Dieser Artikel wurde ursprünglich von der National Nanotechnology Initiative (NNI) als Leitfaden für die Reporter und Journalisten, die über Nanotechnologie Gesundheits-und Sicherheitsrisiken geschrieben. Es bietet eine gute Vorkenntnisse in Bezug auf das Verständnis der Verheißungen und Gefahren in der Nanotechnologie. Warum kleine Teilchen A Big Story Seit Jahrzehnten haben Wissenschaftler von der Theorie zu erwarten, dass, wenn sie einzelne Moleküle manipulieren konnten, sie könnten Materialien mit elektronischen, optischen und anderen Eigenschaften nicht in der Masse beobachtet Ingenieur - und öffnen neue Horizonte in der Elektronik, Medizin und Konsumgüter. Vielmehr als Zellen wenige Aminosäuren zu verwenden, um Proteine mit einem breiten Spektrum von Eigenschaften und Funktionen zusammenstellen kann Nanotechnologie ist es möglich, Design und Ingenieur Materialien auf molekularer Ebene, um bestimmte Eigenschaften haben. "Es gibt viel Platz am unteren Rand" ist eine oft zitierte prophetische Ausspruch des verstorbenen Caltech Physiker Richard Feynman A. im Jahr 1959. Ein halbes Jahrhundert später, ist das Versprechen der Nanotechnologie Realität - nicht nur im Labor, sondern bereits in einigen kommerziellen Consumer-Produkte von Sonnenschutzmitteln auf selbstreinigende Fenster. Spannender sind Möglichkeiten der gezielten Krebstherapien, wo ein Tumor, ohne den Rest des Körpers krank ausgerottet werden kann. Umweltforscher untersuchen den Einsatz von technischen nanoskaligen Materialien (Nanomaterialien für short) zu reinigen oder zu entsalzen Wasser, um die Energieeffizienz zu verbessern oder zu bereinigen gefährliche Abfälle. In der Tat sind die Menschen beginnen sich über Nanomaterialien als eine völlig neue Klasse von Materialien und Nanotechnologie als eine neue industrielle Revolution, wie sich erheblich auf das 21. Jahrhundert als die erste industrielle Revolution war es, das neunzehnte Jahrhundert und die Informations-Technologie sprechen Revolution zum zwanzigsten. Aber mit einer solchen revolutionären neuen Technologie kommen Fragen zu Arbeits-, Verbraucher-, Umwelt-und Gesundheitsschutz. Wenn Nanomaterialien physikalischen Eigenschaften unterscheiden sich von ihren bulk Kollegen haben, könnten sie auch neue Risiken für die menschliche Gesundheit in ihrer Herstellung, Nutzung und Entsorgung? Bisher weiß niemand. Aktuelle Daten grundsätzlich empfehlen "es kommt." Doch die Forscher sowohl in staatlichen und privaten Industrie sind daran interessiert, herauszufinden. Erstens kann Giftigkeit selbst von Nutzen sein. Tatsächlich ist es in hohem Grade für bestimmte Anwendungen, wie zum Beispiel Krebs-Therapien gesucht. (Auch im Auge behalten, dass oft Toxizität von der Dosis und Verabreichung hängt: Auch Kochsalz ist in hohen Dosen giftig.) Zweitens, wenn Toxizität bekannt ist, Handling und Verpackung Verfahren kann entwickelt, um Risiken von unerwünschten Exposition in Fertigungsprozessen zu mildern, als routinemäßig in der Industrie Verwendung von gefährlichen Materialien tun. Safe-Verfahren zur Bearbeitung von Nanomaterialien müssen möglicherweise von denen, die jetzt verwendet für größere mikrometergroße Partikel-besonders wichtig für Nanofertigung Arbeiter abweichen. Fragen haben auch über die Sicherheit von Nanomaterialien in Verbraucherprodukten oder in implantierbaren medizinischen Vorrichtungen oder auf Pflanzen und Tiere in der Umwelt nach der Entsorgung erhoben worden. Drittens sind die Nanotechnologie-Entwickler beachtend eine Lektion in wahrgenommene Risiko von einem nicht verwandten Hightech-Bereich: Widerstand der Verbraucher, dass bei der Einführung von Kulturen und Produkten mit gentechnisch veränderten Organismen (GVO) entstanden sind. Zum Teil entstanden, dass der Widerstand, weil Biotech-Unternehmen eingeführt GVO-Produkte ohne viel offene Diskussion über legitime Fragen und Anliegen in der Öffentlichkeit, mit dem Ergebnis, dass die Öffentlichkeit war es um die Risiken für Gesundheit und Umwelt zu übernehmen fühlte, während Leistungen wurden zu höheren Gewinnen für begrenzte große Agrarindustrie. Das Ergebnis war der Öffentlichkeit weit verbreitete Misstrauen und Argwohn. Wollen Sie auf ein ähnliches Schicksal (zumal Sorge und fordert für die Regulierung bereits in einigen Kreisen geäußert worden) zu vermeiden, werden Nanotech-Entwickler zu verfolgen, was sie als "verantwortungsvolle Entwicklung." Das umfasst insbesondere die Förderung frühzeitiger, offen Presseberichterstattung über die Arbeit in der Bewertung von Risiken sowie Vorteile von Nanomaterialien, sowie einfache Regeln durch transparente Prozesse entwickelt. Dieser Artikel hat drei Ziele: die wesentlichen Grundlagen der Physik und Biologie von Nanomaterialien (und für diese Angelegenheit, auch Natur-und Neben-Nanopartikel), Skizze zu Schlüsselthemen und Ressourcen zu markieren, und - ganz wichtig - über widersprüchliche Befunde zu warnen und Fallstricke der Logik und aufschlussreiche Fragen nach Quellen deuten. Unmissverständlich Differenzen bezüglich der Einstufung Nach Angaben der National Academies, ist eine Unterscheidung zwischen drei Arten von nanoskaligen Partikeln (oft abgekürzt in der Literatur als "NSPs") gemacht: natürliche, zufällige und technisch. Natürliche Nanopartikel in der Umwelt vorkommen (vulkanischem Staub, Mondstaub, magnetotaktischen Bakterien, Mineral-Verbundwerkstoffe, etc.). Anfallende Nanopartikel, manchmal auch Abfall oder anthropogenen Partikel genannt, treten als Folge der vom Menschen verursachte industrielle Prozesse (Dieselruß, Kohleverbrennung, Schweißrauch, etc.). Sowohl natürliche als auch zufällige Nanoteilchen können regelmäßig oder unregelmäßig Formen. Engineered Nanopartikel haben meist regelmäßigen Formen, wie Röhren, Kugeln, Ringe, etc. Nanomaterialien können entweder durch Fräsen oder lithographischen Ätzen von einer großen Stichprobe zu erhalten nanoskalige Partikel (ein Ansatz, oft als "top-down"), oder durch Montage kleinere Untereinheiten durch Kristallwachstum oder chemische Synthese von Nanopartikeln in der gewünschten Größe zu wachsen und produziert werden Konfiguration (ein Ansatz, oft als "bottom-up"). Da der spezifische Produktionsverfahren Gefährdung der menschlichen Gesundheit beeinflussen können, bitten Quellen angeben. Aktuelle Fragen zu Toxizität bei Nanomaterialien gerichtet. Dennoch ist die Literatur über Natur-und Neben-Nanopartikel hilfreich, weil mehr über sie bekannt ist (zum Teil, weil der Forschung über Smog, Schweißrauch, Kohlenstaub, und ultrafeine Aerosole), und weil Informationen über ihr Verhalten kann hilfreich sein für das Verständnis das Verhalten von synthetischen Nanopartikeln. Auch nach dem National Academies, nanoskaligen Materialien, sei technisch oder natürlich so weit scheinen sich in vier grundlegende Kategorien fallen. Im Konzern sind derzeit mit der größten Anzahl von kommerziellen Nanomaterialien ist die Metalloxide, wie Zink-oder Titanoxid, die in der Keramik verwendet werden, chemische Poliermittel, kratzfeste Beschichtungen, Kosmetika und Sonnenschutzmitteln. Eine zweite große Gruppe ist Nanoclays, natürlich vorkommenden plattenartigen Tonteilchen, die oder verstärken verhärten Materialien oder sie schwer entflammbar. Eine dritte Gruppe ist Nanoröhren, die in Beschichtungen verwendet werden, zu zerstreuen oder zu minimieren statischer Elektrizität (zB in Kraftstoffleitungen, in Festplatte Umgang mit Böden oder in Autokarosserien elektrostatisch lackiert werden). Die letzte Gruppe ist Quantenpunkte, in explorative Medizin oder in der Selbstorganisation von Nanoelektronik-Strukturen verwendet werden. Aber Vorsicht: Nicht jedes offizielle Quelle findet die gleiche Kategorisierung nützlich. Zum Beispiel teilt der US Environmental Protection Agency Nanopartikel in Kohlenstoff basierenden Materialien (Nanotubes, Fullerene), Metall-basierte Materialien (einschließlich der beiden Metalloxide und Quantenpunkte), Dendrimere (Nano-Größe Polymere aus verzweigten Einheiten nicht näher Chemie gebaut) und Verbundwerkstoffe (einschließlich Nanoclays). Uneinigkeit über Definition Am meisten US und britischen Nanotech-Experten definieren NSPs als Teilchen, die kleiner als 100 Nanometer (nm)-das heißt, 0,1 Mikrometer oder Mikron (um)-in einem Dimension. So würde eine Faser dünner als 100 nm als ein NSP werden, auch wenn es einige Mikrometer lang waren. Diese Definition ist jedoch nicht universell. In Japan , Partikel zwischen 50 und 100 nm werden als "ultrafeinen" eingestuft und nur die unter 50 nm in einer Dimension als echt NSPs. That being said, sogar einige US-Behörden auch den Begriff "ultrafeinen", um Partikel unter 100 nm zu beschreiben (obwohl in der Regel im Kontext der einzige natürliche oder zufällige Nanopartikel-selten Bezug auf Nanopartikel). Zur Behebung solcher Verwirrung, ISO, IEC, ANSI, ASTM und anderen nationalen und internationalen Normungsgremien wird heute diskutiert, die Vereinheitlichung von Terminologie, Messtechnik, Charakterisierung und Ansätze zur Sicherheit und Gesundheit. Bis alles fertig gestellt ist, bitten Quellen, Definitionen und Annahmen, ihre spezifische Arbeit zu klären. Die Unterschiede könnten entscheidend für die Physik und Biologie gemeldet. Wie klein ist 100 nm? Es geht um hundert Tausendstel des Durchmessers eines menschlichen Haares (das ist 50 bis 100 um). Mehr sinnvoll ist 1 um (1.000 nm) in der Größe eines Bakteriums, über die Grenze dessen, was sichtbar ist durch die meisten Lichtmikroskopen. Im Gegensatz dazu ist 100 nm etwa die Größe eines Virus, ein Zehntel der Größe eines Bakteriums. NSPs, wie Viren, sind auch durch die besten Lichtmikroskop nicht sichtbar, weil sie kleiner als Wellenlängen des Lichts (die von etwa 700 nm im roten bis 400 nm in den violetten Bereich) sind, sie können nur mit einer höheren Auflösung abgebildet werden Instrument wie ein Rasterelektronenmikroskop. 1 nm entspricht etwa der Größe eines einzelnen Zucker-Molekül. Vier Erwartete Generationen Bereits sind die Wissenschaftler in Bezug auf die Generationen von Nanomaterialien zu sprechen. Die erste Generation ist passive Nanostrukturen, wie einzelne Teilchen, Beschichtungen, etc. - Arten von Nanomaterialien bereits in einigen Consumer-Produkte integriert. Die zweite Generation ist Nanostrukturen, die eine aktive Funktion, wie Transistoren oder Sensoren durchführen oder reagieren in einer adaptiven Weise, viele sind in der Entwicklung. Der dritten Generation Nanomaterialien könnten dreidimensionale Systeme, die sich selbst zusammenbauen oder verwendet werden, um Drug-Delivery auf bestimmte Teile des Körpers, voraussichtlich etwa 2010 entwickelt werden Ziel sein werden. Die vierte Generation wird voraussichtlich molekularen Strukturen durch Design. Ein einfaches Gedankenexperiment zeigt, warum Nanopartikel solche phänomenalen Oberfläche pro Volumen haben. Eine solide Würfel aus einem Material, 1 cm auf einer Seite-über die Größe eines Stücks Würfelzucker-hat 6 Quadratzentimeter Fläche, die etwa gleich einer Seite von einer halben Kaugummi. Aber wenn das Volumen von 1 Kubikzentimeter mit Würfeln 1 mm wurden auf einer Seite gefüllt ist, würde das 1.000 Millimeter große Würfel (10 x 10 x 10), von denen jede eine Fläche von 6 Quadratmillimetern hat. Die Gesamtfläche der 1.000 Würfel fügt bis zu 60 Quadratzentimetern-ungefähr das Gleiche wie eine Seite von zwei Dritteln einer 3 x 5 notecard, weil man muss die Flächen aller Millimeter Würfel auch in das Innere des Grafen ursprünglichen Volumens. Aber wenn die einzigen Kubikzentimeter Volumen mit Würfeln ist 1 Nanometer auf einer Seite, ja, 1021 von ihnen, die jeweils gefüllt mit einer Fläche von 6 Quadratmeter Nanometer-deren Fläche kommt auf 60 Millionen Quadratzentimeter oder 6.000 Quadratmetern. In anderen Worten, hat einen einzigen Kubikzentimeter kubischen Nanopartikel eine Fläche ein Drittel wieder größer als ein Fußballfeld!  Abbildung 1. Fläche Diagramm
[Quelle: Trudy E. Bell; Grafiken mit freundlicher Genehmigung von Nicolle Rager Fuller] Das Überraschende Physik von Nanomaterialien Size Matters Im Nanobereich, grundlegende mechanische, elektronische, optische, chemische, biologische und andere Eigenschaften können sich erheblich von Eigenschaften von Mikrometer-großen Partikeln oder Schüttgütern. Ein Grund dafür ist Fläche. Fläche zählt, weil die meisten chemischen Reaktionen, bei denen Feststoffe an den Oberflächen, wo chemische Bindungen sind unvollständig geschehen. Die Fläche von einem Kubikzentimeter ein festes Material ist 6 cm ²-ungefähr das Gleiche wie eine Seite von einem halben Kaugummi. Aber die Fläche von einem Kubikzentimeter 1-nm-Teilchen in einem ultrafeinen Pulver wird 6.000 Quadratmeter buchstäblich ein Drittel größer als ein Fußballfeld. (Siehe Abbildung 1, oben). So können Sammlungen von NSPs mit ihren riesigen Flächen werden äußerst reaktiv (es sei denn, eine Beschichtung aufgebracht wird), da mehr als ein Drittel ihrer chemischen Bindungen an ihre Oberflächen sind. Zum Beispiel haben Nanopartikeln aus Silber gefunden worden, um eine wirksame Bakterizid-inspiring mehrere Unternehmen wiederverwendbare Wasser-Reinigungs-Filter mit nanoskaligen Silber-Fasern aufgebaut sein. Auf welche Größe Sie ein Material-Eigenschaften Start ändern? Ist es eine allmähliche Transformation geht man von klein bis groß, oder gibt es eine Schwelle, unterhalb derer die Eigenschaften abrupt ändern? Beides kann wahr sein, eigentlich. Quantum-Size-Effekte beginnen, signifikant verändern Materialeigenschaften (wie Transparenz, Farbe der Fluoreszenz, elektrische Leitfähigkeit, magnetische Permeabilität und andere Eigenschaften), wann immer sie thermische Effekte, die für viele Materialien ist etwa 100 nm zu dominieren. Für elektronische Eigenschaften, Quanten-Size-Effekte umgekehrt mit abnehmender Partikelgröße. Doch für einige Materialien, werden andere unterschiedliche Eigenschaften in bestimmten Größen ausgesprochen - zum Beispiel Gold-Nanopartikel haben stark katalytischen Eigenschaften bei 3 nm erhöht. Charakterisierung wesentlichen Auswirkungen in verschiedenen Größen ist ein heißer Bereich der Grundlagenforschung.  Abbildung 2. Strukturen von Diamant, Graphit und Buckminsterfulleren Kohlenstoff und andere Elemente (wie Schwefel-, Zinn und Sauerstoff) sind in mehreren strukturellen Formen, genannt Allotrope, die deutlich unterschiedliche Eigenschaften gefunden haben. Zum Beispiel in kristalliner Form, ist reiner Kohlenstoff als Graphit (sehr weich), Diamant (sehr hart) und verschiedene Größen von Buckminster (abhängig von der Anzahl der Kohlenstoffatome) gefunden. Form Matters Nanomaterialien mit der identischen chemischen Zusammensetzung können eine Vielzahl von Formen (einschließlich Kugeln, Röhren, Fasern, Ringe und Flugzeuge). Darüber hinaus kann jede dieser Formen haben unterschiedliche physikalische Eigenschaften, weil unterscheiden sich die Muster der molekularen Bindungen, obwohl sie aus den gleichen Atomen zusammengesetzt sind. Zum Beispiel, bis 1985, glaubte man, dass reiner Kohlenstoff in nur zwei kristallinen Formen kam: Graphit (deren hexagonale Kristallgitter liegt in einer zweidimensionalen Ebene) oder Diamant (dessen kubische Kristallgitter erstreckt sich in allen drei Dimensionen). Eine neue kristalline Form von Kohlenstoff so bedeutsam es durch den Nobelpreis für Chemie wurde erkannt - In diesem Jahr wurden hohle Käfige aus 60 Kohlenstoffatomen in einer soccerball Form zunächst im Labor (und auch unabhängig in fernen Sternen und in Verbrennungsnebenprodukte entdeckt) gemacht im Jahr 1996. Die neue Form, sehr stabil, war ein Buckyball oder Fulleren nach dem Architekten Richard Buckminster Fuller, der Erfinder der geodätischen Kuppel der gleichen Form benannt. Seitdem haben sich stabile Fullerene von 70, 74, und 82 C-Atomen synthetisiert worden. (Siehe Abbildung 2, oben) Ebenso hat Titandioxid (TiO2) in NSPs von mindestens zwei verschiedenen Formen und kristalline Strukturen, die jeweils unterschiedliche Toxizitäten kann synthetisiert worden. Obwohl Titandioxid wird in der Regel undurchsichtig weiß - ja, wird verwendet, um weißen Farben machen - wie Nanopartikel, ihre optischen Eigenschaften verändern, so dass sie transparent werden. Doch noch immer blockiert effektiv UV-Licht, eine Kombination von Eigenschaften attraktiver für die Hersteller von Kosmetika und Sonnenschutzmitteln. Andere Eigenschaften Angelegenheit. Andere Materialeigenschaften, die wichtiger sein als nur die Größe kann Ladung, Kristallstruktur, Oberflächenbeschichtungen, Restkontamination je nach Art der Synthese, und die Tendenz der einzelnen Nanopartikel aggregieren zu größeren Klumpen. Gefahren-, Risiko und andere Sinne von Art. Wenn die physikalischen Eigenschaften des NSPs so verschieden von Schüttgütern werden könnte, was die Implikationen für Toxikologie und das Risiko der Exposition von Menschen sein? Zunächst einige grundlegende Definitionen: · Gefahr · Risiko · Belichtung · Dosis Mehrere alltägliche Wörter haben bestimmte Bedeutungen in den Bereichen Risikoanalyse, Toxikologie oder Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz. Gefahr "Hazard" ist das potentiell Schaden zu verursachen, es ist eine intrinsische Eigenschaft eines Materials. Schwefelsäure, zum Beispiel, ist ein Gefahrstoff durch seine Chemie. Nichts kann das ändern, kurz der Veränderung seiner Chemie, etwas anderes zu werden. Risiko "Risiko" ist die Wahrscheinlichkeit des Eintretens einer Schädigung, es ist eine Kombination aus einer Gefahr mit der Wahrscheinlichkeit der Exposition und das Ausmaß und die Häufigkeit der Dosen. Risiken, im Gegensatz zu Gefahren, verwaltet und minimiert werden: Gefahrgut stellt ein geringes Risiko, wenn die Chancen der Exposition und das Ausmaß und die Häufigkeit der Dosis, die durch die Exposition erhalten könnte niedrig sind. Verlassen einer unbeschrifteten Pappbecher konzentrierter Schwefelsäure auf einem Küchentisch stellt ein hohes Risiko, weil die Chance der Exposition und der möglichen Dosis hoch sind, aber die gleiche Säure, wenn sie richtig gekennzeichnet und in einem chemischen Labor, zu dem nur geschultes Personal haben Zugriff gesperrt ist, stellt ein minimales Risiko. Belichtung "Exposure" ist eine Kombination aus der Konzentration eines Stoffes in einem Medium von der Dauer des Kontakts multipliziert. Zum Beispiel, verdünnter Schwefelsäure, dass Spritzer und schnell off ist ein Low-Belichtungsdosis gewaschen, dass kann nur röten die Haut; konzentrierter Schwefelsäure darf auf der Haut sitzen ist ein High-Strahlendosis, die wahrscheinlich schwere Verbrennungen verursachen. Dosis "Dose" ist die Menge einer Substanz, die ein biologisches System eingibt und kann als systemische Dosis gemessen werden, wobei die Gesamtmenge von den biologischen System übernommen, oder wie der Betrag in einem bestimmten Organ (Haut, Lunge, Leber, etc.) . Und hierin liegen mehr unbeantwortete Fragen. Fragen über Dosimetrie Bis jetzt haben Kontakt mit Staub und toxischen Dosen als Masse pro Volumen, die gemeinhin Milligramm pro Kubikmeter gemessen worden. Aber auch sehr geringe Konzentrationen an NSPs - vertreten in der Luft eine phänomenale Zahl der Teilchen, wie auch aus Messungen von ultrafeinen Schadstoffe bekannt - ob natürliche, zufällige oder technisch. Offenlegen von Laborratten zu 100-nm Titandioxid-Partikel hat die gleiche Menge an Lungenentzündung als 10 Mal größere Masse größer (1 bis 2,5-um-) Partikel hervorgerufen werden. In der Tat, zumindest in einigen Fällen scheint die Höhe der Entzündung besser zu Partikeloberfläche der verabreichten NSPs werden, als ihre Masse korreliert. So sind einige Toxikologen jetzt fragen, ob Fläche würde ein besseres Maß für Dosis für NSPs als Masse sein. Bis wissen die Forscher, die am meisten zählt, sind viele Forscher ab, sowohl in ihren Papieren angeben. Das Überraschende Toxikologie von Nanopartikeln Size Matters Größe kann eine andere wichtige biologische Konsequenz: wo landen im Körper Nanopartikel. Ein Komplex von körperlichen Faktoren wie Aerodynamik, Gewicht und Masse bewirkt, dass die größten inhalierbaren Staubteilchen in erster Linie in der Nase und Rachen zu hinterlegen. Keine toxischen Effekte treten bei diesem Standort (z. B. nasale Krebserkrankungen durch Holzstaub). Kleinere Partikel werden in der oberen Luftwege hinterlegt und werden von den vertriebenen "mucosociliary Rolltreppe," die fingerlike Cilien und der Schleimhaut der Luftröhre und Bronchien, die zusammen bewegen sich die Partikel bis in den Rachen und Nase, wo sie hustete, nieste, geblasen out, oder verschluckt werden. Alle toxischen Wirkungen in der Regel von der Absorption durch den Darm Ergebnis (Bleivergiftung zum Beispiel). Die nächste kleinste Partikel dringen tiefer in die Lungenbläschen (wo Sauerstoff und Kohlendioxid sind in und tauschte aus dem Blut) und sind in der Regel gelöscht, wenn Alveolarmakrophagen (spezielle monozytären Fresszellen in der Lunge) verschlingen die Partikel und tragen sie weg. Aber wenn eine hohe Konzentration von NSPs eingeatmet wird, die schiere Anzahl der Partikel - vor allem wenn sie nicht agglomerieren - kann überwältigen die Clearance-Mechanismen, und sie können auf verschiedene Teile der Atemwege eindringen. Toxische Wirkungen sind in der Regel aufgrund der Makrophagen, die eine chronische Entzündung verursacht töten, dass Schäden Lungengewebe (Asbestose und Silikose sind Beispiele). Bei Größen von weniger als 100 Nanometer, beginnen inhalierten Partikel eher wie Gasmoleküle verhalten und kann überall in die Atemwege durch Diffusion abgeschieden werden. Wie Gase, NSPs-ob natürliche, zufällige oder technisch-einfach wegen ihrer "nanoskopische" Größe kann durch die Lungen in den Blutkreislauf überzugehen und von den Zellen aufgenommen werden, innerhalb weniger Stunden erreicht potenziell sensiblen Standorten wie Knochenmark, Leber , Nieren, Milz und Herz. Als Partikel kleiner geworden im Vergleich zu der Größe einer Zelle, können sie anfangen, sich mit den molekularen Maschinerie der Zelle interagieren. Das zentrale Nervensystem ist Riechkolben (wo aromatische Moleküle erkannt werden) scheint in der Lage sein NSPs kleiner als 10 nm aus der Nasenhöhle absorbieren - was dann entlang Axonen und Dendriten reisen können, um die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden. Die Inhalation ist nicht der einzige Weg in den Körper. Bei oraler Aufnahme kann NSPs am Ende in der Leber, der Milz und den Nieren. Bei Berührung NSPs im Bereich von 50 nm und kleiner auf der Haut leichter als größere Partikel eindringen (obwohl auch andere Aspekte wie Ladung und Oberflächenbeschichtungen der Partikel sind auch wichtig) neigen, manchmal, da durch das lymphatische System übernommen und Lokalisierung in den Lymphknoten. (Siehe Abbildung 3, unten). Aus dem gleichen Grund ist die mucosociliary Rolltreppe auch nicht der einzige Weg aus dem Körper. Es gibt Hinweise darauf, dass Nanopartikel durch den Urin ausgeschieden werden konnten. Allerdings sind die Ausscheidung Routen für Nanopartikel (Urin, Kot, Schweiß) wahrscheinlich je nach Expositionsweg, Größe, Ladung, Oberflächenbeschichtung, chemische Zusammensetzung, und viele andere Faktoren. Für zufällige Exposition, konnten alle diese Aufnahme von NSPs in inneren Organen von Bedeutung sein. Aber für die therapeutische Exposition, ist es spannend, denn er suggeriert, dass Nanomaterialien verwendet werden, um Therapien zu bestimmten Organen, auch solche, die normalerweise sehr schwer zu erreichen (wie das Gehirn) Ziel sein. Bisher sind die Ergebnisse von verschiedenen Forschern suggestiver als endgültig. Mehr Forschung muss sich auf Methoden der Verwaltung durchgeführt werden, bedeutet der Aufnahme, und auf den Körper des Clearance-Mechanismen. Auch wenn nanometergroßen Partikel in Verbrennungsprozessen erzeugt werden, die meisten mit anderen Teilchen, werden durch die starke Oberflächenspannung gehalten, und agglomerieren zu größeren Partikeln kollidieren. Die Verteilung der Partikelgrößen wird von der Dichte der Nanometer-Teilchen zum Zeitpunkt der Erzeugung ab. Einer der frühen Prioritäten für die Nanotechnologie Gesundheitsforschung ist zu einem besseren Verständnis der Partikelgrößen, die wahrscheinlich mit der Produktion von synthetischen Nanopartikeln in Verbindung gebracht werden gewinnen. Doch Größe ist nicht das einzige, was für potentielle Toxizität Angelegenheiten.  Abbildung 3. Biokinetik von nanoskaligen Partikeln Nanoskalige Partikel können am Ende in den verschiedenen Teilen des Körpers je nach Größe und anderen Merkmalen sowie Wege für die Einreise. Obwohl viele die Aufnahme und Translokation Routen haben gezeigt worden, andere sind noch hypothetisch und müssen untersucht werden. Translokation Preise sind weitgehend unbekannt, ebenso wie Akkumulation und Retention in kritischen Zielstellen und ihre zugrunde liegenden Mechanismen. Diese sowie mögliche schädliche Auswirkungen, die weitgehend auf physikalisch-chemischen Eigenschaften der Oberfläche und Kern der NSPs ab. Sowohl qualitative als auch quantitative Veränderungen in NSP Biokinetik in einem erkrankten oder beeinträchtigt Organismus muss auch berücksichtigt werden. Form Matters Obwohl die Formen der NSPs geben ihnen auch einzigartige Eigenschaften, unter der Toxic Substances Control Act (TCSA) Nanopartikel nicht als neue Verbindungen angesehen werden, wenn sie eine einzigartige Zusammensetzung haben. Zum Beispiel sind TiO 2-Nanopartikeln auf dieselbe Weise in Bezug auf Regulierung als Bulk-TiO 2 behandelt, obwohl die beiden Formen unterschiedliche Eigenschaften haben. Einige Studien zeigen, dass die Materialien mit der gleichen Zusammensetzung, aber unterschiedlicher Formen sowie Größen unterschiedliche Toxizitäten - im Übrigen nicht mit einer linearen Beziehung als man erwarten könnte. So zeigte eine Studie, dass Nanopartikel von 50 bis 130 nm in Quarz-kristallines Siliziumdioxid (eine Substanz bekannt, dass sie giftig) weniger toxisch als 1,6-um Partikel wurden - aber das 10-nm-Partikel waren eigentlich mehr giftig. Aber Route für die Einreise in den Körper sowie Dosis auch auf Toxizität. Purity Matters Bulk-Kohlenstoff in makroskopischen Bauteilen ist medizinisch sinnvoll, weil es nicht giftig oder Ablehnung durch den Körper. Dennoch haben einige Forscher aus Experimenten beobachtet, dass Kohlenstoff-Nanoröhren (insbesondere einwandige oder Multi-Walled Carbon Nanotubes) zu sein giftiger als andere Formen von Kohlenstoff zu sein scheinen. Andere haben diesen Anspruch diskutiert, weil die Nanoröhren eingesetzt hatte Spuren von Verunreinigungen aus Eisen oder Lösungsmittel. In der Tat deuten einige Studien, dass andere Formen von nanoskaligen Kohlenstoff wie C60 Fullerene könnten Toxizität von Antioxidantien sind zu vermeiden. Möglicherweise geht hier, oder in ähnliche Debatten über andere Nanomaterialien, kann die Reinheit der Nanomaterialien werden. Zu diesem Zeitpunkt wissen die Menschen nicht haben absolut reproduzierbare Kontrolle über die Herstellungsverfahren, Nanotech-Produktion ist heute etwa dort, wo die Produktion von Indium-Gallium-Arsenid-Phosphid (InGaAsP) Halbleiter-Laser wurden in den frühen bis Mitte der 1980er Jahre - relativ geringe Ausbeute von zuverlässigen Produktion. So Buckyball Produkte aus einer Hand nicht unbedingt identisch mit denen von anderen, kann so Toxizität unterscheiden. Ask Quellen vorsichtig Fragen über die Größe der Partikel, ihre Herstellung, experimentelle Methoden, ob sie die Materialien selbst aus der Zeit, als sie das Experiment oder einfach nur glaubt den Aussagen des Lieferanten, und der Vergleich ihrer Ergebnisse mit anderen Studien durchgeführt. Stay Tuned Mit mehr Forschung im Gange, es gibt mehr und neue Publikationen der Berichterstattung über Nanotoxikologie. Solange nicht mehr sicher ist, hat das National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) Forschungsbedarf und vorläufigen Leitlinien für den Schutz von Arbeitnehmern in Nanotech-Industrie in seinem Bericht Approaches to Sichere Nanotechnologie angekündigt. |