Tehnologiile bazate pe materiale la scară nanometrică - de exemplu, particule care sunt de peste 10.000 de ori mai mici decât punctul din finalul acestei propoziții - joacă un rol din ce în ce mai mare în lumea noastră.
Nanofibrele de carbon întăresc avioanele și cadrele de biciclete, nanoparticulele de argint fac textile rezistente la bacterii, iar nanoparticulele hidratante numite nanoliposome sunt utilizate în produsele cosmetice.
Nanotehnologia revoluționează și medicina și împinge limitele performanței umane. Dacă ați primit un vaccin COVID-19 în Statele Unite, acesta a conținut nanoparticule.
În viitor, nanotehnologia poate permite medicilor să trateze mai bine bolile și tulburările cerebrale precum cancerul și demența, deoarece nanoparticulele trec ușor prin bariera sângelui-cerebrospinal.
 |
| Sursa imagine: azooptics.com |
Nanoparticulele din picături pentru ochi pot corecta temporar vederea. Și nanoparticulele implantate strategic în ochi, urechi sau creier pot permite viziune de noapte sau auz la fel de bun ca al unui câine. Nanoparticulele ar putea chiar să permită oamenilor să-și controleze casele și mașinile inteligente cu ajutorul creierului.
Acesta nu este science-fiction. Toate acestea sunt domenii active de cercetare.
Dar cadrele pentru evaluarea siguranței și eticii nanoparticulelor nu au ținut pasul cu cercetarea. Ca chimist care lucrează în biosciențe, această supraveghere limitată mă îngrijorează. Fără cadre actualizate, este greu de spus dacă nanotehnologia va face lumea un loc mai bun.
Nano - ce și de ce?
Orice particulă sau material cu dimensiuni între 1 și 100 de nanometri într-o dimensiune poate fi clasificat ca "nano". Punctul din finalul acestei propoziții are 1.000.000 de nanometri, iar un fir de păr uman are aproximativ 100.000 de nm în diametru. Ambele sunt mult prea mari pentru a fi considerate "nano". Un singur coronavirus are aproximativ 100 de nanometri în diametru, iar particulele de funingine provenite din incendiile de pădure pot avea 10 nanometri în diametru - două exemple de nanoparticule care apar în mod natural.
Nanoparticulele pot fi, de asemenea, produse în laborator. Vectorii adenovirusului, nanoliposomii și ARN-ul mesager utilizați în vaccinurile COVID-19 sunt nanoparticule modificate genetic. Oxidul de zinc și dioxidul de titan la scară nanometrică utilizați în cremele solare minerale transparente sunt, de asemenea, nanoparticule modificate genetic, la fel și nanofibra de carbon din avioane și cadre de biciclete.
Nanoparticulele sunt utile pentru că au proprietăți diferite față de materialele mai mari, chiar și atunci când au aceeași compoziție chimică. De exemplu, particulele mari de oxid de zinc nu se pot dizolva în apă și sunt utilizate ca pigment în vopseaua albă.
Oxidul de zinc la scară nanometrică este utilizat în cremele de protecție solară, unde arată aproape transparent, dar reflectă lumina soarelui departe de piele pentru a preveni arsurile solare.
Oxidul de zinc la scară nanometrică prezintă, de asemenea, proprietăți antifungice și antibacteriene care ar putea fi utile pentru producerea de suprafețe antimicrobiene, dar motivul pentru care are aceste proprietăți nu este complet înțeles.
Și aici stă problema. În timp ce mulți oameni de știință sunt interesați de exploatarea proprietăților pozitive ale nanomaterialelor, colegii mei și cu mine suntem îngrijorați că oamenii de știință încă nu știu suficient despre comportamentul lor.
Siguranța nanotehnologiei
Nanoparticulele sunt atrăgătoare pentru cercetătorii din domeniul biomedicinei deoarece pot trece prin membranele celulare. Proprietățile antimicrobiene ale oxidului de zinc la scară nanometrică sunt probabil legate de capacitatea lor de a trece prin membranele celulare bacteriene. Dar aceste nanoparticule pot trece și prin membranele celulare umane.
În Statele Unite, oxidul de zinc este "recunoscut în mod general ca sigur și eficient" de către Administrația pentru Alimente și Medicamente pentru produse precum cremele solare, deoarece este puțin probabil - în cremele de protecție solară - să fie toxic pentru oameni.
Cu toate acestea, deși oamenii de știință înțeleg destul de bine efectele asupra sănătății ale particulelor mari de oxid de zinc, nu înțeleg pe deplin efectele asupra sănătății ale oxidului de zinc la scară nanometrică. Studiile de laborator folosind celule umane au produs rezultate contradictorii, de la inflamație până la moartea celulelor.
Sunt un mare susținător al cremei de protecție solară. Dar sunt și îngrijorat de efectele asupra mediului ale particulelor care se știe că trec prin membranele celulare.
Sute de tone de nano-oxid de zinc sunt produse în fiecare an, și nu se degradează ușor. Dacă nu înțelegem mai bine comportamentul său, nu există niciun mod de a prezice dacă va deveni în cele din urmă o problemă - deși există tot mai multe dovezi că nano-oxidul de zinc din cremele de protecție solară afectează recifele de corali.
Etica nanotehnologiei
Abilitatea nanoparticulelor de a trece prin membranele celulare le face eficiente în terapie, cum ar fi vaccinurile. Nanoparticulele arată promisiuni în regenerarea mușchilor scheletici și ar putea trata într-o zi distrofia musculară sau atrofia naturală care vine cu vârsta.
Dar vaccinurile COVID-19 oferă o lecție de prudență - vaccinurile COVID-19 activate de nanoparticule au fost rapid adoptate de Statele Unite și Europa, dar țările cu venituri mai mici au avut mult mai puțin acces din cauza protecției brevetelor asupra vaccinului și a lipsei infrastructurii de producție și depozitare.
Nanoparticulele pot permite, de asemenea, îmbunătățiri ale performanței umane, de la o vedere mai bună la soldați modificați pentru a fi mai eficienți în luptă.
Fără un cadru etic pentru utilizarea lor, tehnologiile de îmbunătățire a performanței umane care sunt accesibile doar în anumite locuri ar putea adânci decalajele de bogăție dintre țările cu venituri mari și cele cu venituri mici.
Supraveghere emergentă
Astăzi, diferite țări tratează nanoparticulele diferit. De exemplu, Comitetul Științific pentru Siguranța Consumatorilor al Uniunii Europene a interzis utilizarea oxidului de zinc la scară nanometrică în cremele de protecție solară sub formă de aerosoli în întreaga UE, invocând potențialul lor de a ajunge în celulele pulmonare și, de acolo, în alte părți ale corpului. Statele Unite nu au luat măsuri similare.
Uniunea Europeană a înființat un laborator de nanobiotehnologie pentru a studia efectele asupra sănătății și mediului ale nanoparticulelor.
În Statele Unite, Inițiativa Națională pentru Nanotehnologie, un efort coordonat de cercetare și dezvoltare sponsorizat de guvern, lucrează pentru a aduce experți legali și etici împreună cu oameni de știință. Aceștia vor evalua beneficiile și riscurile nanotehnologiilor și vor disemina informații altor oameni de știință și publicului.
Depășirea disparității în distribuția vaccinurilor activate de nanoparticule este o altă problemă cu totul. Programul COVAX al Organizației Mondiale a Sănătății a încercat să asigure acces echitabil și corect la terapiile COVID. Măsuri similare ar trebui luate în considerare pentru toate medicamentele activate de nanotehnologie, astfel încât toată lumea să poată beneficia.
Biologia sintetică este un domeniu care înregistrează o creștere rapidă similară. De 20 de ani, fundația non-profit iGEM organizează o competiție globală anuală pentru studenți, pe care o folosește ca platformă pentru a-i învăța pe tinerii oameni de știință să reflecteze asupra implicațiilor mai largi ale muncii lor.
Fundația iGEM cere participanților să ia în considerare siguranța, securitatea și dacă proiectul lor este "bun pentru lume". Comunitatea de cercetare în domeniul nanotehnologiei ar beneficia foarte mult de adoptarea unui model similar. Nanotehnologiile care schimbă lumea în bine necesită coordonarea dintre știință și etică pentru a determina cum sunt utilizate și controlate mult timp după ce au fost create.
Sursa: "theconversation.com"