(Phys.org) —Nanodeeltjes worden in allerlei toepassingen gebruikt:elektronica, medicijn, cosmetica, zelfs milieusaneringen. Meer dan 2, 800 commercieel beschikbare toepassingen zijn nu gebaseerd op nanodeeltjes, en tegen 2017, het veld zal naar verwachting wereldwijd bijna $ 50 miljard opleveren.

Maar deze instroom van nanotechnologie is niet zonder risico's, zeggen onderzoekers van de Missouri University of Science and Technology.

"Er is een dringende behoefte om de potentiële impact van nanodeeltjes op de gezondheid en het milieu te onderzoeken, " zegt Yue-Wern Huang, hoogleraar biologische wetenschappen aan de Missouri S&T.

Huang en zijn collega's hebben systematisch de effecten bestudeerd van nanodeeltjes van overgangsmetaaloxide op menselijke longcellen. Deze nanodeeltjes worden veelvuldig gebruikt in optische en opnameapparatuur, waterzuiveringssystemen, cosmetica en huidverzorgingsproducten, en gerichte medicijnafgifte, onder andere toepassingen.

"In hun typische grove poedervorm, de toxiciteit van deze stoffen is niet dramatisch, " zegt Huang. "Maar als nanodeeltjes met een diameter van slechts 16-80 nanometer, de situatie verandert aanzienlijk."

De onderzoekers stelden zowel gezonde als kankerachtige menselijke longcellen bloot aan nanodeeltjes bestaande uit titanium, chroom, mangaan, ijzer, nikkel, koper- en zinkverbindingen - overgangsmetaaloxiden die op de vierde rij van het periodiek systeem staan. De onderzoekers ontdekten dat de toxiciteit van de nanodeeltjes voor de cellen, of cytotoxiciteit, namen toe naarmate ze naar het periodiek systeem gingen.

"Ongeveer 80 procent van de cellen stierf in de aanwezigheid van nanodeeltjes van koperoxide en zinkoxide, " zegt Huang. "Deze nanodeeltjes drongen de cellen binnen en vernietigden hun membranen. De toxische effecten houden verband met de elektrische lading van de nanodeeltjes en de beschikbare aanlegplaatsen."

Huang zegt dat bepaalde nanodeeltjes metaalionen vrijgeven - ionenoplossing genoemd - die ook een belangrijke rol speelden bij celdood.

Huang werkt nu aan nieuw onderzoek dat kan helpen de toxiciteit van nanodeeltjes te verminderen en licht te werpen op de interactie van nanodeeltjes met cellen.

"We coaten giftige zinkoxide-nanodeeltjes met niet-toxische nanodeeltjes om te zien of de toxiciteit van zinkoxide kan worden verminderd, Huang zegt. "We hopen dat dit de toxiciteit kan verminderen zonder de beoogde toepassingen van zinkoxide in gevaar te brengen. We onderzoeken ook of nanodeeltjes de celdeling remmen en de celcyclus beïnvloeden."