Directe penetratie: Nanobuisjes kunnen het celmembraan fysiek doorboren en de cel rechtstreeks binnendringen. Dit mechanisme treedt waarschijnlijk op als de nanobuisjes scherp zijn en een kleine diameter hebben, waardoor ze met minimale weerstand door het celmembraan kunnen dringen.

Membraanwikkeling: In sommige gevallen kunnen nanobuisjes, in plaats van het celmembraan te doorboren, verstrikt raken in het membraan en uiteindelijk door de cel worden verzwolgen via een proces dat fagocytose wordt genoemd. Bij fagocytose strekt het celmembraan zich rond het vreemde deeltje uit en vormt een blaasje dat het deeltje omsluit en in de cel brengt.

Adsorptie en endocytose: Nanobuisjes kunnen ook door cellen worden opgenomen via een proces dat endocytose wordt genoemd. Bij endocytose invagineert het celmembraan en vormt een zak die de nanobuis omringt. Het zakje knijpt vervolgens los van het celmembraan, waardoor een blaasje ontstaat dat het nanobuisje bevat. Afhankelijk van het type endocytose worden verschillende soorten blaasjes gevormd, zoals met clathrine beklede putjes, caveolae of macropinosomen.

Door vervoerder bemiddeld transport: Nanobuisjes kunnen ook naar cellen worden getransporteerd door specifieke dragereiwitten of receptoren die op het celmembraan aanwezig zijn. Deze dragereiwitten of receptoren herkennen en binden zich aan specifieke moleculen of liganden op het oppervlak van de nanobuisjes. Eenmaal gebonden worden de nanobuisjes samen met het dragereiwit of de receptor in de cel geïnternaliseerd.

Het mechanisme van het binnendringen van nanobuisjes in cellen kan variëren afhankelijk van factoren zoals de grootte, vorm, oppervlakte-eigenschappen en functionaliteit van de nanobuisjes, evenals het celtype en de omgevingsomstandigheden. Verder onderzoek is nodig om de mechanismen van de cellulaire opname van nanobuisjes volledig te begrijpen en deze mechanismen te exploiteren voor verschillende biomedische toepassingen.