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¿La utilización de nanomateriales manufacturados; aquellos sintetizados por el hombre para su uso, puede suponer un riesgo para la salud de las personas o del medio ambiente?

Con este post no daremos respuesta a estas preguntas pero si haremos una primera reflexión al respecto que nos puede ayudar a comprender la dimensión y naturaleza de los posibles riesgos asociados a la nanotecnología y nos permitirá orientarnos para saber si realmente estamos seguros ante la nanotecnología

Hablaremos  de la otra cara de la moneda o de la parte oscura de la nanotecnología, la que de entrada no parece tan atractiva como sus incontables aplicaciones.

¿Qué es el riesgo?

En primer lugar hay que diferenciar el concepto de riesgo del de peligrosidad; riesgo es la probabilidad  que un peligro se materialice en unas condiciones determinadas de exposición. Por tanto, para que haya un riesgo debemos exponernos a un peligro. Pero ¿qué es lo que nos puede hacer pensar que estamos ante materiales o productos peligrosos?

Nanoescala: La importancia del tamaño

Si hablamos del tamaño de estos materiales debemos decir que NANO no es sinónimo de peligroso sino de pequeño, como ya se ha dicho en algún post anterior un nanomaterial es aquel que tiene una estructura externa o interna en la escala nanométrica ( 1-100nm).

En la naturaleza existen materiales nanoestructurados; algunos de origen biológico como virus, bacterias (Virus hepatitis B 42 nm) y otros de origen mineral y medioambiental como el polvo del desierto, las nanopartículas generadas en los incendios, las partículas volcánicas, y algunas contenidas en las nieblas y las brisas marinas, etc.

El ser humano es un material nanoestructurado

Cuando hablamos del cuerpo humano también tenemos muchas estructuras a escala micro y nano, así a título de ejemplo tenemos que una célula de la piel puede medir 20μm (20.000nm), un glóbulo rojo entre 7-10 micras (700-10000nm ), los lisosomas; estructuras encargadas de la digestión celular unos 1000nm, las mitocondrias; estructuras encargadas de la respiración celular pueden medir 4000 nm y los ribosomas con función de síntesis y ensamblaje de proteínas pueden tener un tamaño entre 30-40nm. OS recomiendo echar un vistazo al post cuándo una imagen vale más que (mil) millones de palabras de este blog.

Nanopartículas incidentales: Cuándo la naturaleza no interviene

El hombre también se pueden producir nanopartículas de forma incidental como resultado de procesos mecánicos y térmicos, así se pueden producir un número importante de partículas muchas de ellas con un tamaño inferior a 100nm, en una soldadura, o en el corte de una sierra mecánica, en una impresora láser o en una 3D, en un tubo de escape de un coche, así como al cocinar al horno o incluso cuando quemamos una vela, etc ..

Efectos toxicológicos

Por lo tanto el ser humano ya ha estado en contacto con materiales de este tamaño y en muchos casos se conoce el comportamiento y efectos tóxicos de algunos de ellos, tal es el caso del aumento de patologías respiratorias observado cuando aumentan las tormentas de arena, con un alto contenido de nanopartículas o los episodios de alta contaminación ambiental; donde hay una alta concentración de partículas ultrafinas PUF, con tamaños inferiores a 100nm, por metro cúbico de aire.

Características importantes que pueden marcar el comportamiento y en consecuencia los efectos deseados y / o indeseados de los nanomateriales:

En primer lugar; el hecho de ser pequeño conlleva una serie de ventajas, podemos decir que se llega a todas partes y también que se hacia cualquier lugar. Sabemos que algunos nanomateriales pueden atravesar membranas del cuerpo humano con más facilidad. Esto los hace atractivos por ejemplo para poder llevar medicamentos a células u órganos enfermos.

¿Sabéis cuántas nanopartículas cabrían por ejemplo en un glóbulo rojo o dentro de una estructura tan importante como una mitocondria?

Al comparar tamaños y hacer cuentas, la respuesta es muchas y aunque sean pocas las consecuencias que ello podría conllevar serían; alteraciones del ambiente al interior de la célula y del buen funcionamiento celular. De hecho se ha constatado que algunas nanopartículas provocan estrés celular y la formación de especies reactivas de oxígeno, que son sustancias relacionadas con algunas patologías y con el envejecimiento y muerte celular. Por otro lado al entrar en el interior de la célula también podrían actuar como “el caballo de Troya” e introducir elementos no deseados como podrían ser metales pesados ​​o algunas impurezas debidas a su proceso de fabricación, que en algunos casos no está suficientemente desarrollado. En segundo lugar; hay que considerar además, que a escala nano los materiales se vuelven más reactivos porque tienen más superficie reactiva, es decir hay un número superior de átomos que están en contacto y pueden reaccionar más fácilmente con el medio que les rodea. Por lo tanto si tenemos la misma cantidad de un producto (no nano) y el mismo producto (nano), con mucha probabilidad el segundo será mucho más efectivo, pero si hablamos de toxicidad o de efectos no deseados, también será más tóxico. Esto puede ser útil cuando se busca una determinada acción o efecto del producto, ya que necesitaremos menos cantidad, por ejemplo tal es el caso de algunos plaguicidas, al utilizar menos cantidad tal contaminaremos menos el medio ambiente, pero a la vez tendremos que el posible efecto tóxico se presentará con menos cantidad de producto.

¿Y qué más debemos saber?

Otras características que tendremos que tener en cuenta si hablamos de peligrosidad son la solubilidad (en agua) y la forma o aspecto. Si son insolubles permanecerán allí donde lleguen mucho tiempo y si hablamos del cuerpo humano, podrán provocar alteraciones en los tejidos que los rodeen. Pero si hablamos del medio ambiente serán hidrofóbicos, biopersistents y no los podremos eliminar con facilidad. De hecho el Scientific Committee on Emerging and Newly-Identified Health Risks, de la UE ha expresado una preocupación en relación al uso de grafeno y su impacto medioambiental debido a sus propiedades hidrofóbicas y posible persistencia. Llegado este punto hay que hacer algunos comentarios en cuanto a las células encargadas de eliminar (fagocitar) los posibles materiales extraños que entran en nuestro cuerpo.

¿Hay algún nanomaterial clasificado cómo toxicológico?

Si los nanomateriales tienen forma y aspecto de fibra, las células que fagocitan tendrán mucha dificultad a la hora de hacer su función, de hecho ya se ha visto esta disfunción en algunos tipos de nanomateriales como son los nanotubos de carbono y es por eso que la agencia internacional del cáncer IARC ha clasificado un tipo concreto de nanotubos de carbono como posible carcinógeno para el hombre, grupo 2B.

Y ¿Todos los nanomateriales se comportan igual?

Hechas estas consideraciones generales hay que remarcar que no todos los nanomateriales actuarán de la misma manera, cada uno de ellos tiene propiedades físico-químicas diferentes y por lo tanto hace falta hacer estudios y pruebas toxicológicas para cada producto e incluso para cada tamaño ya que como se ha comentado del tamaño dependerá buena parte de sus efectos. Del mismo modo hay que hacer pruebas de toxicidad que contemplen todo el ciclo de vida del nanomaterial desde su producción y uso hasta su eliminación como residuo y posible reciclaje, contemplando y evaluando todos los posibles escenarios de exposición tanto de trabajadores , usuarios, consumidores y sin olvidar el medio ambiente. Cada vez hay más estudios toxicológicos, pero todavía hacen falta más  y mientras habrá que estar alerta, bien informados y tal como aconsejan muchas instituciones y expertos, aplicar el PRINCIPIO DE PRECAUCIÓN. Volviendo a la definición de riesgo que comentábamos al principio, en caso de que alguno de estos nanomateriales sea peligroso ¿cómo podemos estar expuestos?

Pero esto será objeto de un próximo post; Vías de entrada y exposición a nanomateriales

Post escrito por nuestra colaboradora Anna Oliete