Nanomedicina refere-se ao uso de novos nanomateriais e ferramentas de nanotecnologia em áreas médicas, principalmente diagnóstico e tratamento.
As principais linhas de pesquisa em Nanomedicina em andamento no LNN são:

• Desenvolvimento de Nanopartículas Superparamagnéticas Funcionalizadas com Proteínas para Imageamento Molecular do Câncer (MRI).
• Síntese e Funcionalização de Nanopartículas de Ouro com Proteínas, Peptídeos e DNA para entrega Controlada de Fármacos.
• Desenvolvimento de Super-Antibióticos Nanoestruturados.
• Nanoencapsulamento de Hormônios da Tireóide em Nanopartículas Poliméricas para Liberação e Reposição Hormonal Controladas.
• Simulação Computacional da Interação entre Nanomateriais e Membranas Celulares.
• Novos Sistemas Descartáveis para Diagnóstico Rápido e de Baixo Custo de Leishmaniose e Doença de Chagas.