FACULTAD DE BIOQUÍMICA Y CIENCIAS BIOLÓGICAS Escuela Superior de Sanidad Dr. Ramón Carrillo UNIVERSIDAD NACIONAL DEL LITORAL

Transcripción

1 Lic. Julio Macagno Miembro del Comité y Sub Comité Nanotecnologías del Instituto IRAM FACULTAD DE BIOQUÍMICA Y CIENCIAS BIOLÓGICAS Escuela Superior de Sanidad Dr. Ramón Carrillo UNIVERSIDAD NACIONAL DEL LITORAL Nuevas tecnologías: la seguridad y la salud de los trabajadores en la exposición de nanopartículas

2 Innovación tecnológica "La innovación es la introducción de nuevos productos y servicios, nuevos procesos, nuevas fuentes de abastecimiento y cambios en la organización industrial, de manera continúa, y orientados al cliente, consumidor o usuario". (J.A. Schumpeter)

3 Innovación tecnológica La innovación tecnológica de un proceso es la implementación u adopción de un nuevo o mejorado método de producción o de entrega de productos. Comprende cambios en equipamiento, recursos humanos, métodos de trabajo o una combinación de todos ellos. La innovación tecnológica plantea redefiniciones de procesos y desarrollos novedosos en las empresas, para ello es necesario que estas se planteen retos y cambios de enfoques requiriendo un incremento sustancial en investigación y desarrollo de nuevas tecnologías.

4 Tecnologías emergentes Concepto Las tecnologías modernas y las nuevas tecnologías o tecnologías emergentes como las denominan algunos autores, se presentan como una alternativa ante las diferentes organizaciones para adecuarlas a sus procesos con la finalidad de mejorar e innovar nuevos productos y/o servicios. Han tomado un ritmo de crecimiento galopante, producto del rol protagónico de las organizaciones en los procesos de innovación y desarrollo de nuevas formas de producción, apreciándose la diferenciación de productos; ésta aplicación de (I+D) permite a las organizaciones incorporar mayor porcentaje de valor agregado a la producción.

5 Tecnologías emergentes Concepto En el año 2006 el Instituto de Tecnología de Massachuset manifestaba que 10 tecnologías cambiarán el mundo, siendo dos de ellas Nano-células solares (Solar Nano Cells). Litografía Nano-impresión (Nanoimprint Lithography).

6 Qué son las nanotecnologías Para hablar de nanotecnología, primero es preciso saber que es un nanometro. El prefijo nano quiere decir 10-9, es decir, una mil millonesima (0, ) parte. Un nano metro (nm) es una milmillonesima parte de un metro. Un nanometro es decenas de miles de veces mas pequeno que el diametro de un cabello humano.

7 Importancia de las nanotecnologías La nanotecnología permite la creación de nuevos materiales, dispositivos y sistemas, útiles y funcionales, mediante el control de la materia en la escala del nanómetro, y el aprovechamiento de nuevos fenómenos y propiedades físicas, químicas y biológicas a esa escala de longitudes. Es común decir que la nanociencia es una ciencia horizontal porque se puede considerar que influye en, prácticamente, todos los sectores. Con frecuencia, reúne distintas áreas científicas y se ve favorecida por enfoques interdisciplinarios o convergentes. Se espera que permita introducir innovaciones que den respuesta a muchos de los problemas que enfrenta la sociedad en la actualidad. La fabricación a nanoescala exige un nuevo enfoque interdisciplinario tanto en la investigación como en los procesos de fabricación

8 Aspectos generales Nanopartículas incidentales: pueden ser originadas en la natureza o ser de origen antropogénica, pero producidas en forma no controlada, siendo usualmente químicamente mas heterogéneas Nanopartículas Nanopartículas engineered : producidas por el hombre con propósitos específicos. Desde el punto de vista químico son más homogéneas Fuente: Shulte e Salamanca- Buentello (2007). Ciências e Saúde Coletiva, 12:

9 Aspectos generales Nanopartículas incidentales

10 Nanomateriales de ingeniería o diseñado (engineered) Es aquel que se desarrolla o diseña para propósitos y funciones específicas ISO/TS st. Ed

11 Clasificación de los nano materiales Se denomina nano objeto al material con por lo menos una dimensión externa en la nano escala En función del número de dimensiones que en la estructura considerada tengan carácter nanométrico, los nano materiales se pueden clasificar en: Nano partícula: las tres dimensiones son en la nano escala. Nano cristales y fullerenos. Nano fibra, nano hilos y nano tubos: objeto con dos dimensiones en al nano escala y la tercera relativamente mas grande. Nano placa: solo una dimensión en la escala nano, por lo general el espesor. ISO/TS st. Ed

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13 Nanopartículas producidas por actividad humana Inorgánicas Metales Nano-cobre Nano-oro Óxidos metálicos Nano-plata Dióxido de titánio Quantum dots Orgánicas Nanotubos (SW) Nanotubo (MW) Grafeno Fulereno C 60

14 Actualmente, existen numerosos productos que son comercializados y que contienen nanomateriales

15 Se estima que en 2020 aproximadamente 20% de todos los produtos manufacturados en el mundo tendrán algun componente o proceso nanotecnológico (OIT)

16 Inversión I&D de nanomateriales Investigaciones toxicológicas Tiempo Existen claras asimetrias en las inversiones realizadas en el área de las nanotecnologías

17 Caracterización de las nanopartículas En qualquier estudio que sea realizado es obligatorio caracterizar adecuadamente las partículas (de plata en el caso del ejemplo). Muchas veces son analizadas por microscopia de transmisión electrónica Fuente: Chae et al. (2009). Aquat. Toxicol., 94:

18 Aspectos generales

19 MWCNT 4001a MWCNT 4000a

20 Los riesgos asociados al desarrollo de las nanotecnologias está vinculado no solamente a la toxicidad intrínseca de los nanomateriales sino también a la probabilidad de que ellos se encuentren en el ambiente. Este aspecto posiblemente es del que menos información se dispone Fuente: Fabrega et al. (2011). Environ. Int., 37:

21 Aspectos ambientales Paredes pintadas recientemente (A) o no (B) con pintura que contenía nanopartículas de óxido de titanio. Puede observarse la menor cantidad de este nanomaterial en las paredes que habían sido pintadas tiempo atrás. Se detectó dióxido de titanio nanoparticulado en cuerps de agua próximos a los departamentos pintados (C) Fuente: Kaegi et al. (2008). Environ.Pollut, 156:

22 Aspectos ambientales Fuente: Benn y Westerhoff (2008). Environ. Sci. Technol., 42: Utilización de nanoplata en medias para disminuir los olores (efecto bactericida)

23 Nano toxicología Algunas consideraciones de los nanomateriales BENEFICIOS TIENEN PROPIEDADES FISICO-QUIMICAS EXCEPCIONALES Y MUY BENEFICIOSAS PARA LA INDUSTRIA, LA MEDICINA, ETC. RIESGOS TIENEN PROPIEDADES Y EFECTOS MUY DIFERENTES A LOS DE LOS MISMOS MATERIALES EN TAMAÑOS CONVENCIONALES, LO QUE PUEDE PLANTEAR RIESGOS DESCONOCIDOS PARA LA SALUD DEL HOMBRE Y DE OTRAS ESPECIES

24 Nanotoxicologia: Ciencia que trata sobre los efectos de los nanodispositivos y nanoestructuras en organismos vivos Necesidades Desarrollar e implementar: - Técnicas de evaluación toxicológica, - Modelos animales, - Respuestas biológicas, que presenten sensibilidad, reproducibilidad y velocidad

25 Tres formas de abordar el problema (1) Inferencia: "como la producción de nanomateriales está aumentando en escala global, estos acabarán estando presentes en el ambiente" ALTAMENTE ESPECULATIVO Y SIN COMPROBACIÓN EFECTIVA (2) Predicción utilizando modelos computacionales. EL MÁS SIMPLE DE EFECTUAR EN ESTE MOMENTO (3) Determinación de la presencia de nanomateriales en el ambiente por medios analíticos. EXTREMAMENTE COMPLEJO ACTUALMENTE

26 Gestion del riesgo ocupacional y ambiental aplicado a nanomateriales de ingeniería Fuente: Shulte y Salamanca- Buentello (2007). Ciências e Saúde Coletiva, 12:

27 Acción nociva de los agentes químicos Los efectos tóxicos de una sustancia en el organismo están basados en la toxicidad intrínseca, la cantidad de sustancia que está en contacto con el organismo, la probabilidad de que sea absorbida y la frecuencia con que esto pueda ocurrir.

28 TOXICIDAD INTRÍNSECA DE LAS NANOPARTÍCULAS A medida que disminuye el tamaño de la partícula, el área superficial por unidad de masa aumenta, lo que conlleva un mayor número de átomos en la superficie. Cuanto mayor sea ésta, mayor será la reactividad y más tóxica la partícula. Las nanopartículas tienen tendencia natural a unirse formando agregados y aglomerados modificándose así no sólo el lugar en el que se depositan sino también su toxicidad. La toxicidad de las nanopartículas no puede extrapolarse de los estudios toxicológicos que se hicieran para partículas de mayor tamaño. Un mismo material se comporta de forma distinta si se halla en macro o en la nanoescala.

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31 EVALUACIÓN DEL RIESGO POR EXPOSICIÓN A NANOPARTÍCULAS El uso de nanobjetos manufacturados, MNO por su sigla en ingles, cada vez está más extendido a todos los campos. Aunque los sectores con mayor participación en las nanotecnologías son el farmacéutico, el sanitario, la construcción, el militar, etc. el número de trabajadores expuestos cada vez es mayor y, puesto que todavía no se dispone de demasiada información sobre los posibles efectos adversos para la salud que puede conllevar dicha exposición, se avecina un gran trabajo preventivo. No obstante, ante esta falta de información, se recomienda aplicar el principio de precaución y minimizar la exposición a nanopartículas tanto como sea posible. Los nanobjetos, sin duda, se presentan en la industria como productos con grandes ventajas, ya que su tamaño nanométrico les confiere propiedades únicas, haciendo más competitivos los productos resultantes. Sin embargo, esas mismas características que los hacen tan beneficiosos podrían ocasionar problemas para la salud, según apuntan los resultados de los estudios de toxicidad disponibles hasta el momento

32 Consideraciones sobre los riesgos potenciales para la salud por la inhalación de NOAA Una apropiada gestión de los riesgos potenciales de los NOAA, en particular cuando la información sobre los peligros no está disponible, es conocer y evaluar las posibles exposiciones que pueden llegar a ocurrir en todo el ciclo de vida del nanomaterial e implementar las medidas para eliminar o minimizar esas exposiciones. La probabilidad (o riesgo) de que se desarrolle una enfermedad depende de las propiedades fisicoquímicas del nanomaterial y de la dosis. La dosis en las personas no se evalúa directamente, pero se estima a partir de la exposición, que para las partículas en el aire es una combinación de la concentración de partículas en el aire, la tasa de inhalación, la eficiencia de deposición específica del tamaño de la partícula en el tracto respiratorio y del tiempo de exposición. Si no hay exposición, no se acumula ninguna dosis y, a pesar de la toxicidad potencial de las partículas, no hay riesgo para la salud humana.

33 Consideraciones sobre los riesgos potenciales para la salud por la exposición dérmica o la ingestión También existen preocupaciones sobre los riesgos potenciales para la salud que surgen por la exposición dérmica a algunos tipos de NOAA, en particular, nanoobjetos, basado en la posibilidad de que estos materiales penetren la piel y entren en la circulación sanguínea. A la fecha, existen solamente unos pocos estudios de este efecto en modelos dérmicos [14] [15] y que no demuestran que los NOAA penetren por la piel. Sin embargo, los estudios son preliminares y no consideran, por ejemplo, el efecto sobre la piel dañada. Un trabajo reciente encontró que pequeñas cantidades de cinc de partículas de óxido de cinc en filtros solares aplicadas externamente se absorben a través de la piel humana. En este trabajo, se aplicaron a voluntarios dos productos de filtros solares, un nanofiltro solar conteniendo nanopartículas de 19 nm y un filtro solar común conteniendo partículas mayores que 100 nm. Se usó un isótopo estable marcador para detectar la presencia de cinc. Se detectó un pequeño exceso en sangre y orina. Sin embargo, no se sabe si el isótopo de cinc se absorbió como partículas de óxido de cinc o cinc solubilizado o ambos.

34 Consideraciones sobre los riesgos potenciales para la salud por la exposición dérmica o la ingestión Otros estudios se están realizando actualmente pero, hasta que exista consenso, es prudente limitar la exposición dérmica. También se mencionan efectos potenciales para la salud debidos a la ingestión basados en la posibilidad de que la nanopartícula atraviese la pared gastrointestinal. Sin embargo, en el presente no existen evidencias de efectos adversos para la salud por la ingestión de NOAA pero es prudente minimizar la exposición por esta vía.

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