Vurdering af risici forbundet med nanopartikler i medicinske applikationer

Nanomedicin bruges i stigende grad i applikationer som lægemiddellevering og diagnose, med lovende resultater på flere områder, herunder onkologi, kardiologi og immunologi. Imidlertid, den stigende popularitet af nanobiomaterialer (NBM'er) rejser også spørgsmål om deres potentielle negative virkninger på miljøet efter udskillelse og frigivelse.

Et team af forskere involveret i det EU-finansierede BIORIMA-projekt er ved at undersøge disse spørgsmål. Forskerne har for nylig undersøgt de potentielle risici forbundet med polymere og uorganiske NBM'er, der anvendes til lægemiddellevering. Deres resultater blev offentliggjort i Journal of Nanobiotechnology .

"Publicerede økotoksikologiske data blev søgt efter fem polymere nanobiomaterialer [chitosan, polymælkesyre (PLA), polyacrylonitril (PAN), polyhydroxyalkanoater (PHA), og poly(mælke-glykolsyre) (PLGA)] og et uorganisk nanobiomateriale [hydroxyapatit (HAP)] til at evaluere miljøfarerne for ferskvand og jord ved hjælp af en meta-analyse." Økotoksikologi fokuserer på forholdet mellem output fra menneskelige aktiviteter og deres indvirkning på biologiske organismer, især i befolkningen, fællesskab, økosystem- og biosfæreniveauer.

Undersøgelsen siger også:"For PLA, PHA og PLGA, der blev ikke fundet offentliggjorte data om økotoksicitet, og der kunne derfor ikke udføres nogen farevurdering." Den konkluderer:"Sammenlignet med andre almindelige forurenende stoffer, selv de mest følsomme af de udvalgte nanobiomaterialer, chitosan, er mindre giftigt end konstruerede nanomaterialer såsom nano-ZnO og nano-Ag, nogle almindelige antibiotika, tungmetaller eller organiske forurenende stoffer såsom triclosan. Med den nuværende viden, de nanobiomaterialer, der er omfattet af dette arbejde, udgør derfor kun ringe eller ingen miljøfare."

Mangel på pålidelige skøn

Nanomateriale er defineret som et materiale med mindst én ydre dimension mellem 1 nm - en milliardtedel af en meter - og 100 nm, eller med indre strukturer, der måler 100 nm eller mindre. Uorganiske nanomaterialer såsom guld (Au) nanopartikler bruges til medicinsk billeddannelse eller kræftdetektion og behandling, mens sølv (Ag) nanopartikler påføres som belægninger til indlagte katetre, antibakterielle midler, forbinding, ortopædiske implantater og vævsmanipulerede stilladser. Andre anvendelser af nanopartikler omfatter bioimaging, fototermisk terapi, og biosensing og lægemiddelbærere til antibiotikalevering.

"For de fleste nanobiomaterialer, der er ingen pålidelige skøn over mængden af ​​partikler, der frigives, " siger prof. Bernd Nowack, tilsvarende forfatter til undersøgelsen. I samme nyhed fra BIORIMA-projektpartneren Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, Prof. Nowack siger også "det kan antages, at guldnanopartikler ikke forårsager problemer, når de bruges i medicinske applikationer." Undersøgelsen viser, at chitosan i sin konventionelle form er mere giftig i ferskvand end i sin nanoform. "Nanopolymeren var således betydeligt mindre skadelig end konventionelle lægemidler, der frigives til miljøet, såsom antibiotika eller smertestillende medicin. Den anden nanopolymer, PANDE, såvel som mineralet HAP klarede sig endnu bedre, " som der står i nyheden. Prof. Nowack tilføjer:"Disse stoffer er praktisk talt ugiftige i vand." Samme nyhed understreger, at "situationen er anderledes for sølv nanopartikler, som bruges i medicin for deres antibakterielle virkning. I biosfæren, det uorganiske nanomateriale udøver den samme toksiske effekt på mikroorganismer, som er vigtige for balancen i et økosystem."

Det igangværende BIORIMA-projekt (BIOmaterial RIsk Management) har til formål at udvikle en integreret risikostyringsramme for sikker håndtering af NBM'er, der anvendes i avancerede terapeutiske lægemidler og medicinsk udstyr. BIORIMA-partnere håber også at kunne levere et webbaseret beslutningsstøttesystem til at hjælpe med at evaluere risiko/fordele-profilen for NBM-produkter.