SARS-CoV2: un vaccino chiamato sostenibilità dell’abitare, del lavoro e della mobilità.

E’ ormai noto che l’esposizione all’inquinamento atmosferico indoor e outdoor, ed in particolare al materiale particellare PM (PM10, PM2,5), agli ossidi di azoto (NO e NO2), nonché all’ozono (O3), può determinare un insieme di effetti sanitari avversi: più è alta e costante nel tempo l’esposizione alle polveri sottili, più è alta la probabilità che il sistema respiratorio sia predisposto ad una malattia più grave.

In piena pandemia stanno emergendo, sempre di più, numerose evidenze scientifiche in merito alla possibilità di un’associazione diretta della diffusione dell’infezione da SARS-CoV2 con le aree a elevato livello di inquinamento atmosferico: in Italia, l’ipotesi di un’associazione è stata avanzata in virtù del fatto che aree come Lombardia, Veneto ed Emilia-Romagna, dove il virus ha presentato la maggiore diffusione, si registrano generalmente le maggiori concentrazioni degli inquinanti atmosferici misurati e controllati secondo quanto indicato e prescritto dalla legislazione di settore (DLgs 155/2010).

 

 

Per esempio, l’analisi dei decessi su di un ampio campione di casi effettuato dall’ISS, ha mostrato come la mortalità per COVID-19, sia stata elevata in soggetti che già presentavano una o più patologie (malattie respiratorie, cardiocircolatorie, obesità, diabete, malattie renali, ecc), sulle quali la qualità ambientale indoor e outdoor e gli stili di vita, in ambiente urbano, possono aver giocato un ruolo.

Anche in altre aree del mondo come a Wuhan e ad Harbin in Cina, si è visto che la letalità del coronavirus è stata favorita dall’inquinamento atmosferico ed il conseguente lockdown, che ha portato ad una drastica riduzione dei livelli delle polveri sottili, è stata l’arma vincente per controllare la diffusione dell’epidemia.

 

(nella foto Milano prima e dopo il lockdown)

Questa settimana è stato aggiunto un altro importante tassello nel complesso puzzle che ricostruisce la relazione tra i livelli di inquinamento atmosferico e l’epidemia di COVID-19 (malattia del Coronavirus causata dalla SARS-CoV-2). A metterla in evidenza, è uno studio intitolato “Comprendere l’ eterogeneità degli esiti avversi del Covid 19: il ruolo della scarsa qualità dell’ aria e le decisioni del lockdown”, condotto da Leonardo Becchetti, docente dell’Università di Roma Tor Vergata, Gianluigi Conzo, anche lui di Tor Vergata, Pierluigi Conzo dell’Università di Torino e Francesco Salustri, del Centro di ricerca sull’economia della salute dell’Università di Oxford.

Si tratta dello studio italiano più completo mai realizzato sulla relazione tra inquinamento e COVID-19 in cui sono stati analizzati i dati di tutti i comuni e di tutte le province, sia in termini di decessi che di contagi giornalieri. Nello studio le variabili significative sulle cause di contagio e i decessi per Covid-19, sono rappresentate dal combinato disposto di tre fattori: le misure di lockdown, il livello dell’inquinamento locale – soprattutto polveri sottili ma anche biossido di azoto – e le tipologie delle strutture produttive locali, in particolare le attività non digitalizzabili, che quindi nel periodo più acuto della crisi epidemica hanno avuto maggiori resistenze a chiudere.

Le stime indicano che la differenza tra province più esposte a polveri sottili (in Lombardia) e meno esposte (in Sardegna) è di circa 1.200 casi e 600 morti in un mese, un dato che implicherebbe il raddoppio della mortalità e dove il livello delle polveri sottili è più elevato (Lombardia, nella Pianura padana dell’ Emilia-Romagna e anche nella zona di Pesaro-Urbino), sono anche le zone di maggior contagio. A risultati simili è pervenuto un gruppo di ricerca di Harvard che ha studiato il fenomeno nelle contee degli Stati Uniti ed è noto che nelle aree rurali di molti paesi europei, dove il i livelli di poveri sottili (PM 10 e PM 2,5) sono estremamente bassi, si contano pochissimi  casi di SARS-CoV2.

 

Se guardiamo alle polveri più sottili (Pm2,5) solo il 6% dipende da movimenti atmosferici. Il 57% è prodotto dal riscaldamento domestico, mentre quote attorno al 10% ciascuna dalle modalità di trasporto, dalle fonti di energia e dalla produzione industriale ed agricola; 

Queste evidenze portano a ragionare sulle politiche economiche e su come dovrebbero cambiare, alla luce di una pandemia che sta mettendo in ginocchio i sistemi industriali di tutto il mondo: per contrastare anche in futuro la diffusione di nuovi virus è necessario operare una rivoluzione in termini di sostenibilità ambientale, non solo a livello individuale ma anche nel mondo del lavoro e dell’impresa. 

Non si tratta di optare per la decrescita, ma per una ripresa resiliente e sostenibile, intervenendo su settori come l’efficientamento energetico dell’edilizia attraverso la leva dell’ecobonus, la riqualificazione in chiave bioecologica degli ambienti indoor, la mobilità sostenibile, la digitalizzazione e la dematerializzazione mediante lo smart-working e l’economia circolare. Con la decarbonizzazione dell’edilizia, del lavoro e della mobilità  potremmo incidere sul 70-80% dell’inquinamento.

Sono interventi che non paralizzerebbero l’economia ma metterebbero in moto un gigantesco “green new deal” che sarebbe la chiave di un nuovo modello di sviluppo in grado di coniugare creazione di valore economico, competitività, lavoro, sostenibilità ambientale, salute e conciliazione della vita e del lavoro con quella delle relazioni: attraverso questo unico modello di sviluppo sostenibile si riuscirebbe a “governare” l’epidemia e ad attuare concretamente e rapidamente la transizione energetica, riducendo le emissioni dei gas climalteranti in modo da  evitare, nei prossimi decenni, conseguenze catastrofiche a livello ambientale e sanitario.

Per tale ragione, nella lotta al SARS-CoV2,  gli investimenti in tema di sostenibilità energetica ed ambientale  possono risultare  più efficienti ed efficaci persino dei programmi per la ricerca di un vaccino: ormai è noto che la ricerca di un vaccino il più delle volte è insostenibile, sia per le ingenti risorse da impiegare, che per le enormi difficoltà di arrivare, in tempi brevi, alla fase della vaccinazione di massa della popolazione (soprattutto in caso di pandemia) o ancora peggio, senza avere la certezza del risultato, come è già accaduto per il vaccino contro HIV: sono ormai 35 anni che si fa la ricerca senza alcun successo e ad oggi, con i nuovi farmaci, le prospettive di vita dei pazienti HIV sono pressoché paragonabili a quelle della popolazione senza l’infezione.

Anche l’epidemia da SARS-CoV2 potrebbe essere “gestita” optando per le nuove cure farmacologiche abbinate ad un programma di riduzione delle emissioni inquinanti, soprattutto perchè ci sono delle probabilità che il covid-19 possa subire delle mutazioni e comunque diminuire la sua carica virale (da qui l’inutilità di un vaccino): incidere sulla riduzione dell’inquinamento, non solo non ha alcun “effetto avverso” contrariamente a qualsiasi vaccino, ma permette di ridurre drasticamente, sia il tasso di letalità del SARS-Cov2, che della maggior parte delle patologie tumorali, cardiovascolari, infiammatorie, croniche e degenerative. A sua volta, la minore incidenza di patologie croniche e polmonari porterebbe a minori complicanze nella gestione di future epidemie (la letalità di qualsiasi virus è sempre minore in pazienti in buona salute e senza patologie croniche ed infiammatorie). Tale approccio sostenibile avrà anche effetti positivi sulla preservazione delle biodiversità e delle foreste, rendendo sempre più difficile future zoonosi ovvero il salto di specie (spillover) di virus, batteri e parassiti dall’animale all’uomo.   

 

      

La parola chiave per il prossimo futuro deve essere quindi resilienza, in termini di lavoro, crescita economica, tutela ambientale e della salute; i fattori chiave per raggiungere questi obiettivi sono: riqualificazione edilizia ad alta sostenibilità energetica, ambientale e bioecologica (ecobonus e miglioramento delle condizioni di benessere abitativo indoor), smart working & mobilità sostenibile, economia circolare (rigenerativa ed ecosostenibile).

 

DIOSSIDO DI TITANIO: Proposta di classificazione come cancerogeno 1B con frase d’azzardo H350i

nel settore edilizio le nanoparticelle di  diossido di Titanio vengono impiegate prevalentemente nel calcestruzzo, nelle malte auto-riparanti,  nei cementi e pitture fotocaltalitiche, nei rivestimenti in ceramica o gres con caratteristiche antibatteriche e/o autopulenti,  nei manufatti per coperture, negli asfalti,  betoncini stradali e pavimentazioni autobloccanti di cemento con funzione “antismog”,    nelle pitture fotocatalitiche,  nei rivestimenti (sequestranti NOx),  nei pannelli fotovoltaici, turbine eoliche, nei PCM (materiali a cambiamento di fase) aerogel, nanolaser,  nanoisolanti, film sottili,  nell’acciaio per migliorare la corrosione, nel legno per migliorare la resistenza agli UV e all’umidità, nei materiali compositi in legno-plastica, sui vetri come prodotti autopulenti, antigraffio, anti UV, o per migliorare le prestazioni termiche.

Purtroppo, L’International Agency for Research on Cancer ha già classificato il biossido di titanio come possibile cancerogeno per gli umani , classe 2b, se inalato:

https://monographs.iarc.fr/ENG/Publications/techrep42/TR42-4.pdf 

 http://monographs.iarc.fr/ENG/Monographs/vol93/mono93-7.pdf

a fine maggio 2016, nell’ambito dei regolamenti dell’Unione europea,  è stata ufficialmente attivata la procedura di “Proposta di classificazione ed etichettatura relativa al processo di armonizzazione” per il biossido di titanio come cancerogeno 1B con frase d’azzardo H350i. La proposta avviata dalla Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail francese nel 2014 potrebbe dopo 18 mesi di consultazione (novembre 2017) comportare l’adozione di restrizioni specifiche nell’utilizzo del biossido di titanio, specie in forma nano.
Per ulteriori infirmazioni vedi: ANSES’s proposal for titanium dioxide to be classified as carcinogenic by inhalation submitted for public consultation https://www.anses.fr/fr/node/122801

DIOSSIDO DI TITANIO UN RISCHIO PER LA SALUTE?

un articolo dell’ ARPA Emilia Romagna

IL DIOSSIDO DI TITANIO, SOPRATTUTTO IN FORMA NANOPARTICELLARE INCONTRA UN UTILIZZO  QUOTIDIANO CRESCENTE (IN FILTRI SOLARI, VERNICI, SUPERFICI AUTOPULENTI, COLORANTI  ALIMENTARI ECC.). NUMEROSI STUDI TOSSICOLOGICI HANNO RIPORTATO CHE PROVOCA EFFETTI AVVERSI ED È CLASSIFICATO COME POSSIBILE CANCEROGENO.

 

……Per quanto riguarda i dati epidemiologici, lavoratori esposti a TiO2
respirabile tendono ad accumularlo a livello polmonare, dove provoca fibrosi (18). Studi epidemiologici condotti negli Usa e in Canada non riportano un eccesso di rischio di cancro polmonare (19; 20).

Uno studio epidemiologico retrospettivo condotto in sei Paesi europei ha evidenziato un piccolo ma significativo aumento della mortalità per tumore polmonare tra i lavoratori maschi esposti a TiO2 rispetto alla popolazione
generale.  Nessuna relazione dose-risposta è  stata però osservata (21).

Benché al momento non supportate in modo chiaro da dati epidemiologici, le evidenze sperimentali sono state ritenute sufficienti dall’Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (Iarc) per l’inserimento di  TiO2 (indipendentemente da dimensione  e forma delle particelle) in classe 2B (possibile cancerogeno per l’uomo).

https://monographs.iarc.fr/ENG/Publications/techrep42/TR42-4.pdf

Recentemente, anche il Niosh (National Institute for Occupational Safety and Health, Usa) ha classi cato TiO2 nanoparticellare, ma non quello sub-microparticellare, come cancerogeno occupazionale e ne ha stabilito valori limite in ambito occupazionale di erenti: 0.3 mg/m3 per il primo e 2.4 mg/m3 per il secondo.
Se ne deduce che l’esposizione ambientale non costituisce al momento un rischio per la salute della popolazione generale, mentre l’esposizione occupazionale dovrebbe essere controllata.

Misure protettive dovrebbero pertanto essere applicate non soltanto nelle  fasi di produzione industriale di TiO2 , ma anche durante certe applicazioni, quali la rimozione di vernici o la distruzione di materiali contenenti TiO2.

In conclusione, l’esposizione complessiva a TiO2 nanoparticellare non è nota. Questo non consente una valutazione quantitativa del rischio posto da TiO2 nanoparticellare.

Data la sua versatilità in termini di dimensione e forma delle particelle e dell’attività fotocatalitica, non è possibile giungere ad alcuna onsiderazione conclusiva in quanto le diverse forme di TiO2 possono agire in maniera molto diversa.

In questo contesto, un’indicazione obbligatoria e chiara della presenza di TiO2 nanoparticellare nei prodotti alimentari e cosmetici potrebbe consentire una migliore definizione dello scenario espositivo, che risulta essenziale per un processo di valutazione del rischio

leggi l’articolo completo:
http://www.arpa.emr.it/cms3/documenti/_cerca_doc/ecoscienza/ecoscienza2013_1/manucra_es1_13.pdf

 

greenwashing

Il problema delle nanopatologie conosciuto anche come nanotossicologie, nanotoxicology, nanopathology ( vedi: http://www.stefanomontanari.net/wp-content/uploads/2008/09/images_pdf_nanopatologie.pdf),  può costituire un serio pericolo per la salute pubblica, molto spesso sottovalutato a causa delle forti pressioni da parte delle lobbies multinazionali produttrici di nanotecnologie: è un giro d’affari stimato  in ben 3000 miliardi di dollari  ed  è ormai noto, che quando subentrano  degli interessi commerciali talmente elevati, l’industria riesce a controllare e indirizzare la “ricerca” attraverso lo strumento dei finanziamenti e delle donazioni che elargisce agli stessi centri di ricerca, enti pubblici ed università; di conseguenza, molti degli studi scientifici condotti sulla tossicità dei nanomateriali non vengono diffusi all’opinione pubblica a causa del “conflitto d’interesse” di alcuni scienziati, chimici, biologi, medici e ricercatori universitari esperti in nanoscienze, in quanto coinvolti direttamente nello sviluppo di brevetti e nello studio di nuovi prodotti nanotecnologici.

Dalle numerose ricerche scientifiche internazionali che ho raccolto negli anni, (vedi: studi scientifici internazionali relativi alle nanopatologie), le micro e nanopolveri di biossido di titanio, silicio, quarzo, zinco, etc (come le nanopolveri di metalli pesanti) una volta inalate e/o ingerite, essendo molto spesso  più piccole di un globulo rosso, di un batterio ed anche di un virus, si distribuiscono, in meno di un minuto, nell’apparato circolatorio e si depositano nei tessuti e negli organi umani, come reni, cuore, polmoni e cervello; tali nanoparticelle essendo inorganiche e, per lo più, ad alta massa atomica e ad elevata densità, vengono subito bloccate dal nostro sistema immunitario in quanto riconosciute come “corpi estranei” innescando,  in questo modo, dei processi pro-infiammatori e pre-cancerosi, (ad esempio patologie cardiovascolari ed autoimmuni dovute all’infiammazione cronica, granulomatosi pre-cancerosa, etc). Se fossero sostanze organiche (batteri o virus), verrebbero scisse in componenti più semplici e “digerite”, invece l’estraneo in oggetto è inorganico, “non biodegradabile” allora quella nanoparticella estranea non può essere eliminata. Il nostro organismo cerca di degradarla, ma purtroppo  non ci riesce, allora la isola avvolgendola in un tessuto: forma una sorta di capsula chiamata  granuloma, che però è un tessuto infiammatorio che dura per sempre, si cronicizza e, quando  un’infiammazione diventa  cronica, crea le condizioni favorevoli per l’instaurarsi di una  patologia tumorale. L’analisi di diversi tessuti tumorali attraverso la microscopia SEM,  ha rilevato la presenza di nanoparticelle. Ad esempio  l’alta incidenza  di malati di cancro (prevalentemente linfomi non hodgkin) tra i militari esposti all’uranio impoverito non è dovuta alle radiazioni ionizzanti, quanto all’inalazione  di nanoparticelle (polveri sottili) di metalli pesanti inorganici (mercurio (Hg), cadmio (Cd), arsenico (As), cromo (Cr), tallio (Tl), piombo (Pb),  rame (Cu) zinco (Zn)) presenti in atmosfera a seguito della fusione ad alta temperatura degli ordigni. (vedi: Senato della Repubblica – COMMISSIONE PARLAMENTARE DI INCHIESTA )

Inoltre sono numerosissimi gli studi scientifici che hanno evidenziato che l’inalazione di nanoparticelle inorganiche causa modifiche al DNA e lo sviluppo di malattie neuro-degenerative (Demenze, malattia di Alzheimer, morbo del Parkinson, SLA) .

Dal 2006 lo IARC, ovvero  l’AGENZIA INTERNAZIONALE PER LA RICERCA SUL CANCRO (vedi: International Agency for Research on Cancer), ha inserito il biossido di titanio in “CLASSE 2B” ovvero “cancerogeno possibile per l’uomo indipendentemente da forma e dimensioni delle particelle” ritenendo che le evidenze scientifiche sperimentali sono sufficienti, anche in assenza di chiari dati epidemiologici in quanto difficili e complessi da realizzare.

( vedi: https://monographs.iarc.fr/ENG/Publications/techrep42/TR42-4.pdf )

( vedi: http://monographs.iarc.fr/ENG/Monographs/vol93/mono93-7.pdf)

Anche l’istituto americano NIOSH, (National Institute for Occupational Safety and Health), ha classificato il biossido di titanio nanometrico  come “cancerogeno occupazionale”, raccomandando il limite di esposizione occupazionale a 0,3 mg/mc.

Infine l‘ Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail francese, ha già ufficialmente avviato, nell’ambito dei regolamenti dell’Unione europea,   la procedura di  classificazione ed etichettatura relativa al processo di armonizzazione per il diossido di titanio come cancerogeno 1B con frase d’azzardo H350i. Tale procedura vieterà l’uso, in Francia,  del biossido di titanio come additivo alimentare (E171)  a partire dal gennaio 2020.  (Per ulteriori informazioni vedi: ANSES’s proposal for titanium dioxide to be classified as carcinogenic: https://www.anses.fr/fr/system/files/ERCA2019SA0036EN.pdf ).

anche SAFE, Safe Food Advocacy Europe, un’organizzazione no-profit con sede a Bruxelles, si impegna nel proteggere i consumatori di tutta Europa e promuove una petizione per sollecitare gli esperti della CE e degli Stati membri a sostenere il divieto che la Francia ha messo in atto nell’uso del biossido di titanio.

Quindi, il rischio di contrarre nanopatologie non deriva soltanto dall’esposizione all’uranio impoverito o dall’inalazione  delle polveri sottili emesse dagli inceneritori o delle micropolveri aerodisperse dopo l’attentato alle torri gemelle di New York,   ma anche dall’impiego di nanoparticelle inorganiche  in moltissimi nuovi prodotti “nanotecnologici” impiegati nell’ edilizia: e’ sempre più diffuso l’impiego delle nano-particelle a base di biossido di titanio e/o  silicio nel settore delle costruzioni ed infrastrutture  (pitture antibatteriche, rivestimenti fotocatalitici, asfalti stradali antismog, prodotti sequestranti il biossido di carbonio, manufatti edili nanotecnologici, etc)Ad esempio, queste nano-polveri o nanoparticelle  di biossido di titanio e/o silicio, molto spesso del diametro inferiore ad 1 micron, se applicate sui manti stradali e vernici fotocatalitiche,  accoppiandosi con le nanoparticelle di metalli pesanti derivate dallo smog ed essendo soggette nel tempo  a fenomeni di degradazione (si stima solo dopo 4-7 mesi dall’applicazione), potrebbero reagire con i radicali liberi e con altre sostanze inquinanti, dando origine ad un particolato e, ad un aerosol, estremamente instabile, chimicamente più reattivo e con un accentuata attività biologica, sicuramente più nocivo del PM10 e del PM 2,5, considerato che l’area di superficie per unità di massa aumenta con il decrescere della dimensione delle particelle. (vedi: la ricerca della Commissione Europea-Scienze per le politiche ambientali dal titolo “rivestimenti fotocatalitici di edifici rilasciano particelle potenzialmente tossiche nell’aria”  ( vedi: http://ec.europa.eu/nanocoating potentially toxic particles.pdf )

Purtroppo, come afferma la Commissione Europea nel documento di lavoro riguardante lo studio dei nanomateriali, “poca o nessuna informazione è attualmente disponibile nelle Schede di Sicurezza (SDA)” di materiali contenenti nanoparticelle di biossido di titanio e soggetti, nel tempo, a fenomeni di abrasione e liscivazione (come possono essere gli asfalti stradali antismog ed i rivestimenti esterni fotocatalitici.  ( vedi : http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:52012SC0288&from=EN)

Addirittura, tali prodotti vengono  pubblicizzati come materiali “sostenibili” e “green”, confondendo il concetto di “ecocompatibilità” con quello di “biocompatibilità” (ad esempio l’amianto, sotto certi aspetti, potrebbe avere anche delle caratteristiche “ecocompatibili”, ma sicuramente non è da considerare un materiale “biologico” compatibile con la salute umana). Per tali ragioni, prima di immettere sul mercato nuovi materiali, bisogna sempre tenere in attenta considerazione “il principio di precauzione”  anche per non ripetere gli stessi errori, fatti nel secolo scorso, con i manufatti contenenti fibre di amianto.  

 Allora perchè alcuni  Dipartimenti di Protezione Ambientale ignorano  questo rischio?

la risposta è molto semplice: NON COSTITUISCE PERICOLO TUTTO CIO’ CHE NON SI VEDE, SOLTANTO PERCHE’ NON ABBIAMO GLI STRUMENTI PER VEDERE: infatti le attuali strumentazioni in uso presso alcuni Dipartimenti di Protezione Ambientale (ARPA, APAT, etc) essendo purtroppo obsoleti, non sono in grado di rilevare la presenza in atmosfera delle nanoparticelle inferiori a 0,1 micron , tutt’al più rilevano il PM1 o PM 0,5, ma mai nanoparticelle, a volte più piccole di un virus …… basterebbe, semplicemente,  tenere in attenta considerazione il principio fisico fondamentale sulla conservazione della massa (Legge di Lavoisier): “…NULLA SI CREA, NULLA SI DISTRUGGE, TUTTO SI TRASFORMA”

 autore: Bart Conterio

CHE COSA SONO LE NANOPATOLOGIE?

CHE COSA SONO LE NANOPATOLOGIE?

Stefano Montanari –

Direttore Scientifico del laboratorio Nanodiagnostics

Via E. Fermi, 1/L – 41057 San Vito (Modena)

 www.nanodiagnostics.it

 Pur coinvolgendo non pochi campi della medicina, l’argomento è senza dubbio nuovo al di fuori di ambiti scientifici molto particolari e ancora riservati agli addetti ai lavori. Volendo offrire una definizione succinta, le nanopatologie sono le malattie provocate da micro e,  soprattutto, nanoparticelle inorganiche che in qualche modo riescono a penetrare nell’organismo, umano o animale che sia, e non ha alcuna importanza come queste entità piccolissime riescono ad entrare o come sono prodotte. È un dato di fatto che i meccanismi seguiti da una particella una volta che questa sia riuscita a penetrare nell’organismo sono gli stessi, indipendentemente dalla sua origine.

All’inizio degli anni Novanta, il Laboratorio di Biomateriali dell’Università di Modena fondato e diretto dalla dottoressa Antonietta Gatti si trovò ad investigare sul perché un filtro cavale si fosse rotto all’interno della vena cava di un paziente . Il perché questo si fosse rotto fu un problema di facile soluzione, ma la nostra analisi, eseguita con sistemi fisici, rivelò qualcosa di molto strano, vale a dire la presenza su quell’oggetto di elementi come, ad esempio, il titanio, che non fanno parte dell’organismo di alcun animale superiore né entrano nella composizione del dispositivo. Un paio d’anni più tardi, ci si presentò un caso del tutto analogo e, ancora una volta, trovammo che elementi estranei sia ai tessuti umani sia alla lega metallica del filtro erano presenti. Poi, alla fine del 1998, la dottoressa Gatti ebbe l’occasione di esaminare i reperti bioptici epatici e renali di un paziente che da oltre otto anni soffriva di febbre intermittente unita a gravi compromissioni al fegato e, soprattutto, ai reni, senza che nessuno fosse in grado di dire da dove questi sintomi originassero. Con grande sorpresa, in seguito alle analisi eseguite fu evidente che quei tessuti contenevano micro- e nanoparticelle di materiale ceramico, un materiale identico a quello che costituiva la protesi dentaria usurata che il paziente portava. Ciò che era avvenuto era abbastanza semplice: i detriti che la protesi produceva a causa di una cattiva occlusione e, dunque, di una scorretta masticazione, e di un tentativo maldestro di aggiustamento erano stati inghiottiti per otto anni. Poi questi detriti erano in qualche modo finiti nel fegato e nei reni dove erano restati, provocando una granulomatosi che si era aggravata tanto da condurre il paziente sull’orlo di un trattamento emodialitico cronico che pareva ormai inevitabile. Rimossa la protesi e trattato il soggetto con un’opportuna terapia cortisonica, i sintomi si stabilizzarono, in parte anche regredendo, e non ci fu bisogno di ricorrere all’emodialisi. Cominciammo allora a cercare negli archivi delle Università di Modena e di Magonza (Germania) e del Royal Free Hospital di Londra per avere reperti autoptici e bioptici di pazienti che soffrissero o avessero sofferto di malattie criptogeniche, in particolare quelle delle quali fosse possibile ipotizzare un’origine o, comunque, una componente, infiammatoria. Il materiale su cui cominciammo a lavorare riguardava principalmente varie forme tumorali e granulomatosi di origine non virale e non batterica. In tutti i casi esaminati i campioni contenevano micro- e nanoparticolato inorganico.

Sulla base di quanto stavamo trovando, la dottoressa Gatti chiese ed ottenne un supporto finanziario dalla Comunità Europea per allestire una ricerca più sistematica, e il progetto (QLRT-2002-147), che coinvolse anche le Università di Magonza e di Cambridge, la FEI (gruppo Philips) e la Biomatech (azienda privata di ricerca francese), fu battezzato “Nanopathology”, indicando con quel neologismo lo studio delle patologie indotte da micro- e nanoparticelle.

Si acquistò, allora, un microscopio elettronico a scansione ambientale (ESEM) accessoriato con uno spettroscopio a raggi X a dispersione d’energia (EDS) e si approntò una metodica ad hoc, che ancora non ha uguali al mondo, appropriata per i nostri scopi. Il vantaggio principale di quel tipo di microscopio è la possibilità che questo offre di osservare campioni biologici vitali in condizioni ambientali, vale a dire non sotto vuoto (il che ne farebbe evaporare tutto il contenuto d’acqua, uccidendoli) e senza ricopertura di metalli o di carbone (il che introdurrebbe degl’inquinanti).

L’EDS, invece, permette di eseguire un’analisi elementare assolutamente precisa e puntuale del campione. Iniziate le ricerche, fu subito evidente che il particolato micro- e nanometrico è in grado di entrare nell’organismo e, almeno in parte, non viene affatto eliminato come, invece, era sempre stato dato per scontato pur senza alcuna base scientifica sperimentale, dato che nessuna ricerca in proposito era mai stata eseguita. Fu altrettanto evidente come la via preferenziale d’ingresso di quel materiale sia l’inalazione. A causa delle loro ridottissime dimensioni, quelle particelle, non importa come prodotte, restano sospese nell’aria per tempi lunghissimi. Da qui, vengono inspirate e finiscono negli alveoli polmonari dove, se sono abbastanza grossolane (si parla, comunque di qualche millesimo di millimetro), sono fagocitate dai macrofagi. Una volta che questi corpi estranei sono stati divorati, i macrofagi non sono però capaci di degradarli e, dunque, di distruggerli, perché quei corpi estranei non sono biodegradabili. La conseguenza è che, morto il macrofago, la particella rimane nell’organismo, a meno di quella frazione che i macrofagi sono riusciti a portare a livello delle vie respiratorie superiori per venire poi eliminate tramite l’espettorazione.

Se il particolato è di dimensioni nanometriche, e si parla da qualche decimillesimo di millimetro in giù, questo passa direttamente, entro un minuto, dall’alveolo polmonare alla circolazione sanguigna.

Dal sangue agli organi il passo è breve, soprattutto se si pensa che le nanoparticelle entrano anche nei globuli rossi, un ottimo cavallo di Troia per superare ogni barriera.

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Nuovi rischi per la salute e sicurezza sul lavoro

(tratto dal primo Rapporto dell’Osservatorio  congiunto

Fillea Cgil -Legambiente- OTTOBRE 2012)

INNOVAZIONE E SOSTENIBILITÀ NEL SETTORE EDILIZIO

 capitolo 2.15

L’ immissione nel mercato di un’infinita di nuovi materiali e componenti, che sta caratterizzando un mercato delle costruzioni in rapida evoluzione, rende difficile l’individuazione dei nuovi  rischi correlati per la salute e la sicurezza sul lavoro. Sono infatti tantissimi i nuovi materiali in commercio, alcuni sono potenzialmente dannosi per la salute, ma alla velocita con cui essi sono immessi sul mercato fa riscontro la lentezza delle ricerche sugli esiti tossicologici, e delle procedure atte a regolamentarne gli usi, cosi che spesso ci troviamo di fronte a situazioni di forte rischio, aggravate dalla mancanza di informazione e consapevolezza degli utenti e dei lavoratori.

E’ questo il pericolo che si profila all’orizzonte, soprattutto relativamente all’impiego dei nanomateriali. 

Nelle Tabelle poste in calce al Paragrafo sono sintetizzate le caratteristiche produttive di un campione rappresentativo di materiali innovativi, e sono elencati gli effetti prodotti sull’organizzazione del lavoro e sulla salute e sicurezza dei lavoratori (e degli utenti). Nuovi rischi per la salute e la sicurezza non sono generalmente ascrivibili ai materiali naturali,che sono costituiti da materia prima naturale rigenerabile, dunque hanno un impatto ambientale pressoche nullo e non presentano criticita legate alle fasi di lavorazione e all’uso. Anche i materiali riciclati possono presentare le stesse caratteristiche, a patto che sia controllata la fase di differenziazione del rifiuto, per evitare la presenza, al loro interno, di sostanze tossiche o pericolose. I materiali compositi possono presentare impatti ambientali e rischi, in relazione ai loro componenti, che vanno conosciuti caso per caso, e che non e possibile elencare nello specifico in questo studio.

I nano materiali sono quelli ambientalmente piu ambigui e potenzialmente piu pericolosi: si connotano spesso come ecosostenibili, in quanto fotocatalitici e dunque “mangia smog” (gli intonaci e i prodotti cementizi) oppure battericidi (i piani delle cucine), ma, per le loro caratteristiche microscopiche, essi sono anche potenzialmente pericolosi per la salute. Aumentano le indicazioni sul fatto che i nanomateriali potrebbero essere, per gli esseri umani, piu rischiosi dei corrispondenti materiali in microscala. Tuttavia, va messo in evidenza il termine ‘potrebbero’ poiche a tutt’oggi, le conoscenze  sono troppo limitate per poter generalizzare. Quando si lavora con questi materiali, e di conseguenza consigliabile procedere con un approccio precauzionale.

La rischiosità delle nanoparticelle dipende dalle loro ridotte dimensioni e dalla loro specifica forma. Le ridotta dimensione delle nanoparticelle aumenta la loro reattività chimica, più aggressiva nei confronti del normale funzionamento del corpo umano. Per esempio, molti dei nanomateriali studiati provocano effetti infiammatori più marcati, si ammassano o fissano con più efficacia su determinate parti del corpo impedendone la corretta funzionalità, ma soprattutto, a causa delle piccole dimensioni, la loro superficie è relativamente più ingrandita rispetto al volume (e alla massa) particellare, di modo che la reattività per unità di massa è di gran lunga maggiore. Ciò significa che le nanoparticelle, ad esempio, possono essere talmente piccole da comportarsi come gas, possono penetrare con più profondità  nei polmoni ed essere più facilmente assorbite nel sangue, e, diversamente da quasi tutte le altre sostanze chimiche, possono essere assorbite dai nervi nasali e “facilmente” trasportate al cervello umano, e possono raggiungere punti (cellule, organi) del corpo umano che normalmente sono ben protetti contro l’invasione delle forme di maggiori dimensioni. Anche la forma specifica delle nanoparticelle può influire sulla loro tossicità: per esempio, laddove le particelle possono essere relativamente non tossiche, i nanorod (nanobastoncini) possono invece comportarsi come aghi, e perforare i tessuti umani. A prescindere dai rischi sostanziali, tuttavia, il fattore chiave degli eventuali rischi per la salute generati da nanoprodotti o nanomateriali è la possibilità di esposizione. Quando si parla di esposizione alle nanoparticelle, per i lavoratori edili si intende in primo luogo (e quasi senza eccezione) esposizione ai nanoprodotti (prodotto in cui viene inserito un nanomateriale). Considerati i prodotti utilizzati in genere dai lavoratori edili e le attività che essi svolgono quotidianamente, gli eventuali rischi per la salute riguardano con maggiore probabilità l’esposizione per inalazione di nanomateriali che generano polveri (tramite operazioni di taglio, smerigliatura, perforazione o lavorazione a macchina) o aerosol dalla verniciatura a spruzzo.

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COMMISSIONE DELLE COMUNITÀ EUROPEE: “Le attuali conoscenze scientifiche non sono sufficienti per comprendere appieno tutte le caratteristiche e i rischi dei nanomateriali”

Se, in maniera generale, il quadro legislativo comunitario copre i nanomateriali, l’applicazione della legislazione deve essere ulteriormente perfezionata.

Tra gli elementi importanti figurano i metodi di prova e i metodi di valutazione dei rischi che fungono da base per l’applicazione della legislazione, per le decisioni amministrative e per gli obblighi a carico dei fabbricanti e dei datori di lavoro.

Le attuali conoscenze scientifiche non sono sufficienti per comprendere appieno tutte le caratteristiche e i rischi dei nanomaterialiIl comitato scientifico UE dei rischi sanitari emergenti e recentemente identificati (CSRSERI) e il comitato scientifico dei prodotti di consumo (CSPC) hanno segnalato la necessità di migliorare la base di conoscenze, soprattutto per quanto riguarda i metodi di prova e quelli di valutazione dei rischi (pericoli ed esposizione). In linea generale, fra gli Stati membri e a livello internazionale esiste un consenso sulla necessità di ulteriori ricerche. Questo è quanto viene indicato nell’allegato documento di lavoro dei servizi della Commissione. Quando non si conosce la reale portata di un rischio, ma le preoccupazioni sono tali da ritenere necessarie misure di gestione dei rischi, come è il caso attualmente per i nanomateriali, tali misure devono basarsi sul principio di precauzione. Come precisato nella comunicazione della Commissione del 2 febbraio 2000 sul principio di precauzione, il ricorso a tale principio non si traduce necessariamente nell’adozione di atti finali volti a produrre effetti giuridici. È possibile ricorrere a una vasta gamma di azioni o misure, come misure giuridicamente vincolanti, l’avvio di progetti di ricerca o raccomandazioni. Le misure adottate nel quadro del principio di precauzione devono basarsi su principi generali di gestione dei rischi; pertanto devono essere, tra l’altro, proporzionate, non discriminatorie e coerenti e fondarsi su un esame dei vantaggi e degli oneri derivanti dall’azione o dall’inazione oltre che su un esame dell’evoluzione scientifica. In tale contesto l’intervento comunitario per una gestione dei rischi che soddisfi le prescrizioni normative deve concentrarsi principalmente sulle seguenti attività.

Miglioramento della base di conoscenze

 Per sostenere l’attività normativa occorre migliorare rapidamente la base di conoscenze scientifiche. Sono in corso attività di ricerca nell’ambito dei programmi quadro di ricerca e presso il Centro comune di ricerca, come pure a livello internazionale e dei singoli Stati membri dell’UE.

Sono necessarie ricerche soprattutto negli ambiti connessi alla valutazione e alla gestione dei rischi come:

• elaborazione di dati sugli effetti tossici ed ecotossici e sviluppo di metodi di prova per produrre tali dati;

• elaborazione di dati sugli usi e le esposizioni nel corso dell’intero ciclo di vita dei nanomateriali o dei prodotti contenenti nanomateriali nonché di strategie di valutazione dell’esposizione;

• caratterizzazione dei nanomateriali, elaborazione di norme e nomenclature uniformi e di tecniche analitiche di misurazione;

• per quanto riguarda gli aspetti legati alla salute sul lavoro, efficacia di una serie di misure di gestione dei rischi, come strutture di contenimento di determinati processi, ventilazione, dispositivi di protezione individuale quali guanti e apparecchi di protezione delle vie respiratorie. Ai fini dell’elaborazione di norme e di metodi di prova occorre una stretta collaborazione internazionale per garantire che i dati scientifici possano essere confrontati a livello mondiale e che i metodi scientifici utilizzati per scopi normativi siano armonizzati.

Il gruppo di lavoro dell’OCSE sui nanomateriali di sintesi (OECD Working Party on Manufactured Nanomaterials) è diventato il principale forum per il coordinamento delle attività a livello internazionale. Sono in corso lavori anche nel quadro dell’Organizzazione internazionale di normazione (ISO). È stata avviata tutta una serie di attività volte a migliorare la base di conoscenze (cfr. l’allegato documento di lavoro dei servizi della Commissione e la comunicazione della Commissione “Nanoscienze e nanotecnologie: un piano di azione per l’Europa 2005-2009. Prima relazione sull’attuazione, 2005-2007”).

Miglioramento dell’applicazione della legislazione

I gruppi di lavoro della Commissione, le riunione delle autorità competenti e le agenzie responsabili per il coordinamento dell’applicazione delle normative dovranno valutare in maniera regolare se sia necessario adottare ulteriori provvedimenti e di quale tipo.

Tali attività si tradurranno principalmente in documenti di applicazione della legislazione esistente. Tra gli esempi possibili figurano la fissazione di limiti, l’autorizzazione di sostanze e ingredienti, la classificazione di rifiuti come pericolosi, il rafforzamento della valutazione della conformità mediante una riclassificazione, l’introduzione di restrizioni per la commercializzazione e l’impiego di sostanze e preparati chimici ecc.

Nella maggior parte dei casi le disposizioni legislative di applicazione potranno essere adottate mediante procedure di comitatologia. Sono inoltre necessari lavori a livello di documenti da utilizzare su base volontaria, come orientamenti sulla normativa, norme internazionali ed europee, pareri dei comitati scientifici ecc. Occorrerà altresì affrontare le questioni di natura etica secondo le indicazioni del gruppo europeo per l’etica delle scienze e delle nuove  tecnologie. Sarà inoltre necessario il contributo delle agenzie pertinenti, come l’Agenzia europea per i medicinali, l’Autorità europea per la sicurezza alimentare, l’Agenzia europea per le sostanze chimiche o l’Agenzia europea per la sicurezza e la salute sul lavoro (OSHA). L’allegato documento di lavoro dei servizi della Commissione indica quali misure sono già state adottate in una serie di settori. La necessità di ulteriori interventi riguarda particolarmente l’applicazione della valutazione dei rischi. I pertinenti gruppi di lavoro della Commissione devono pertanto dare un seguito ai pareri espressi dai comitati scientifici europei in merito alla valutazione dei rischi. Inoltre, gli organismi europei di normazione sono stati ufficialmente incaricati di verificare se le norme esistenti coprono in misura adeguata i rischi connessi ai nanomateriali. Occorrerà prestare un’attenzione particolare ai prodotti che non vengono sottoposti a controlli prima dell’immissione sul mercato. Dovranno essere promosse azioni congiunte fra le autorità per garantire una sorveglianza ottimale del mercato. È necessario avviare un dialogo con le parti interessate in settori specifici al fine di garantire la trasparenza sui casi in cui le prescrizioni normative vanno rispettate e sulle modalità per lo scambio delle informazioni pertinenti. A livello internazionale i rischi connessi alle nanotecnologie sono diventati una priorità per la collaborazione internazionale nel campo dei cosmetici, dei farmaci, delle sostanze chimiche, della sicurezza alimentare e dei dispositivi medici. In attesa dell’adozione di normative di applicazione e di norme o orientamenti maggiormente specifici, si continuerà a fare riferimento, caso per caso, agli attuali documenti che fungono da base per l’applicazione.

Informazione degli utilizzatori

 La legislazione comunitaria non contiene disposizioni specifiche per i nanomateriali. Senza escludere la possibilità che risulti necessario stabilire obblighi di etichettatura specifici, i nanomateriali devono tuttavia conformarsi alle disposizioni esistenti nel diritto comunitario in materia di etichettatura dei prodotti, avvertenze ai consumatori e agli utilizzatori in base alle caratteristiche dei prodotti, istruzioni per l’uso e a tutti gli altri obblighi di informazione. Rivestono inoltre pertinenza le disposizioni del regolamento REACH che prevedono obblighi di diffusione dei dati in materia di rischi per l’ambiente, la sicurezza e la salute: tali informazioni devono raggiungere gli utilizzatori industriali lungo l’intera catena di approvvigionamento mediante le schede di dati di sicurezza ed essere rese accessibili al grande pubblico su Internet. Verranno elaborate relazioni sulla sicurezza chimica per le sostanze commercializzate in quantitativi pari o superiori alle 10 tonnellate e l’Agenzia europea per le sostanze chimiche predisporrà e gestirà una base dati destinata a rendere pubblici i dati non riservati relativi alle sostanze chimiche. Si richiama inoltre l’attenzione sulle disposizioni del diritto comunitario che introducono un diritto di accesso alle informazioni in relazione ai programmi destinati principalmente ad applicare la legislazione in materia di tutela dell’ambiente. 

Occorre distinguere l’obbligo di fornire informazioni relative all’uso dei nanomateriali e delle nanotecnologie dalle affermazioni dei fabbricanti sulla presenza di particolari caratteristiche associate al loro uso. Qualora tali affermazioni non risultino giustificate si potranno invocare le disposizioni comunitarie in materia di pubblicità falsa o ingannevole

Sorveglianza di mercato e meccanismi di intervento

Una particolare attenzione verrà riservata ai vari strumenti previsti dalla legislazione comunitaria in base ai quali le autorità nazionali sono tenute a provvedere allo scambio di informazioni o ad intervenire qualora i prodotti, pur conformi alle prescrizioni regolamentari, presentino o possano presentare un rischio. Tali strumenti possono assumere la forma di clausole di salvaguardia, misure di monitoraggio della salute, controllo dei mercati dei prodotti alimentari, dei mangimi e degli antiparassitari, obiezioni formali alle norme, misure precauzionali, procedure di vigilanza, misure basate su nuovi elementi di prova o su una nuova valutazione dei dati esistenti, scambio reciproco di informazioni, sistemi di allerta o allarme rapido ecc.. Le autorità possono pertanto intervenire in qualsiasi fase qualora vengano identificati rischi specifici relativi a prodotti già presenti sul mercato che contengono nanomateriali. 

CONCLUSIONI

 In linea di massima l’attuale legislazione copre i possibili rischi per la salute, la sicurezza e l’ambiente connessi ai nanomateriali. La protezione della salute, della sicurezza e dell’ambiente deve essere rafforzata soprattutto migliorando l’applicazione della legislazione esistente. La Commissione e le agenzie dell’Unione Europea procederanno quindi in primo luogo a un riesame degli attuali documenti alla base di tale applicazione, quali disposizioni legislative di applicazione, norme e orientamenti tecnici dal punto di vista della loro applicabilità e adeguatezza in relazione ai nanomateriali. È necessario migliorare le conoscenze su questioni di fondamentale importanza quali la caratterizzazione dei nanomateriali, i loro pericoli, l’esposizione e la valutazione della gestione dei rischi. Poiché le conoscenze si dimostrano il fattore cruciale ai fini dell’applicazione della legislazione e, in definitiva, della sua elaborazione, sono state intraprese in via prioritaria azioni mirate in una serie di settori e a diversi livelli, soprattutto nel campo della ricerca e dello sviluppo, nell’ambito dei programmi quadro 6 e 7 e presso il Centro comune di ricerca della Commissione europea. Le attività sono coordinate con i partner internazionali e le parti interessate in seno ai forum pertinenti come l’OCSE e l’ISO. I gruppi di lavoro della Commissione incaricati di coordinare l’applicazione della legislazione stanno esaminando su base continua se sia necessario modificare la normativa su aspetti specifici, tenendo conto della produzione permanente di informazioni a seguito dell’identificazione di lacune conoscitive. Essi prenderanno in considerazione i lavori svolti in materia a livello nazionale e internazionale. Le autorità e le agenzie responsabili per l’applicazione della legislazione dovranno continuare a sorvegliare con attenzione il mercato e avvalersi dei meccanismi comunitari di intervento sul mercato qualora prodotti già in commercio presentino rischi.  La Commissione intende riferire sui progressi compiuti in tali campi tre anni dopo la presentazione della presente comunicazione.

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Nanotoxicology International Conference NanoTox-2008

 

The Swiss Federal Institute of Technology Zurich (ETH), the ETH Research Institute for Materials Science and Technology (Empa) and the University of Berne, are organizing the 2nd International Conference on Nanotoxicology,
At this conference, the attendee will have the chance to meet the most important representatives of research into biological effects of nanoparticles and nanomaterials, discuss with them and give input, for example for the development of new methods, biological models or standardisation processes. The organizers are eager to have as many young participants as possible, they would like to encourage all senior researchers to sponsor one student, graduate student or young investigator by giving him or her the possibility to attend this important event, but there is only space for 270 participants

NANOSAFE1 – Final report

This is the final report published by the VDI Technologiezentrum GmbH inDusseldorf,Germany, which presents the results of the EU funded project NANOSAFE, the project which preceded NANOSAFE2.

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EPA Nanotechnology White Paper- Human Health Effects of Nanomaterials

3.6 Human Health Effects of Nanomaterials

There is a significant gap in our knowledge of the environmental, health, and ecological implications associated with nanotechnology (Dreher, 2004; Swiss Report, 2004; UK Royal Society, 2004; European NanoSafe, 2004; UK Health and Safety Executive, 2004). This section provides an overview of currently available information on the toxicity of nanoparticles; much of the information is for natural or incidentally formed nanosized materials, and is presented to aid in the understanding of intentionally produced nanomaterials.

3.6.1 Adequacy of Current Toxicological Database

The Agency’s databases on the health effects of particulate matter (PM), asbestos, silica, or other toxicological databases of similar or larger sized particles of identical chemical composition (U.S. EPA, 1986, 1996, 2004) should be evaluated for their potential use in conducting toxicological assessments of intentionally produced nanomaterials. The toxicology chapter of the recent Air Quality Criteria for Particulate Matter document cites hundreds of references describing the health effects of ambient air particulate matter including ultrafine ambient air (PM0.1), silica, carbon, and titanium dioxide particles (U.S. EPA, 2004). However, it is important to note that ambient air ultrafine particles are distinct from intentionally produced nanomaterials since they are not purposely engineered and represent a physicochemical and dynamic complex mixture of particles derived from a variety of natural and combustion sources. In addition, only approximately five percent of the references cited in the current Air Quality Criteria for Particulate Matter document describe the toxicity of chemically defined ultrafine particles, recently reviewed by Oberdörster et al. (2005a) and Donaldson et al. (2006).

A search of the literature on particle toxicity studies published up to 2005 confirms the paucity of data describing the toxicity of chemically defined ultrafine particles and, to an even greater extent, that of intentionally produced nanomaterials (Figure 20). The ability to assess the toxicity of intentionally produced carbon nanotubes by extrapolating from the current carbon-particle toxicological database was examined by Lam et al. (2004) and Warheit et al. (2004). Their findings demonstrate that graphite is not an appropriate safety reference standard for carbon nanotubes, since carbon nanotubes displayed very different mass-based dose-response relationships and lung histopathology when directly compared with graphite……

3.6.2 Toxicity and Hazard Identification of Engineered/Manufactured Nanomaterials

Studies assessing the role of particle size on toxicity have generally found that ultrafine or nanosize range (<100 nm) particles are more toxic on a mass-based exposure metric when compared to larger particles of identical chemical composition (Oberdörster et al., 1994; Li et al., 1999; Höhr et al., 2002). Other studies have shown that particle surface area dose is a better predictor of the toxic and pathologic responses to inhaled particles than is particle mass dose (Oberdörster et al., 1992; Driscoll, 1996; Lison et al., 1997; Donaldson et al., 1998; Tran et al., 2000; Brown et al., 2001; Duffin et al., 2002). Studies examining the pulmonary toxicity of carbon nanotubes have provided evidence that intentionally produced nanomaterials can display unique toxicity that cannot be explained by differences in particle size alone (Lam et al., 2004; Warheit et al., 2004). For example, Lam reported single walled carbon nanotubes displayed greater pulmonary toxicity than carbon black nanoparticles. Similar results have been obtained from comparative in vitro  cytotoxicity studies (Jia et al., 2005). Muller et al. (2005) reported multi-walled carbon nanotubes to be more proinflammatory and profibrogenic when compared to ultrafine carbon black particles on an equivalent mass dose metric. Shvedova et al. (2005) reported unusual inflammatory and fibrogenic pulmonary responses to specific nanomaterials, suggesting that they may injure the lung by new mechanisms. Exposure of human epidermal keratinocyte cells in culture to single-walled carbon nanotubes was reported to cause dermal toxicity, including oxidative stress and loss of cell viability (Shvedova et al., 2003). The combination of small particle size, large surface area, and ability to generate reactive oxygen species have been suggested as key factors in induction of lung injury following exposure to some incidentally produced nanomaterials (Nel et al., 2006).

Contrary to other reports, Uchino et al. (2002), Warheit et al. (2006) and Sayes et al. (2006) have reported nanoscale titanium dioxide toxicity was not found to be dependent on particle size and surface area. These authors reported that specific crystal structure and the ability to generate reactive oxygen species are important factors to consider in evaluating nanomaterial toxicity. Similar to other reports, Warheit demonstrated that nanomaterial coating impacted toxicity (Warheit et al., 2005).

Studies have demonstrated that nanoparticle toxicity is extremely complex and multifactorial, potentially being regulated by a variety of physicochemical properties such as size and shape, as well as surface properties such as charge, area, and reactivity (Sayes et al., 2004; Cai et al., 1992; Sclafani and Herrmann, 1996; Nemmar et al., 2003; Derfus et al., 2004). The properties of carbon nanotubes in relation to pulmonary toxicology have recently been reviewed (Donaldson et al., 2006).

 Toxicological assessment of intentionally produced nanomaterials will require information on the route (inhalation, oral, dermal) that carries the greatest risk for exposure to these materials, as well as comprehensive physicochemical characterization of them in order to provide information on size, shape, as well as surface properties such as charge, area, and reactivity. Establishment of dose-response relationships linking physicochemical properties of intentionally produced nanomaterials to their toxicities will identify the appropriate exposure metrics that best correlate with adverse health effects.

One of the most striking findings regarding particle health effects is the ability of particles to generate local toxic effects at the site of initial deposition as well as very significant systemic toxic responses (U.S. EPA, 2004). Pulmonary deposition of polystyrene nanoparticles was found to not only elicit pulmonary inflammation but also to induce vascular thrombosis (Nemmar et al., 2003). Pulmonary deposition of carbon black nanoparticles was found to decrease heart rate variability in rats and prolonged cardiac repolarization in young healthy individuals in recent toxicological and clinical studies (Harder et al., 2005; Frampton et al., 2004). Extrapulmonary translocation following pulmonary deposition of carbon black nanoparticles was reported by Oberdörster et al. (2004a, 2005a) Submicron particles have been shown to penetrate the stratum corneum of human skin following dermal application, suggesting a potential route by which the immune system may be affected by dermal exposure to nanoparticles (Tinkle et al., 2003; Ryman-Rasmussen et al., 2006). Zhao et al. (2005) have reported that in molecular dynamic computer simulations C 60 fullerenes bind to double and single-stranded DNA and note that these simulations suggest that C60 may negatively impact the structure, stability, and biological functions of DNA. It is clear that toxicological assessment of intentionally produced nanomaterials will require consideration of both local and systemic toxic responses (e.g., immune, cardiovascular, neurological toxicities) in order to ensure that that we identify the health effects of concern from these materials.

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