Les chercheurs ont passé beaucoup de temps et d'argent enquêter sur de nouvelles applications pour les nanotechnologies, mais relativement peu de choses ont été consacrés à la recherche sur les effets de ces particules sur la santé humaine et l'environnement. Les éléments se comportent différemment lorsqu'elle est faite sur une très petite échelle, afin qu'ils puissent réagir à leur environnement de manière inattendue. Ils peuvent être en mesure d'entrer dans le corps de manière qu'ils ne pouvaient pas auparavant, affectant le cerveau ou d'autres tissus, puisque beaucoup de ces éléments ne peut briser la barrière sang / cerveau quand dans leur forme standard, personne ne sait vraiment ce qui se passera quand ils faire. Les formes des nanoparticules peuvent également être tout à fait différent de ce qui est habituel pour l'élément, ce qui pourrait causer des systèmes vivants sachent pas comment réagir face à eux ou à répondre négativement.
Qu'est-ce que la nanotechnologie?
La nanotechnologie est un domaine de la science et de l'ingénierie qui implique l'étude et la manipulation de particules 1-100 nanomètres. Un nanomètre est un milliardième de mètre, avec un compteur étant d'environ 39 pouces. Particules de cette taille ont souvent des propriétés inhabituelles, et il est à espérer que ceux-ci peuvent être exploitées pour apporter d'énormes avantages dans des domaines tels que les sciences, l'ingénierie, la médecine et l'informatique
Selon les experts, le problème est que les éléments à l'échelle nanométrique se comportent différemment des particules de plus grande taille dans lesquelles ils sont normalement rencontrées. À titre d'exemple, les propriétés de graphite sont bien connus: il détient position spécifique dans les lignes directrices de toxicologie et n'est pas considéré comme une matière dangereuse ou réactive dans des circonstances normales. Nobel physicien Richard Smalley de la Rice University a découvert carbone nanotubes et les fullerènes ( fullerènes ) - Les nanoparticules de carbone - qui sont classés comme des formes de graphite en raison de la façon dont les atomes de carbone sont disposés. Ces particules, cependant, se comportent de manière contrairement graphite, ce qui rend leur classification a potentiellement dangereux.Le comportement des nanoparticules
Les scientifiques savent que les substances deviennent plus réactifs que leurs particules deviennent plus petits parce que la surface est plus grande par rapport au volume, offrant une plus grande surface sur laquelle les réactions chimiques peuvent se produire pour une quantité donnée de la substance. Un exemple concerne l'élément fer. Un clou de fer ne brûle pas, mais la même quantité de l'élément sous la forme d'une poudre très fine de s'enflammer spontanément au contact de l'air. De même, les substances qui sont normalement assez inerte peuvent subir des réactions chimiques inattendues dans le corps humain ou dans l'environnement lorsqu'il est sous forme de nanoparticules.
Comment nanoparticules interagir avec les systèmes vivants
Toute évaluation des dangers des nanotechnologies est compliquée par le fait que la taille et la forme des nanoparticules peuvent affecter leur bioactivité et la toxicité. En conséquence, une catégorisation simple, basé sur les propriétés connues des éléments peut ne pas être possible. Leur capacité à interagir avec les systèmes vivants augmente, car ils peuvent souvent pénétrer la peau, pénétrer dans le sang via les poumons, et traverser la barrière sang / cerveau. Une fois à l'intérieur du corps, il peut y avoir des réactions biochimiques plus, comme la création de radicaux libres qui endommagent les cellules et l'ADN . Un autre problème est que, bien que l'organisme a construit ses défenses naturelles pour les particules qu'il rencontre, la nanotechnologie introduit de toutes nouvelles substances que le corps ne serait pas reconnaître ou être en mesure de traiter.
Parfois, la physique, plutôt que chimique, propriétés des particules peut seul rendre dangereux de manière inattendue. amiante est un exemple. Comme il est chimiquement très inertes, il a d'abord été pensé pour être inoffensif et a été largement utilisé, mais quand il est coupé ou cassé, ce matériau produit de minuscules fibres dans l'air qui peuvent être inhalées. Il a maintenant été établi que ces fibres peuvent causer le cancer quand ils logent dans les poumons, et il semble que l'effet est dû à leur taille et la forme, et la façon dont ils interagissent mécaniquement avec des cellules pulmonaires.
Une étude scientifique a constaté que certains types de nanotubes de carbone ressemblent étroitement à des fibres d'amiante dans leurs dimensions et la forme, et les tests sur les animaux ont montré que les nanotubes provoquent une inflammation et des lésions dans les tissus exposés. Pas de lien avec le cancer n'a encore été prouvé, mais dans le cas de l'amiante, la maladie peut se développer plusieurs décennies après l'exposition. Aujourd'hui, 3.000 décès par an sont toujours attribués à l'amiante des vieux de plusieurs décennies d'utilisation. Les personnes concernées par les dangers possibles de la nanotechnologie espérer éviter un scénario similaire ou même pire avenir, surtout compte tenu de la croissance du marché des nanoparticules dans des produits aussi divers que la peinture de la voiture, raquettes de tennis, et le maquillage.
Études sur les effets des nanoparticules
En Mars 2004, les tests effectués par toxicologue environnemental Eva Oberdörster, Ph.D., de l'Université Southern Methodist, au Texas, a constaté des dommages au cerveau de poissons exposés à des fullerènes pour une période de 48 heures seulement à une dose relativement modérée de 0,5 parties par million - comparable avec les niveaux d'autres polluants trouvés dans des environnements similaires. Le poisson présentait également des marqueurs de gènes modifiés dans leur foie, indiquant l'ensemble de leur physiologie a été affectée. Dans un essai simultané, les fullerènes tués puces d'eau, un maillon important dans la chaîne alimentaire marine.
Oberdörster pouvait pas dire si fullerènes pourraient également provoquer des lésions cérébrales chez les humains, mais elle a averti que davantage d'études sont nécessaires et que l'accumulation des fullerènes au fil du temps pourrait être un sujet de préoccupation, en particulier s'ils ont été autorisés à entrer dans la chaîne alimentaire. Des études antérieures en 2002 par le Center for Nanotechnology biologique et l'environnement (CBEN) ont accumulé des nanoparticules dans le corps des animaux de laboratoire, et encore d'autres études ont montré voyage fullerènes librement dans le sol et peuvent être absorbés par les vers de terre. Ceci est un lien potentiel vers le haut de la chaîne alimentaire de l'homme et présente l'un des dangers possibles de la nanotechnologie.
D'autres nanoparticules ont également été montré pour avoir des effets néfastes. La recherche de l'Université de Californie à San Diego au début de 2002 a révélé cadmium nanoparticules de séléniure, aussi appelés points quantiques, peut provoquer une intoxication au cadmium chez les humains. Le cadmium est toxique sous toute forme qui peut être absorbée par le corps, mais la petite taille de ces particules peut augmenter le risque d'exposition accidentelle. En 2004, la Colombie scientifique Vyvyan Howard a publié les premiers résultats qui indiquaient des nanoparticules d'or pourraient passer à travers le placenta d'une femme enceinte à son fœtus. Même aussi loin que 1997, des chercheurs d'Oxford ont découvert nanoparticules utilisées dans un écran solaire créé radicaux libres qui d'ADN endommagé.
L'avenir
Il ne fait aucun doute que les nanoparticules ont des propriétés intéressantes et utiles et peuvent apporter de grands avantages, mais la recherche sur leurs effets indésirables possibles est toujours en cours, et les gens sont déjà exposés. Les travailleurs employés dans la fabrication de produits contenant des nanoparticules sont les plus à risque: l'Institut national américain pour la sécurité et la santé (NIOSH rapports) plus de 2 millions d'Américains sont exposés à des niveaux élevés de ces particules, et ils pensent que ce chiffre passera à 4 millions dans un proche avenir. Un certain nombre de groupes ont proposé un moratoire sur la fabrication et la commercialisation de produits contenant des nanoparticules et pousser la recherche pour précéder fabrication plutôt que de la suivre. Il est à craindre que de fortes durs économiques et de la concurrence sur le marché peuvent être primant sur la prudence scientifique quand il s'agit de santé publique et les dangers potentiels de la nanotechnologie.