瑞士联邦材料科学与技术实验室的安德里亚·塞克斯 纳米金:前景中的微小金颗粒直径约为10纳米
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凯勒/ Empa，扫描透射电子显微镜，彩色 恐惧是一个糟糕的顾问
在漫画系列“阿斯特里克斯”中，高卢酋长维塔利斯塔提克斯可能害怕天空会落在他的头上
然而，在现实世界中，应该以清醒的头脑来评估风险
为了确保风险评估不是情绪化的，而是导致适当的决策，科学家使用模型来分析物质或技术的潜在危险
Empa的研究人员目前正在调查一种由微小材料制成的相对新型物质的风险:使用纳米材料制造的药物
众所周知，常规药物在给药或摄入后会释放到环境中
例如，在动物世界，激素类物质会导致鸟蛋薄壳、鱼类生育障碍和水獭数量减少
小粒子，大任务 另一方面，纳米医学已经报道了新药的有希望的结果
有了纳米钻石，医生们克服了血脑屏障，有了金纳米粒子，他们对抗了癌症
对于微小的粒子来说，没有什么任务显得太大
人们对这种纳米材料一旦释放到环境中的风险知之甚少
由圣路易斯“技术与社会”实验室的贝恩德·诺瓦克领导的Empa研究人员
加伦目前正在计算这些纳米药物的风险
除其他活动外，该团队还参与了国际研究和创新项目“BIORIMA”
该跨学科项目开发了用于人类和环境的纳米生物材料的风险管理，由欧盟研究和创新资助项目“水平2020”资助
体内命运 风险分析基本上是潜在危险和暴露的函数
换句话说，一种没有人接触过的高度危险的物质，和你经常接触的无害物质一样没有什么危险
为了准确描绘新物质的风险，研究人员首先确定一种物质不再有任何有害影响的阈值，以及释放到环境中的预期量
这些数据不容易获得，因为必须首先确定药物在体内的命运以及它进入废水处理厂并从那里进入河流和湖泊——进而进入生物圈——的途径
一旦释放到环境中，聚合物就会被生物或物理化学分解成更小的成分
除了药理学研究之外，研究人员还使用物流分析和数学环境模型
诺瓦克说:“对于大多数纳米生物材料来说，没有关于释放粒子数量的可靠估计。”
这些知识上的差距必须通过一切手段来弥补
纳米金没问题 诺瓦克不久前填补了第一个空白，当时他和他的团队评估了金纳米粒子在环境中的风险
“目前，可以假设金纳米粒子在医疗应用中不会引起任何问题，”研究人员说
在他们的新研究中，诺瓦克的团队分析了其他医用纳米材料
尺寸在1至100纳米之间的颗粒是令人感兴趣的，因为它们相对容易生产，并且可以用于例如医学成像、抗微生物涂层或药物释放
现在可以根据现有数据首次对一些常用纳米材料进行研究
这些包括，例如，纳米壳聚糖，一种天然多糖的衍生物，存在于甲壳类动物的壳中，支持伤口愈合
其他正在研究的物质是聚丙烯腈，简称聚丙烯腈，用于抗菌治疗，以及羟基磷灰石，一种用于药物释放或骨组织再生的天然矿物质
分析表明，传统形式的壳聚糖比纳米形式的壳聚糖对水生微生物更具毒性
因此，纳米聚合物比释放到环境中的常规药物(如抗生素或止痛药)的危害要小得多
第二种纳米聚合物聚丙烯腈以及矿物羟基磷灰石表现得更好
“这些物质在水中实际上是无毒的，”诺瓦克说
然而，银纳米粒子的情况不同，银纳米粒子用于医学是因为它们的抗菌效果
在生物圈中，无机纳米材料对微生物产生同样的毒性作用，而微生物对生态系统的平衡至关重要
巨大的表面 诺瓦克说:“可以假设，许多纳米材料的生物、化学和物理性质可能与其他药物有很大不同。”
其中一个原因是粒子的数量非常多，表面积也非常大
值得注意的是，目前有可能评估某些物质的环境危害
然而，对于完整的风险分析，有必要首先确定动植物——最终是人类——接触这些纳米材料的程度
Empa团队目前正在研究这些相对较新的纳米材料的暴露数据，作为“生物RIMA”项目的一部分
他们获得的数据也用于开发新的医疗产品
Empa研究员克劳迪娅·索姆(Claudia Som)提到了“设计安全”的方法:“我们已经为中小企业制定了指导方针，允许在昂贵的开发过程中尽早对有风险的纳米生物材料进行分类，”研究员解释说
Empa的风险分析支持纳米医学领域的可持续创新
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