编辑：纳米材料设计与工程增强物理治疗方式
物理治疗目前正处于一个十字路口，正尝试将传统方法与包括使用纳米材料在内的新方法相结合。传统的治疗方式（拉伸、手法操作、超声波和电刺激）长期以来已被成功应用，帮助数百万患者恢复活动能力和缓解疼痛。然而，随着人口老龄化和骨关节炎、中风等慢性疾病增加，这些方法在精确度、个性化和恢复速度方面往往难以满足需求。纳米材料是一种微小结构，通常小于100纳米，可能成为物理治疗领域的革命性材料。
通过在原子尺度上设计和工程化这些材料，可以解锁更智能、更安全、更有效的治疗方法，这是一个迫切需求（Cardoza等，2024；Niazi，2026）。
纳米材料的效果源于其纳米级尺寸。这类结构适用于各种治疗方案。金纳米粒子展现出等离子体效应，可在近红外光作用下产生靶向热量，非常适合深层组织治疗。碳基结构如石墨烯和碳纳米管提供了无与伦比的机械强度和导电性，类似于人体自身组织，而负载纳米粒子的支架则加速肌腱修复。注入二氧化硅纳米粒子的水凝胶提供可调弹性，能够实时适应患者运动（Cardoza等，2024；Asadi等，2020；Zhu等，2022；Chen等，2024）。
可穿戴纳米材料设备被认为是这场革命的先锋。嵌入氧化锌纳米线的柔性传感器可以以微米级精度检测肌肉应变（灵敏度高达每帕斯卡4%），将数据输入人工智能算法，从而实时调整治疗方案。原型设备在中风康复方面已显示出前景，触觉可穿戴设备比传统方法更快地改善运动功能。通过工程化确保生物相容性——使用聚乙二醇涂层以避免免疫系统检测——确保了长期可穿戴性，解决了采用过程中的关键障碍（Cardoza等，2024；Nikolaeva等，2025；Seim等，2023）。
药物递送是另一个前沿领域。脂质体或介孔二氧化硅纳米粒子等纳米材料载体能够实现局部释放抗炎药物如布洛芬，这些药物通过运动产生的机械应力激活。水凝胶微球贴片通过持续释放有效减轻骨关节炎肿胀。设计这些材料以实现刺激响应性——如针对酸性损伤部位的pH敏感性——可提高疗效同时减少剂量（Chen等，2024；Yingyu等，2024；Gan等，2024）。
组织再生支架面临另一项挑战。在肩袖修复中，复发率在20%至40%之间。植入干细胞的3D打印纳米纤维支架可引导精确再生，临床试验表明，这些支架在55岁以上高风险患者中改善了愈合效果。用埃洛石纳米管增强的聚乳酸纳米纤维匹配天然组织力学特性，并随着组织形成而降解。包括探索纳米支架的机构在内的临床努力，正在报告良好的功能结果（Moffat等，2009；Parikh等，2020）。
现有挑战需要严格的工程解决方案。生物相容性是首要问题：虽然二氧化钛纳米粒子在光热疗法中表现出色，但其潜在的细胞毒性需要表面功能化处理。规模化生产是另一大障碍；微流控技术的进步有望实现大规模生产。监管障碍——FDA审批滞后——依然存在，但简化的审批途径可能会有所帮助（Cardoza等，2024；Masarkar等，2024）。
伦理考量不容忽视。获取途径的公平性至关重要，开源设计提供了一个蓝图。来自智能可穿戴设备的数据隐私需要强大的加密保护（Zhu等，2022）。
展望未来，纳米材料与新兴技术的协同作用使前景充满希望。将纳米粒子增强的超声波与聚焦光束结合，可实现非侵入性骨愈合，因为硒纳米粒子激活了缺陷修复的通路。虚拟现实可以叠加纳米材料反馈，使康复过程游戏化（Niu等，2025；Chen等，2025）。
批评者认为，纳米材料在器官中的长期积累可能产生未知影响。迄今为止的数据反驳了这些观点：荟萃分析显示，当设计适当时，纳米材料毒性较低，基于尺寸、Zeta电位和暴露量的模型可预测其可行性（Masarkar等，2024；Paula等，2025）。
物理治疗师、材料科学家和政策制定者必须立即展开合作。
本研究主题的主要目标是提供可能性，发表在纳米材料设计、合成及其应用的基础和转化研究领域的新研究成果，这些纳米材料可提高物理治疗方式的有效性。在本研究主题的编辑过程中，我们认识到在治疗炎症和退行性疾病方面，基于先进纳米材料的策略已取得显著进展。
Hu等开发了一种巨噬细胞膜包裹的纳米囊泡，包裹秋水仙碱并利用身体自然的炎症趋化性定位到梗死心脏。该系统减少多种促炎细胞因子，限制中性粒细胞浸润心肌和次级淋巴器官，并改善左心室功能和重塑。
Gui等设计了一种受生物启发的、靶向心脏的金属有机框架纳米酶，基于锰掺杂ZIF-8并用心房利钠肽功能化。该化合物作为多酶模拟物，清除活性氧并抑制促炎信号，从而改善舒张功能，减少纤维化/肥厚，并改善与胰岛素抵抗相关通路，在保留射血分数心力衰竭的小鼠模型中取得效果。
Shang等报告了一种用于食管癌的协同光热治疗平台，该平台将金属有机框架结构与光敏剂和铂组分相结合。在光照下，纳米酶产生热量和活性氧相关活性，实现食管癌细胞的光热和类似PDT杀伤，并在临床前环境中增强肿瘤抑制。
Zhu等回顾了为神经肿瘤和神经退行性疾病量身定制的纳米材料工程平台（金、碳、脂质体、多巴胺基等），用于光热治疗。
本研究主题的所有编辑感谢所有投稿作者的工作。主要编辑感谢所有编辑和审稿人花费时间分配审阅、评论提交的手稿以及进行审阅。作为编辑团队，我们希望这一特刊将有助于规划未来纳米材料设计和工程研究。
作者贡献
CM：概念化，撰写—原始草稿，撰写—审阅和编辑。
资金
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关键词：纳米材料应用、生物相容性、纳米材料、纳米级、物理治疗（方式）
引用：Movileanu C (2026) 编辑：纳米材料设计与工程增强物理治疗方式。 Front. Bioeng. Biotechnol. 14:1878187. doi: 10.3389/fbioe.2026.1878187
接收日期：2026年5月11日
修订日期：2026年5月26日
接受日期：2026年5月26日
发表日期：2026年6月4日
卷号：14 - 2026
编辑与审阅：Gianni Ciofani，意大利理工学院（IIT），意大利
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*通讯作者：科迪娜·莫维列亚努，cmovileanu@icf.ro
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