In de afgelopen zes jaar, het Nanotechnology Characterization Laboratory (NCL) van het National Cancer Institute (NCI), een belangrijk onderdeel van de NCI's Alliance for Nanotechnology in Cancer, heeft meer dan 250 verschillende nanomaterialen gekarakteriseerd die zijn ontwikkeld door meer dan 75 onderzoeksgroepen. Deze uitgebreide ervaring heeft NCL-medewerkers een uniek perspectief gegeven op het ontwerpen van veilige en biocompatibele nanomaterialen voor menselijk gebruik. In een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Integratieve Biologie , het NCL-team deelde enkele van de lessen die ze hebben geleerd.

Het NCL voert en standaardiseert de preklinische karakterisering van nanomaterialen bedoeld voor kankertherapieën en diagnostiek ontwikkeld door onderzoekers uit de academische wereld, regering, en industrie. Het Lab dient als een nationale bron en kennisbasis voor kankeronderzoekers, en vergemakkelijkt de ontwikkeling en vertaling van deeltjes en apparaten op nanoschaal voor klinische toepassingen. Scott McNeil, de directeur van het NCL, en zeven collega's verzamelden de veelvoorkomende valkuilen die niet-materiële ontwikkelaars tegenkomen op hun pad van fundamenteel onderzoek, op producten die zullen worden getest als middelen voor beeldvorming of het afleveren van medicijnen aan tumoren bij mensen.

Een belangrijke les voor ontwikkelaars van nanomaterialen, die doorgaans academische onderzoekers zijn met weinig ervaring in het ontwikkelen van producten die bedoeld zijn voor klinisch gebruik, is dat ze zich meer moeten richten op het waarborgen dat de materialen die ze ontwikkelen voor dierproeven, en uiteindelijk mensen, zijn steriel. Een recent onderzoek van 75 monsters die bij de NCL aankwamen om te testen, wees uit dat meer dan een derde tekenen van bacteriële besmetting vertoonde.

Een andere belangrijke les was dat in de handel verkrijgbare materialen, of het nu gaat om nanomaterialen of om chemicaliën die worden gebruikt om nanomaterialen te maken, zijn niet altijd wat ze lijken. In sommige gevallen, deze grondstoffen zijn verontreinigd met bacteriële toxines, in andere gevallen voldoen de producten niet aan de specificaties die door de fabrikanten worden geadverteerd. Dr. McNeil en zijn collega's merken op dat "het in het belang van de onderzoekers is om altijd materialen te karakteriseren alvorens verder te gaan met synthese en duurdere functionalisering en biologische testen."

NCL-medewerkers ontdekten ook dat onderzoekers hun nanomaterialen beter moeten zuiveren van residu dat overblijft van de processen die ze gebruiken om hun nanodeeltjes en andere formuleringen te vervaardigen. In sommige gevallen, nanomaterialen die giftig leken te zijn, waren in feite biocompatibel. In plaats daarvan, het waren productie-onzuiverheden die toxiciteitsproblemen veroorzaakten. Aanvullend, NCL-onderzoeken hebben aangetoond dat toxiciteit van nanomaterialen vaak kan worden geëlimineerd door iets andere uitgangsmaterialen te kiezen die in het eindproduct worden verwerkt, maar die geen rol spelen als beeldvormend middel of geneesmiddel tegen kanker.

De laatste twee lessen hebben te maken met het belang van het ontwikkelen van de juiste methoden voor het beoordelen van de stabiliteit van een nanomateriaal in het lichaam en de snelheid waarmee het zijn lading op het beoogde doel loslaat, de tumor. NCL-teamleiders bevelen aan dat ontwikkelaars van nanomaterialen meerdere tests gebruiken voordat ze dierstudies beginnen om deze kenmerken van hun nanomaterialen te bepalen, omdat afzonderlijke tests vaak een onvolledig beeld kunnen schetsen dat kan leiden tot tijd- en geldverspilling.

Het werk dat tot deze bevindingen heeft geleid, wordt in meer detail beschreven in een paper met de titel "Common pitfalls in nanotechnology:Lessen from the NCI's Nanotechnology Characterization Laboratory." Een samenvatting van dit artikel is beschikbaar op de website van het tijdschrift.