微纳结构在生物医学领域的应用展现出巨大潜力，但其实际转化仍面临诸多挑战，这些挑战涉及材料科学、生物学、工程学及临床应用等多个维度。以下从核心技术、生物相容性、产业化及监管等方面展开分析：

一、材料与技术层面的挑战

1. 精准制备与可控性难题

复杂结构的规模化生产：

高精度微纳加工技术（如电子束光刻、聚焦离子束）虽能实现纳米级精度，但成本高、效率低，难以满足临床大规模需求。

例：用于单细胞捕获的纳米柱阵列需均匀排列且尺寸均一，但传统光刻技术在大面积制备时易出现边缘效应或缺陷。

多尺度结构的集成挑战：

生物医学应用常需结合微米级宏观结构（如微流控芯片）与纳米级功能单元（如传感器），跨尺度制造工艺（如键合、对准）难度大，易导致结构失稳或功能失效。

2. 功能多样性与响应机制限制

单一功能向多功能集成的瓶颈：

现有微纳结构多实现单一功能（如靶向递送或成像），而临床需求常需多模态协同（如 “诊断 - 治疗 - 监测” 一体化），需解决多材料兼容性、信号干扰等问题。

例：光热治疗纳米颗粒同时搭载荧光探针时，可能因光学特性相互干扰导致成像精度下降。

环境响应的时空控制不足：

生物体内环境复杂（如 pH、酶、温度梯度），微纳结构的响应特性（如药物释放速率）难以精准匹配病变部位的动态需求，可能引发脱靶效应或疗效不足。