也只关注了纳米银颗粒被模型动物摄取之前的纳米形态，而忽略了纳米银进入体内后的状态和行为变化，对纳米银进入体内后吸收、分布、代谢、排泄和蓄积的动态行为规律研究更是少之又少，这可能为纳米银的进一步开发应用埋下隐患。因此，研究纳米银进入体内后生物毒理学效应及其体内动力学行为对于纳米产业的健康可持续发展具有重大意义。 传统的生物安全性实验证明纳米银无毒，但近年来，大量研究显示，纳米银具有蓄积性，神经毒性和细胞毒性。本课题使用商品化的纳米银(平均粒径21.8nm)，观察纳米银对小鼠的急性毒性效应，以及纳米银进入机体后在体内的组织分布情况，寻找作用靶器官；根据作用靶器官选择合适的细胞株进行体外毒性研究，探讨其毒性机制，为纳米银的生物安全研究提供参考，为推动纳米产业的健康发展贡献力量。 1.通过对本研究中所用纳米银材料进行表征及对不同分散介质中纳米银释放银离子的动力学研究，得出：纳米银粉体的粒径为21.8±4.8nm，分散均匀，无团聚现象。不同分散介质分散后，纳米银溶液中的颗粒有轻微的团聚，平均粒径增加，双蒸水分散的是37.04nm；生理盐水分散的是73.61nm；PBS分散的是54.04nm；细胞培养液分散的是31.36nm。并且各分散介质的溶液一直处于稳定状态，连续2d的紫外吸收波峰没有明显的改变。同时发现，分散介质会影响纳米银中银离子的释放，其中以双蒸水分散的溶液中的银离子浓度最高。有报道称，纳米银的毒性效应与其银离子释放有关，因此研究不同分散介质中纳米银的离子化动力学可为后续生物效应研究奠定基础。 2.在本实验条件下，三种不同浓度(0.75mg/mL、3mg/mL、12mg/mL)的纳米银溶液注入小鼠体内对其行为学特性无明显影响；在血清生化指标检测中发现染毒一周后，TP、ALB、LDH指标与对照组比较有变化。染毒二周后，GOT、LDH、BUN等指标有所改变；病理学检查显示：高剂量染毒组小鼠的肝细胞出现弥漫性水肿，胞浆疏松化。超微电镜检查发现高剂量染毒组小鼠肝、脾细胞的线粒体、细胞核有异常。表明纳米银对小鼠有轻微的急性毒性作用。 3.采用ICP-MS技术检测纳米银在小鼠血液和组织脏器中的含量发现：将纳米银按照120mg/kg.bw注入小鼠体内，经时取血测定，血中银含量在开始1h内呈快速下降趋势，1-6h间有所上升，在6h后趋于平缓。采用DAS药代动力学软件并用统计矩分析获得基本药动学参数：血银浓度-时间曲线下面积(AUC)雌雄小鼠分别为(163.99mg/L·h、127.02mg/L·h)，消除半衰期(t1/2)分别为(29.98h、15.64h)，分布容积(Vd)分别为(31.95L/kg，21.73L/kg)；经静脉注射后纳米银可广泛分布于体内各组织器官，在各主要脏器中含量较高，其中脾脏中最高，依次为肝脏、肺脏和肾脏。脾脏中的银含量是肾脏中的20～80倍，随时间变化，脾脏中银含量没有明显降低；肝脏24h内银含量在120μg/g上下，24h后，含量明显降低；肺脏中银含量在24h后开始明显降低；肾脏中银在染毒14d后有所升高。并且发现雌雄小鼠肺脏(14d)和肾脏(24h和14d)中的银含量具有性别差异。以上研究表明纳米银经小鼠静脉染毒后肝脏和脾脏为其主要蓄积/作用靶器官。 4.采用靶组织细胞Hep G2细胞进行体外毒性研究发现：纳米银染毒后HepG2细胞贴壁细胞数量明显减少，细胞皱缩变小，大小不一，贴壁不牢，悬浮细胞增多；纳米银对Hep G2细胞生长有抑制作用，以双蒸水为分散剂的纳米银溶液对Hep G2细胞24h的IC50:923.45μg/mL，细胞培养液为分散剂的纳米银溶液作用24h的IC50为222376.89μg/mL。并使细胞周期阻滞在G2/M期；纳米银染毒(40、80、160μg/mL)24h和48h后，经荧光染色后检测细胞凋亡率显著增加，细胞线粒体膜电位下降，细胞内活性氧发生率增加。同时不同的分散介质对纳米银的细胞毒性具有一定的影响，提示，纳米银的毒性效应不仅与自身特性有关，还受到分散介质的影响，其细胞毒性作用具有时间和剂量依赖性。研究表明纳米银细胞毒性的可能机制是由于纳米银引发了细胞的氧化应激反应，诱导产生大量活性氧，促使线粒体膜电位下降，从而引起细胞凋亡或死亡。 综上所述，小鼠尾静脉注射剂量为120mg/kg.bw纳米银后，动物出现轻微的急性毒性效应，对肝、脾组织细胞产生一定程度损伤；体内动力学研究显示，纳米银在小鼠体内消除半衰期较长，说明纳米银在生物体内滞留时间较长，巨大的分布容积，表明纳米银可广泛分布于体内各组织器官，在主要脏器中的分布浓度依次为脾、肝、肺和肾，因此，脾脏和肝脏为纳米银的蓄积/作用靶器官，并且雌雄小鼠的肺脏和肾脏中的银含量具有性别差异；体外细胞毒性研究显示，纳米银可抑制Hep G2细胞的活力，能使细胞周期阻滞在G2/M期；染毒后的细胞凋亡率显著增加，细胞线粒体膜电位下降，细胞内活性氧发生率增加。同时不同的分散介质对纳米银的细胞毒性具有一定的影响，其细胞毒性作用具有时间和剂量依赖性。研究表明纳米银细胞毒性的可能机制是由于纳米银引发了细胞的氧化应激反应，诱导产生大量活性氧，促使线粒体膜电位下降，从而引起细胞凋亡或死亡。本研究结果可为纳米银在医药卫生领域的安全应用提供参考。