Toxicologistas avaliaram alguns milhares de estudos sobre os riscos associados com nanopartículas e descobriram uma série de deficiências: experiências mal preparadas e resultados que não exercem ou possuem qualquer influência. Os pesquisadores estão agora a desenvolver novos padrões para tais experimentos dentro de uma rede internacional.
Pesquisar a segurança das nanopartículas é muito importante e milhares de cientistas em todo o mundo estão realizando pesquisas sobre o tema, examinando a questão sobre se as nanopartículas de dióxido de titânio de cremes solares podem causar toxicidade através da pele e no corpo, se os nanotubos de carbono de produtos eletrônicos são tão perigosos para os pulmões como o amianto costumavam ser ou se as nanopartículas em alimentos podem entrar na corrente sanguínea através da flora intestinal, por exemplo. O interesse do público é grande, fundos de pesquisa estão fluindo - e o número de projetos científicos está subindo rapidamente: entre 1980 e 2010, um total de 5.000 projetos foram publicados, aumentando para a publicação dos mesmos 5.000 artigos apenas nos últimos três anos. No entanto, a quantidade de novos conhecimentos só tem aumentado marginalmente, afinal de contas, de acordo com Krug a maioria dos projetos são mal executados e todos, mas inútil para as avaliações de risco.
Como as nanopartículas entram no corpo?
Nanopartículas artificiais medindo entre um e 100 nanômetros em tamanho pode teoricamente entrar no corpo de três maneiras: através da pele, através dos pulmões e através do trato digestivo. Quase todo estudo conclui que, a pele intacta saudável é uma barreira de proteção eficaz contra a nanopartículas. Quando se trata de a rota através do estômago e intestino, no entanto, a comunidade científica está em desacordo, como quando nanopartículas feitas de substâncias solúveis, como o óxido de zinco ou prata estão sendo estudadas. Embora as partículas desintegram-se e os íons livres no corpo são citotóxicos, este efeito não tem nada a ver com o tema de nanopartículas mas está meramente associada à toxicidade da substância (dissolvida) e a dose ingerida.
Os animais de laboratório morreram em vão - overdoses drásticas e outros erros
Krug também descobriu que alguns pesquisadores maltratam seus animais de laboratório com altas quantidades de nanopartículas. Os cientistas chineses, por exemplo, experimentaram ratinhos alimentados com cinco gramas de óxido de titânio por quilograma de peso corporal, sem detectar quaisquer efeitos. A título de comparação: a metade da quantidade de sal de cozinha já teria matado os animais. Um trabalho superficial também está sendo feita no estudo da exposição dos pulmões à nanopartículas: experiências de inalação são caros e complexos, porque um número definido de partículas tem de ser liberado no ar. Embora seja mais fácil colocar as partículas diretamente na traqueia do animal, alguns pesquisadores exageram a tal ponto que os animais sufocar na pura massa de nanopartículas.
Enquanto outros estudos podem ser realizados sem testes em animais e conduzir experimentos in vitro em células, aqui, também existem erros nos procedimentos: culturas de células são cobertas por camadas de nanopartículas com até 500 nanômetros de espessura, levando-os a morrer por falta de nutrientes e oxigênio por si só - não a partir de um nano efeito real. E mesmo a experiência mais meticulosa é inútil se as partículas utilizadas não foram caracterizadas rigorosamente de antemão. Alguns pesquisadores simplesmente ignoram este trabalho preparatório e usam as nanopartículas "em linha reta fora da caixa". Tais experiências são irreproduzíveis, adverte Krug.
A solução: ensaios inter laboratoriais com materiais padrão
A Empa está colaborando, assim, com os grupos de pesquisa como o Laboratório de Tecnologia em Pó da EPFL, com parceiros industriais e com o escritório federal de Saúde Pública da Suíça (BAG) para encontrar uma solução para o problema: no dia 9 de outubro de 2014, o programa "NanoScreen", iniciou o desenvolvimento daquilo que é esperado para produzir um conjunto de métodos pré validados para experiências de laboratório ao longo dos próximos anos. Ele envolve o uso de materiais de teste que têm uma distribuição de tamanho de partícula bem definido, possuem propriedades biológicas e químicas bem documentados e podem ser alterados em certos parâmetros - como carga de superfície. "Graças a esses métodos e substâncias de ensaio, laboratórios internacionais serão capazes de comparar, verificar e, se necessário, melhorar as suas experiências", explica Peter Wick, chefe de laboratório de materiais para interações biológicas da Empa.
Nanopartículas artificiais medindo entre um e 100 nanômetros em tamanho pode teoricamente entrar no corpo de três maneiras: através da pele, através dos pulmões e através do trato digestivo. Quase todo estudo conclui que, a pele intacta saudável é uma barreira de proteção eficaz contra a nanopartículas. Quando se trata de a rota através do estômago e intestino, no entanto, a comunidade científica está em desacordo, como quando nanopartículas feitas de substâncias solúveis, como o óxido de zinco ou prata estão sendo estudadas. Embora as partículas desintegram-se e os íons livres no corpo são citotóxicos, este efeito não tem nada a ver com o tema de nanopartículas mas está meramente associada à toxicidade da substância (dissolvida) e a dose ingerida.
Os animais de laboratório morreram em vão - overdoses drásticas e outros erros
Krug também descobriu que alguns pesquisadores maltratam seus animais de laboratório com altas quantidades de nanopartículas. Os cientistas chineses, por exemplo, experimentaram ratinhos alimentados com cinco gramas de óxido de titânio por quilograma de peso corporal, sem detectar quaisquer efeitos. A título de comparação: a metade da quantidade de sal de cozinha já teria matado os animais. Um trabalho superficial também está sendo feita no estudo da exposição dos pulmões à nanopartículas: experiências de inalação são caros e complexos, porque um número definido de partículas tem de ser liberado no ar. Embora seja mais fácil colocar as partículas diretamente na traqueia do animal, alguns pesquisadores exageram a tal ponto que os animais sufocar na pura massa de nanopartículas.
Enquanto outros estudos podem ser realizados sem testes em animais e conduzir experimentos in vitro em células, aqui, também existem erros nos procedimentos: culturas de células são cobertas por camadas de nanopartículas com até 500 nanômetros de espessura, levando-os a morrer por falta de nutrientes e oxigênio por si só - não a partir de um nano efeito real. E mesmo a experiência mais meticulosa é inútil se as partículas utilizadas não foram caracterizadas rigorosamente de antemão. Alguns pesquisadores simplesmente ignoram este trabalho preparatório e usam as nanopartículas "em linha reta fora da caixa". Tais experiências são irreproduzíveis, adverte Krug.
A solução: ensaios inter laboratoriais com materiais padrão
A Empa está colaborando, assim, com os grupos de pesquisa como o Laboratório de Tecnologia em Pó da EPFL, com parceiros industriais e com o escritório federal de Saúde Pública da Suíça (BAG) para encontrar uma solução para o problema: no dia 9 de outubro de 2014, o programa "NanoScreen", iniciou o desenvolvimento daquilo que é esperado para produzir um conjunto de métodos pré validados para experiências de laboratório ao longo dos próximos anos. Ele envolve o uso de materiais de teste que têm uma distribuição de tamanho de partícula bem definido, possuem propriedades biológicas e químicas bem documentados e podem ser alterados em certos parâmetros - como carga de superfície. "Graças a esses métodos e substâncias de ensaio, laboratórios internacionais serão capazes de comparar, verificar e, se necessário, melhorar as suas experiências", explica Peter Wick, chefe de laboratório de materiais para interações biológicas da Empa.
- Harald F. Krug. Nanosicherheitsforschung - sind wir auf dem richtigen Weg? Angewandte Chemie, 2014; DOI: 10.1002/ange.201403367
