La nanotecnologia potrebbe essere una delle industrie più discusse degli ultimi anni. Previsto un valore di 173,95 miliardi di dollari a livello globale entro il 2025, questo settore in rapida evoluzione sta già offrendo una maggiore sostenibilità, benefici per la salute e il benessere della società.

Nanomateriali, Come suggerisce il nome, sono molto piccoli, meno di un milionesimo di metro di dimensione. Hanno caratteristiche fisiche e chimiche uniche che conferiscono loro proprietà migliorate come una maggiore reattività, forza, caratteristiche elettriche e funzionalità. Questi vantaggi hanno portato a incorporare i nanomateriali in un'ampia gamma di prodotti di consumo. L'automotive, informatica, elettronico, cosmetici, le industrie dello sport e della sanità beneficiano tutte delle innovazioni delle nanotecnologie. Sono emersi anche nuovi campi, come la nanomedicina, che mira a migliorare notevolmente la nostra capacità futura di curare le malattie.

Ma per quanto eccitante possa sembrare, come ogni innovazione, dobbiamo garantire che vengano presi in considerazione gli impatti sulla salute umana e sull'ambiente. E questo non è un compito semplice. Sebbene siano disponibili valutazioni di rischio standard per un'ampia gamma di cose, come i composti chimici, i nanomateriali hanno proprietà uniche, quindi non possono essere valutati esattamente allo stesso modo.

Salute dell'ambiente e dell'uomo

I nanomateriali stanno già entrando nel nostro ambiente, anche se a livelli bassi. Si trovano nelle acque reflue di prodotti come dentifricio, crema solare, e quando vengono lavati oggetti come i calzini in nano-argento (che prevengono i piedi maleodoranti). Studi di sicurezza ambientale a breve termine hanno anche scoperto che molti nanomateriali si adsorbono (formano un film sottile) sulla superficie dell'epidermide degli organismi, come alghe e pulci d'acqua. I materiali sono anche distribuiti in entrambi i sistemi intestinali e in tutto il corpo di piccole creature.

È di vitale importanza affrontare i potenziali impatti negativi dei nanomateriali prima che si verifichi una diffusa dispersione ambientale. Attualmente, gli effetti a lungo termine dell'esposizione ai nanomateriali sugli ecosistemi sono poco conosciuti. Né conosciamo l'impatto dell'esposizione ai nanomateriali sulla catena alimentare. Potrebbero influenzare i tassi di alimentazione, nonché il comportamento e la sopravvivenza di diverse specie, Per esempio.

Inoltre, non sappiamo abbastanza su come i nanomateriali possono influenzare gli esseri umani se esposti a piccole dosi e per lunghi periodi. Le vie di esposizione più importanti per l'uomo sono i polmoni, intestino e pelle. I nanomateriali vengono incorporati nei prodotti alimentari e negli imballaggi, e possono essere inalati o ingeriti dai lavoratori durante la produzione, pure. I test hanno dimostrato che una volta che i nanomateriali entrano nel corpo rimangono intrappolati nel fegato, ma non sappiamo quale rischio pongono a lungo termine.

Gli attuali test standard di sicurezza non animale per il polmone umano, l'esposizione dell'intestino e della pelle sono molto semplicistiche. Per esempio, determinare l'impatto biologico dell'inalazione di nanomateriali, gli scienziati coltivano un singolo sistema di cellule polmonari in laboratorio e lo espongono a nanomateriali sospesi in un liquido. Ma ci sono oltre 40 diversi tipi di cellule all'interno del polmone umano. Questi tipi di test non possono prevedere con precisione il potenziale danno associato all'esposizione ai nanomateriali. Né imitare accuratamente la complessità del corpo umano o il modo in cui incontriamo i nanomateriali.

La prossima generazione

Il mondo ha già sperimentato i problemi che possono derivare dalle nuove innovazioni. Date le esperienze mondiali con l'amianto (che, pur essendo stato utilizzato per migliaia di anni, è stata scoperta come fonte di malattie solo nel 1900), il controverso sviluppo degli alimenti geneticamente modificati, e l'attualità della crisi delle microplastiche, è imperativo che i progressi nella nanotecnologia non si traducano in crisi sanitarie simili.

Il nostro team di ricerca sta ora lavorando per migliorare i test sulle nanotecnologie, attraverso il progetto PATROLS, finanziato da Horizon 2020. Riunendo i leader internazionali nel settore della nanosicurezza, ecotossicologia, esperti di ingegneria tissutale e modellazione computazionale provenienti da tutto il mondo, il nostro obiettivo è quello di basarci sulle migliori pratiche internazionali e affrontare le attuali limitazioni dei test.

Stiamo già adottando una scienza all'avanguardia per sviluppare modelli di tessuti avanzati del polmone, intestino e fegato per la valutazione della sicurezza dei nanomateriali. Stiamo lavorando a nuovi metodi di valutazione della sicurezza per sistemi di test e organismi rilevanti per l'ambiente (comprese alghe, pulci d'acqua e pesce zebra), che sono stati selezionati in base alla loro posizione nella catena alimentare. Queste nuove generazioni, i test non sugli animali mirano a ridurre la dipendenza dai test sugli animali, pure, promuovendo nel contempo lo sviluppo responsabile dell'industria delle nanotecnologie.

Inoltre, stiamo lavorando per creare un modo di prevedere la sicurezza dei nanomateriali umana e ambientale sulla base di modelli computazionali. Ciò consentirà lo screening di nuovi nanomateriali utilizzando un database informatico come controllo di sicurezza iniziale prima di eseguire ulteriori test.

Migliorando i test non animali per le nanotecnologie, possiamo aiutare a proteggere i consumatori, lavoratori e l'ambiente da eventuali rischi per la salute o la sicurezza che potrebbero causare. La nanotecnologia ha già dimostrato che può migliorare le nostre vite, e con una migliore comprensione della loro sicurezza, possiamo godere con più sicurezza dei vantaggi offerti da questa nuova tecnologia.