当纳米颗粒浓度高到一定程度，吸入的微粒过量以致巨噬细胞过载，肺的防御功能就被破坏，人就会因此而生病
日前，由北京首医大附属朝阳医院的研究人员撰写、发表在《欧洲呼吸杂志》的一篇报告指出，其所调查的两例印刷厂女工呼吸衰竭死亡病例系纳米材料导致。如果女工之死确实与报告中所称的纳米颗粒有关，那么，这将成为纳米颗粒直接对人类造成伤害的第一宗病例。纳米颗粒究竟是否有毒？9月初，“2009中国纳米科学技术会议”在北京举行，纳米安全问题再次成为热议话题。
  
纳米颗粒超量导致肺部病变
通常，人们把直径在0.1纳米到100纳米的颗粒叫做纳米颗粒，十亿个纳米才组成一米。细胞的大小是1纳米的几千到几万倍。事实上，很多分子和蛋白质是纳米级的，小于纳米度量的只有原子了。
自然环境中充满了纳米颗粒。植物的光合作用、火山活动，或者森林大火都会制造出自然纳米颗粒。当汽车柴油燃烧时，会产生很多直径只有大约 10纳米的颗粒。科学界已明确了大气污染颗粒物浓度与心脏病等慢性病发作之间的关系。1952年，伦敦发生了举世震惊的烟雾事件。当时纳米级别的微粒浓度达到了每立方米几毫克的水平，结果有4000多人在两个星期的时间内死去。
“空气污染物的微粒对人体有害，这是确定的。”负责中国纳米安全性研究的科技部973项目首席科学家赵宇亮说，“即使不说沙尘暴那样的天气，在干净天气下，人每天能吸入上亿个天然纳米颗粒物。”
人体的肺部有很强的防御功能。当小颗粒进入肺部时，它们会遇到人体的“御林军”——巨噬细胞，吞噬这些颗粒。当然，巨噬细胞也并非万能的。当颗粒浓度高到一定程度，吸入的微粒过量以致巨噬细胞过载，肺的防御功能就被破坏，人就会因此而生病。
  
纳米纤维 “石棉公害”第二？
石棉是一种天然的纤维状矿物质。因为长过15微米的纤维无法被巨噬细胞吞噬，所以，当它随着工艺不安全的采集或者工业制作释放到环境中去时，容易进入人体引发各种肺部病变。目前，国际上已把石棉确认为一种公害，世界卫生组织也明确宣布其是一类致癌物质。
随着纳米技术的发展，一些人开始拿一种纳米材料——碳纳米管与石棉相比较。碳纳米管是以纤维形式存在的。有人担心，纳米管也就几个纳米粗细，却有几微米长，尤其当大量纳米管团聚在一起的时候，会不会变成另一种石棉？对此，科学家们正在加快速度研究。不过，赵宇亮的看法是乐观的。“碳纳米管的毒性可能来自自身结构缺陷产生的活性；另外，它可能会吸附蛋白，但即使存在这两个可能性，我觉得也没有石棉的毒性那么大。”
石棉是一种硅酸盐类矿物质，而碳纳米管的组成成分却是碳。“70千克的人体中，有17千克是碳原子。碳是人体内含量最大的元素，它是对生物体相对友好的材料，和石棉不一样。”
尽管如此，他也表示关键问题在于暴露量和时间。“通常，实验和生产过程，尤其是粉尘的纳米材料生产，一定要在密闭的环境中，或者通过液态等分散介质不让颗粒状、纤维状、管状的纳米物质进入空气中，这是最基本的要求。”
当前怀疑纳米安全性问题的人们，普遍存在一种误解，即认为，颗粒越小，对人体的危害越大，但这些说法是片面的。“不是所有的纳米颗粒都能进入细胞。”赵宇亮说，“决定纳米物质的生物效应的因素非常多，绝不仅仅局限于尺寸。我一口气能列出20多个因素来：剂量、结构、尺寸、表面电荷、表面修饰、表面积、聚集状态、晶型……”
要把所有的可变的参数都列出来，分析纳米颗粒的毒性，这几乎是不可能的任务。总体而言，关于纳米毒性的决定因素的讨论，研究界尚无规律性的结论。自然界的纳米颗粒每天都进入人体，只有在过量、浓度过高的情况下才会对人体造成伤害，而这个“度”正是目前纳米安全性研究企图阐明的问题。