Nanotoxicologie

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Avvertenza
 Informațiile prezentate nu sunt sfaturi medicale și este posibil să nu fie corecte. Conținutul are doar scop ilustrativ și nu înlocuiește sfatul medicului: citiți avertismentele .

Nanotoxicologia este o disciplină care studiază efectele potențiale ale nanomaterialelor și nanoparticulelor asupra mediului și sănătății umane.

Definiții

Prin dimensiuni nanometrice înțelegem un diametru mediu între 0,2 și 100 nm [1] .

Nanotoxicologia are ca scop studierea atât a aspectelor toxicologice, cât și a aspectelor cancerigene ale acestor materiale.

Poate din cauza faptului că literatura științifică referitoare la patologiile cauzate de inhalarea materialului inert (a se vedea pneumoconioza , de exemplu) este extinsă și consolidată de decenii de studii, nanotoxicologia a fost utilizată de la început pentru a investiga în principal aspectul pulmonar al acestor patologii [2] .

Nanotoxicologia ca știință în sine a stârnit critici [3] , întrucât, contrar sensului său etimologic larg, se referă în schimb la o zonă sectorială îngustă a bolii care provoacă numeroase ambiguități, în special pentru „non-experți”. Criticile se referă, de asemenea, la faptul că un rol complet nou a fost acordat unei ramuri a științei, patologia muncii, fără rezultat [4] .

Particulele fine

Efecte asupra sănătății

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: PM10 .

Unele efecte asupra sănătății cauzate de particule fine (atât organice, cât și anorganice în natură) sunt cunoscute de ceva timp. Pneumoconioza în general (azbestoză, silicoză, talcoză etc.) sau mezoteliom în formele sale pleurale și peritoneale se numără printre acestea. Numeroase studii epidemiologice au arătat, de fapt, o corelație clară între bolile cardiovasculare și respiratorii, pe de o parte, și cantitatea și concentrația în mediu a particulelor ( particule , PM) cu un diametru aerodinamic mediu mai mic de 10 microni ( PM 10 ) sau 2,5 microni (MW 2,5 ). [5] [6]
Există numeroase dovezi care arată că ușurința cu care particulele intră în organism depinde în mare măsură de dimensiunea sa, a cărei scădere corespunde unor cantități mai mari de intrare. [7] [8]

Dimensiunea micrometrică

Pentru particule de dimensiuni micrometrice, ne referim, în acest context, la particule cu un diametru aerodinamic mediu cuprins între 10 și un micron (10 −5 - 10 −6 m, adică PM 10 ) și PM 2,5 .
O relație directă cu datele de mortalitate cardiogenă și respiratorie a populației expuse la praf a fost deja demonstrată pentru PM 10 . [9] Scăderea dimensiunii, de exemplu prin evaluarea efectelor PM 2.5 , a fost demonstrată o relație foarte strânsă cu mortalitatea cardiogenă . Printre ultimele investigații epidemiologice se numără un studiu realizat de Dominici și colegii de la Universitatea Johns Hopkins din Baltimore pentru a estima riscul de boli cardio-respiratorii după expunerea la particule fine publicat în 2006. [10] Cercetătorii au analizat informațiile relevante. pacienții cu probleme cardio-respiratorii în spitale din 204 de orașe (> 200.000 locuitori) din SUA din 1999 până în 2002. La subiecții cu vârsta peste 65 de ani care au trăit pe o rază de 10 km față de o stație de monitorizare PM 2,5 , cercetătorii a demonstrat o corelație clară între concentrația particulelor respective și internările în spital pentru tulburări cardiorespiratorii. Studiile au arătat că pentru fiecare 10 µg / m 3 de PM 2.5 există o creștere de 1,28% a infarcturilor, chiar și pentru expunerea pe termen scurt. Luați în considerare faptul că legislația italiană în vigoare privind limita particulelor în aer ia în considerare doar PM 10 , în timp ce pentru PM 2.5 va fi necesar să așteptați transpunerea noii directive europene recente 2008/50 / CE. În ambele cazuri, detecțiile vor continua să fie gravimetrice și nu vor lua în considerare pulberile în funcție de clasele de mărime legate de mărime, așa cum ar fi necesar pentru a obține indicații de sănătate mai bune [11] Există totuși dovezi care indică faptul că cantitățile celor două tipuri de particule materia este în strânsă corelație între ele și, în consecință, unii argumentează inutilitatea supunerii lor la măsurători separate. [12]

Dimensiunea nanometrului

Mergând mai jos în dimensiune, intrăm în domeniul nanopulberilor (adică particule de dimensiuni nanometrice al căror diametru mediu este considerat a fi cuprins în mod indicativ între 0,2 și 100 nm [1] ).

În prezent, cele mai consolidate clasificări ale particulelor variază de la PM10 (10 µm, adică 10000 nm) până la PM0.1 (100 nm): în acest din urmă caz ​​vorbim de „particule ultrafine respirabile” (capabile să pătrundă în alveole ) . Conform definiției menționate anterior, PM0.1 (0,1 µm , adică 100 nm) ar intra deja în domeniul „nanopulberii”, deoarece acestea variază de la 100 nm până la 0,2 nm (practic dimensiuni moleculare sau atomice). Cu toate acestea, nu are sens să vorbim despre „particule” pentru aceste niveluri de finețe, în principal legate de procese tehnologice (în special în industria electronică) și materiale avansate.
Având în vedere că - în orice caz - patologiile aferente nu se referă doar la particule aeropurtate, în ceea ce privește poluarea aerului, termenul „nanopraf” nu a găsit încă o definiție univocă și universal recunoscută: de exemplu, centrul de cercetare Agip consideră „nanoparticulele” particule de dimensiuni 40-50 nm sau ar fi PM0.04 - PM0.05 [13]

La acest nivel, nu au fost încă efectuate ample investigații epidemiologice, din cauza dificultății măsurătorilor precise și a monitorizării de mediu a nanopulberilor, dar mai ales a atenției relativ recente pe care o susține subiectul. În orice caz, cercetarea continuă destul de rapid. [14] Mecanismele detaliate de formare a acestor nanopulberi sunt încă în studiu. Particulele non-biodegradabile cu dimensiuni care pot atinge câteva miimi de milimetri (micrometri) sunt produse în mod natural de unele surse, cum ar fi vulcanii, dar cea mai comună origine a particulelor nanometrice (milionimi de milimetru) într-un mediu urban este constituită de temperatura ridicată procese, industriale și neindustriale, și mai ales din traficul auto și sistemele de încălzire: aceste surse antropice sunt capabile să producă particule mult mai fine decât cele de origine naturală.

„Nanoparticulele”

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Nanopowder .

Una dintre metodele utilizate pentru caracterizarea acestor particule este o tehnică de investigație în microscopie electronică cu scanare de mediu (ESEM), asociată cu un spectroscop de dispersie a energiei (EDS). Acest instrument este capabil să proceseze imagini mărite ale probelor de biopsie și să caracterizeze forma, dimensiunea și compoziția atomică a particulelor.

Acestea sunt nanopulberi care, pe lângă dimensiuni foarte mici, sunt de natură anorganică (deci din agregate și aliaje metalice precum, de exemplu, Ti , Al , W , Ba , Si , Bi , Fe , Zn ambele de origine antropică ca ardere la temperatură ridicată, exploziile dispozitivelor de uraniu sărăcit, care de origine naturală, cum ar fi cenușa vulcanică bazaltică ).

Există încă opinii contradictorii cu privire la „gama” acestor pulberi. Potrivit unora, s-ar putea răspândi pe sute de kilometri. Odată eliberați în suspensie în aer sub formă de aerosoli, aceștia ar fi transportați de vânt și apoi se vor dispersa și vor fi respirați sau vor cădea înapoi pe plante sau în mări, intrând și în lanțul trofic .

S-a sugerat chiar că unele produse industriale, cum ar fi gumă de mestecat care conțin microsfere de sticlă (pentru curățarea dinților) sunt probabil surse de nanoparticule, dar nu există dovezi ale posibilului lor rău. De asemenea, s-a sugerat că talcul conține nanoparticule periculoase [15] , dar chiar și aici nu există dovezi pentru moment, într-adevăr, un studiu recent a arătat că nu există un risc crescut de cancer pentru lucrătorii expuși la niveluri ridicate de talc [16] .

Epidemiologie

Noutatea cercetării, difuzarea ei încă redusă, în ciuda interesului crescând, și faptul că nanoparticulatele (non-lichide sau solubile în apă) sunt în mare măsură de origine antropică foarte recentă înseamnă că nu există studii epidemiologice extinse asupra 'argumentului, necesitând aceste vremuri foarte lungi.

Cercetătorii subliniază complexitatea pe care o prezintă evaluarea expunerii la praf ultrafin, datorită mai multor factori intrinseci: variabilitatea mare a datelor în spațiu, marea varietate a surselor existente (atât în interior, cât și în exterior) și variabilitatea sezonieră puternică datorată factorilor meteorologice. Acest lucru necesită dezvoltarea de tehnologii și metodologii adecvate de investigație, precum și validarea, care iau în considerare aceste elemente. [5]

Cu toate acestea, există lucrări (citate) despre bolile cardiovasculare și respiratorii, precum și diverse cercetări efectuate în jurul incineratoarelor de deșeuri, mari producători de nanopulberi.

Un context epidemiologic se referă la incidența bolilor în armata care a participat la primul război din Golf ( sindromul Golfului ) și la războiul din Kosovo ( sindromul Balcanilor ). În ambele campanii militare s-a făcut o utilizare extinsă a gloanțelor de uraniu sărăcit , o anumită sursă de nanopulberi anorganice (a numeroase metale dar nu de uraniu) produse la temperaturi peste 2500-3000 ° C. În acest context, nanoparticulele au fost identificate în țesuturile biologice ale indivizilor bolnavi, însă nu au fost efectuate analize epidemiologice pentru a investiga posibile corelații între prezența particulelor și debutul patologiilor. Studiile epidemiologice care au analizat, în general, corelația dintre participarea la misiuni și incidența diferitelor patologii nu au evidențiat creșteri semnificative. [17] .

Trebuie luat în considerare faptul că, printre diferitele cauze posibile și cauzele care contribuie, sunt examinate și alte ipoteze, inclusiv vaccinurile inoculate militarilor și utilizarea armelor chimice și biologice.

Etiologie (mecanisme de cauză și efect)

Nanopulberile anorganice ar intra în corpul uman prin inhalare (și de acolo la alveole și apoi la sânge și limfă ) [18] sau prin ingestie.
Nu există dovezi experimentale care arată că particulele anorganice micro și nano, insolubile și care nu sunt biocompatibile, sunt în vreun fel eliminate din organism prin fecale, urină sau, în orice caz, organe excretoare. Puținele studii efectuate arată ocazional prezența unor cantități mici de ioni metalici străini organismului în urină, dar niciodată de particule care, chiar și în cele mai mici dimensiuni, conțin miliarde de atomi.

Deocamdată, se pare că factorii cu cea mai mare agresivitate sunt faptul de a fi un corp străin și de a avea dimensiuni atât de mici încât poate pătrunde cu ușurință în țesuturi. Cu toate acestea, unele studii publicate in vivo pe animale ar arăta capacitatea lor patogenă [19]

Unele studii ar arăta capacitatea nanoparticulelor de a pătrunde adânc în țesuturi, promovând astfel condiții de inflamație de intensitate scăzută [20] care sunt în concordanță cu dovezile epidemiologice care asociază expunerea particulelor fine și ultrafine cu un risc crescut de boli cardiovasculare și respiratorii [ 21] [22] .

Pe de altă parte, există studii dedicate biodistribuirii nanostructurilor anorganice special concepute pentru utilizări medicale viitoare care demonstrează biocompatibilitatea și non-persistența unor metale nobile. [23]

Considerații

Aceste studii, deși contestate de unii și nu susținute de ample analize epidemiologice, au fost apreciate atât de Camera Lorzilor engleză, cât și de comisia parlamentară italiană asupra efectelor uraniului sărăcit. [24]

Pe baza literaturii existente, într-un articol din revista ARPAT (Agenția Regională pentru Protecția Mediului din Toscana), Paolo Lauriola [25] susține necesitatea monitorizării nanoparticulelor, deoarece, datorită dimensiunilor lor reduse, sunt deosebit de potrivite pentru " pătrund în căile respiratorii profunde și trec direct în fluxul sanguin ", adăugând (referindu-se probabil la literatura științifică privind particulele fine și ultrafine PM 2.5 și PM 1 ) că" capacitatea de a crește riscul de crize ischemice sau aritmii " [26]

Până la studii suplimentare și dovezi epidemiologice, Organizația Mondială a Sănătății (OMS) și-a suspendat judecata cu privire la pericolul particulelor ultrafine [26] . Cu toate acestea, în 2006, OMS a redus limitele poluanților din atmosferă și a indicat PM 2,5 (particule de dimensiuni micrometrice pentru care există dovezi epidemiologice) ca o măsură de referință suplimentară a prafului fin din aer [27] , constatând că acesta din urmă provoacă locuitorii Europei de Vest să piardă aproape 9 luni de viață [28] .

Notă

  1. ^ a b ( EN ) SCENIHR Adecvarea metodologiilor existente pentru a evalua riscurile potențiale asociate cu produsele inginerești și adventive ale nanotehnologiilor "gama nanoscopiei este de la nivel atomic, la aproximativ 0,2 nm până la aproximativ 100nm" pag. 8-9.
  2. ^ Oberdörster G (ianuarie 2010) Evaluarea siguranței pentru nanotehnologie și nanomedicină: concepte de nanotoxicologie . J Intern Med. 2010 ianuarie; 267 (1): 89-105.
  3. ^ Kurath M, Maasen S (aprilie 2006) Nanotoxicologia ca știință - identități disciplinare reconsiderate . Partea Fiber Toxicol 28; 3: 6.
  4. ^ Kane AB, Hurt RH. (Iulie 2008) Nanotoxicologie: analogia azbestului revizuită . Nat Nanotechnol 3 (7): 378-9
  5. ^ a b ( EN ) Sioutas C, Delfino RJ, Singh M. Evaluarea expunerii pentru particulele ultrafine atmosferice (UFP) și implicațiile în cercetarea epidemiologică. Perspectiva sănătății Environ. 2005 aug; 113 (8): 947-55. Abstract
  6. ^(EN) Delfino RJ, Sioutas C, S. Malik Rolul potențial al particulelor ultrafine în asociațiile dintre masa particulelor în aer și sănătatea cardiovasculară. Perspectiva sănătății Environ. 2005 aug; 113 (8): 934-46. Abstract
  7. ^ Poluzzi, V., Ricciarelli, I., Maccone, C. "Monitorizarea mediului înconjurător de pulberi ultrafine și nanoparticule. ARPA Emilia-Romagna, 14 noiembrie 2006
  8. ^ "Efectele incineratoarelor de deșeuri asupra sănătății - al patrulea raport al Societății Britanice de Medicină Ecologică.
  9. ^(EN) Donaldson K, MacNee W. Mecanisme potențiale ale efectelor adverse pulmonare și cardiovasculare ale poluării aerului cu particule (PM10). Int J Hyg Environ Health. 2001 iulie; 203 (5-6): 411-5. rezumat
  10. ^(EN) Francesca Dominici, dr.; Dr. Roger D. Peng; Dr. Michelle L. Bell; Luu Pham, MS; Dr. Aidan McDermott; Dr. Scott L. Zeger; Jonathan M. Samet, MD - JAMA. 2006; 295: 1127-1134. rezumat
  11. ^ Harrison RM, Shi JP, Xi S., Khan A., Mark D., Kinnersley R., Yin J., " Măsurarea numărului, masei și dimensiunii particulelor din atmosferă ". Phil. Trans. R. Soc. Lon. A (2000) 2567-2580.
  12. ^(EN) Kappos AD, Bruckmann P, Eikmann T, N Englert, Heinrich U, Hoppe P, Koch E, Krause GH, Kreyling WG, Rauchfuss K, Rombout P, ​​Schulz-Klemp V, WR Thiel, Wichmann HE. Efectele particulelor din aerul înconjurător asupra sănătății. Int J Hyg Environ Health. 2004 septembrie; 207 (4): 399-407. rezumat
  13. ^ [1] Arhivat la 27 septembrie 2007 la Internet Archive . Definiții ale particulelor și nanopulberii adoptate de AGIP-ENI, p. 40.
  14. ^(EN) Probleme emergente în știința și tehnologia aerosolilor nanoparticulelor, Univ. Of California, 2003 (PDF) Arhivat pe 9 iulie 2006 în Internet Archive .
  15. ^ ecoblog.it
  16. ^(EN) Occup Environ Med. 2006 ianuarie; 63 (1): 4-9. rezumat
  17. ^ senato.it: comisia de anchetă privind uraniul sărăcit, raportul sesiunii nr. 6 din 18 mai 2005 (PDF)
  18. ^ Nemmar, A., Hoet, PH, Vanquickenborne, B., Dinsdale, D., Thomeer, M., Hoylaerts, MF, Vanbilloen, H., Mortelmans, L. și Nemery, B. (2002), " Passage of particule inhalate în circulația sângelui la om "Circulația. 2002 29 ianuarie: 105 (4): 411-415.
  19. ^ Hansen, T., Clermont, G., Alves, A., Eloy, R., Brochhausen, C., Boutrand, JP, Gatti, AM, Kirkpatrick, J. " Toleranță biologică a diferitelor materiale în vrac și forma nanoparticulată în un model de șobolan: dezvoltarea sarcomului de către nanoparticule ", JR Cos. Interface (2006) 3, 767-775 doi: 10.1098 / rsif.2006.0145.
  20. ^(EN) J Nanosci Nanotechnol. 2004 mai; 4 (5): 521-31. rezumat
  21. ^(EN) Sioutas C, Delfino RJ, Singh M. Evaluarea expunerii pentru particulele ultrafine atmosferice (UFP) și implicațiile în cercetarea epidemiologică. Perspectiva sănătății Environ. 2005 aug; 113 (8): 947-55. rezumat
  22. ^(EN) Delfino RJ, Sioutas C, S. Malik Rolul potențial al particulelor ultrafine în asociațiile dintre masa particulelor în aer și sănătatea cardiovasculară. Perspectiva sănătății Environ. 2005 aug; 113 (8): 934-46. rezumat
  23. ^ (EN) Cassano Domenico, Ana-Maria Katrina Mapanao and Summa, biosafety and Biokinetics of Noble Metals: The Impact of Their Chemical Nature , în ACS Applied Bio Materials, vol. 2, nr. 10, 21 octombrie 2019, pp. 4464–4470, DOI : 10.1021 / acsabm.9b00630 . Adus la 1 iulie 2020 .
  24. ^ senato.it: raport final al comisiei de anchetă privind uraniul sărăcit, 1 martie 2006 (PDF) Arhivat la 11 octombrie 2007 la Internet Archive .
  25. ^ Director al structurii tematice a epidemiologiei mediului Arhivat 4 iulie 2007 la Internet Archive . de ARPA Emilia-Romagna
  26. ^ a b arpat.toscana.it: Știri ARPAT (PDF)
  27. ^(EN) OMS: 2006 rezumat executiv al liniilor directoare privind calitatea aerului, PDF Depus la 17 octombrie 2006 în Internet Archive .
  28. ^ corriere.it: „Poluare: noi limite OMS mai mici”, 23 octombrie 2006

Bibliografie

  • ( EN ) Yuliang Zhao, Hari Singh Nalwa, Nanotoxicology - Interactions of Nanomaterials with Biological Systems , (2006); ISBN 1-58883-088-8
  • ( EN ) Hari Singh Nalwa, Handbook of Nanostructured Biomaterials and their Applications in Nanobiotechnology , American Scientific Publishers; ISBN 1-58883-033-0
  • ( EN ) Manual de biomateriale nanostructurate și aplicațiile lor în nanobiotecnologie
  • ( EN ) Nemmar, A., Hoet, PH, Vanquickenborne, B., Dinsdale, D., Thomeer, M., Hoylaerts, MF, Vanbilloen, H., Mortelmans, L. și Nemery, B. (2002), " Trecerea particulelor inhalate în circulația sângelui la om "Circulația. 2002 29 ianuarie: 105 (4): 411-415.
  • Hansen, T., Clermont, G., Alves, A., Eloy, R., Brochhausen, C., Boutrand, JP, Gatti, AM, Kirkpatrick, J. "Toleranță biologică a diferitelor materiale în vrac și formă nanoparticulată model de șobolan: dezvoltarea sarcomului de către nanoparticule ", JR Cos. Interface (2006) 3, 767-775 doi: 10.1098 / rsif.2006.0145.
  • Linkov, Human Health Risks of Engineered Nanomaterials in Nanomaterials: Risks and Benefits (NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security) , Springer Olanda, 2009.

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Medicament Portal Medicină : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de medicină
Adus de la „https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Nanotoxicology&oldid=119640725 ”