„Bezpieczeństwo wpisane w konstrukcję" z dbałości o odpowiedzialną nanotechnologię
Nanotechnologia od dawna jest obwieszczana jako przełomowa dla zaspokojenia potrzeb współczesnego życia, o możliwym zastosowaniu w wielu obszarach, od ochrony zdrowia po budownictwo. Szacując, że nanotechnologia jest wykorzystywana w połowie nowo zaprojektowanych zaawansowanych materiałów i procesów produkcyjnych, coraz bardziej palący staje się wymóg, by lepiej zrozumieć jej wpływ na środowisko, w szczególności na żywe organizmy. Jakkolwiek wysiłki badawcze ogniskują się na zagadnieniach dotyczących ewentualnego wpływu na zdrowie, faktyczne mechanizmy nadal pozostają nie w pełni zbadane. Finansowany ze środków unijnych projekt NANOMILE miał na celu uzupełnienie tej luki w wiedzy poprzez badania nad transformacjami, jakie nanomateriał przechodzi w środowisku w całym cyklu użytkowania, z uwzględnieniem szerokiego zakresu gatunków docelowych oraz nanomateriałów. Szczególny nacisk położono na identyfikację mechanizmów działania, aby ustalić, które szkodliwe skutki można wyeliminować, zapewniając bezpieczniejsze stosowanie. W toku projektu wypracowano model komputerowy, pozwalający przewidywać zagrożenia, stwarzane przez nanomateriały. Budowanie narzędzi oceny zagrożenia i ryzyka W toku projektu NANOMILE w pierwszej kolejności utworzono platformę testowo-selekcyjną, która umożliwiła zespołowi zastosowanie wysoko wydajnego procesu selekcji wytworzonych nanomateriałów (manufactured nanomaterials - MNM), potwierdzającego ich toksyczność. Jak wspomina koordynator projektu, profesor Eugenia Valsami-Jones - „Przetestowaliśmy ponad sto wytworzonym nanomateriałów. Aby podważyć przeważające koncepcje, wykorzystaliśmy kilka kryteriów w doborze wytworzonych nanomateriałów, obejmujących rozmiar, okres użytkowania, możliwe zachowania oraz przydatność w produktach komercyjnych. Ponieważ chcieliśmy zachować systematyczność, przygotowaliśmy biblioteki własności, dzięki którym mogliśmy wypróbować różne warianty pojedynczej własności. Umożliwiło nam to metodycznie przetestować różnorodne hipotezy." Przykładem systematycznej weryfikacji różnych hipotez w testach, podjętych w ramach projektu, jest postarzenie wybranych wytworzonych nanomateriałów na podstawie odmiennych scenariuszy. Nanocząstki postarzano, wystawiając je na działania powietrza i światła oraz symulując prawdziwe warunki, takie jak te, które napotykają nanocząstki przeciwdziałające namnażaniu drobnoustrojów (srebro) w pralkach, przez co odzwierciedla się ich los jako składnika tkaniny. Podjęte starania doprowadziły do stworzenia czegoś, co może być największą bazą danych systematycznie przebadanych właściwości nanomateriałów na świecie. Następnym krokiem dla zespołu jest opracowanie modelów komputerowych opartych na znanym zachowaniu nanomateriałów, uzupełnionych analizą obrazów celem maksymalizacji potencjału predykcyjnego modelu. Jak wyjaśnia profesor Valsami-Jones - „Modelowanie jest oparte na podejściu zwanym ilościową zależnością pomiędzy aktywnościami nanocząstek Quantitative Nanoparticle Activity Relationship, które zasadniczo polega na ustalaniu zależności pomiędzy własnościami nanocząstek i aktywnością biologiczną, aby przewidywać zachowanie innych podobnych nanocząstek. Faktyczny interfejs modelu umożliwia badaczom wprowadzanie lub dobór zmiennych, takich jak rodzaj nanocząstki (np. metal) lub jej kształt, określanie rodzaju analizy, którą należy przeprowadzić, zanim system wyświetli prognozę ryzyka. Jak podsumowuje profesor - „Chociaż nasze modele pozostają na wczesnym etapie rozwoju, zdołaliśmy zrobić pierwszy, ważny krok w kierunku predyktywnej nanotoksykologii." Wspierające przepisy normujące bezpieczną i odpowiedzialną nanotechnologię Wyniki uzyskane w ramach projektu znacznie przyczyniają się do zrozumienia ryzyka, które wytworzone materiały stwarzają dla zdrowia i środowiska dzięki pełniejszemu ujęciu mechanizmów, związanych z toksycznością. Istotnie, projekt NANOMILE zdążył odegrać rolę w szerzej zakrojonych staraniach na rzecz opracowania zestawu przepisów, regulujących zrównoważony rozwój nanotechnologii, które zapoczątkowałyby lub uzupełniły prace nad normami ISO. Przykładem jest norma toksykokinetyczna dla wytworzonych nanomateriałów, która dotyczy pomiaru wychwytywania, transportu, transformacji i eliminacji nanomateriałów w środowisku biologicznym. Wespół z partnerami branżowymi, projekt pozwolił wypracować kilka metodologii oceny zagrożenia ze strony wytworzonych nanomateriałów, które są gotowe do wprowadzenie do obrotu rynkowego, jak chociażby udostępniona platforma powierzchni kontaktowej pomiędzy powietrzem i cieczą Vitrocell Air-Liquid Interface (ALI), która odwzorowuje oddziaływanie nanocząstek na płuca. Wymienione zabiegi powinny przyczynić się do uwolnienia pełnego potencjału nanotechnologii, której wartość jest przez niektórych szacowana na tryliony euro w nadchodzących latach.
Słowa kluczowe
NANOMILE, nanomateriały, nanotechnologia, ocena ryzyka, modelowanie komputerowe, ISO, zaawansowane materiały, wpływ na środowisko, przewidywanie zagrożenia, nanotoksykologia, toksyczność
