UNA CONTROVERSIA PERCHE'...

Esistono poche informazioni in merito ad una complessa tecnologia in sviluppo per le cui applicazioni non è ancora disponibile una definitiva regolamentazione; inoltre, una visione positiva verso l'utilizzo di tali tecnologie, crea una spinta favorevole al suo utilizzo in contrapposizione al freno del sospetto per eventuali rischi ambientali e legati alla salute...questo crea la tensione che dà origine alla controversia

martedì 13 novembre 2012

CHE COS'E' LA NANOTECNOLOGIA





Insieme delle conoscenze e delle tecniche relative alle nanostrutture, agglomerati molecolari artificialmente creati con gli scopi più diversi: per es. cura di malattie, costruzione di materiali innovativi, miglioramento dei processi produttivi. Tali oggetti si caratterizzano per le dimensioni che sono dell'ordine del miliardesimo di metro.





QUALI SONO GLI AMBITI DELLE NANOTECNOLOGIE?

La nanotecnologia opera in diversi ambiti, come: biologia molecolare, scienza dei materiale, chimica, fisica, ingegneria ed elettronica. Due sono gli approcci perseguiti in questo ambito: 
a) approccio bottom-up (dal basso verso l'alto): i materiali e i dispositivi sono realizzati partendo da componenti molecolari che si auto-assemblano tramite legami chimici;

b) approccio top-down (dall'alto verso il basso): i dispositivi sono fabbricati da materiali macroscopici a livello atomico.

BREVE STORIA DELLA NANOTECNOLOGIA.

Ecco un breve elenco delle principali tappe della storia dello sviluppo delle nanotecnologie:
 1959. Feynman è ritenuto il padre delle nanotecnologie, avendo considerato per la prima volta nel 1959, con un noto discorso passato alla storia come "There's plenty of space at the bottom”, la possibilità di manipolazione diretta egli atomi nella sintesi chimica.

1974. Taniguchi conia il termine "nanotecnologia".

1981. Binnig e Roher, dei laboratori IBM di Zurigo, inventano l'STM (Scanning Tunnelling Microscope) dispositivo capace di visualizzare strutture su scala atomica (solo per materiali conduttori).

1985. Curl, Kroto e Smalley scoprono l'esistenza di una particolare molecola di carbonio, il buckminsterfullerene, C60 .Da allora gli studi su queste forme del carbonio hanno avuto un grande sviluppo, per cercare di capirne le potenziali appplicazioni in ambito nanotecnologico.

1986. Drexler scrive "Engines of creation". Nel libro l'autore descrive le vertiginose prospettive delle nanotecnologie, ed introduce alcuni famosi concetti, come quello di "assemblatori universali" (nanomacchine capaci di operare atomo per atomo) e quello di "gray goo" (un possibile esito disastroso causato da nanomacchine capaci di autoreplicarsi). Successivamente Drexler, in "Nanosystems: Molecular Machinery, manufacturing and computation" descrive in maniera tecnicamente più precisa le sue idee sulla nanotecnologia molecolare. nel 1986 fonda il Foresight Institute, per sviluppare una coscienza critica sulle possibili conseguenze delle nuove tecnologie.

2000. Il Presidente degli Stati Uniti Clinton vara i finanziamenti per la National Nanotechnology Initiative, includendo lo sviluppo del settore negli obiettivi strategici del proprio Paese. L'Unione Europea ha inserito il settore tra le aree primarie dei suoi Programmi Quadro. Si amplia progressivamente il numero di aziende che lavorano sul settore e quello di prodotti basati su nanotecnologie che arrivano sul mercato.

2009: Nasce il centro europeo per la nanotecnologie.
2010:  in tutto il mondo sono stati investiti più di 18 miliardi di dollari in ricerca e sviluppo, che a loro volta hanno generato quasi 300 miliardi di dollari in prodotti basati sulle nanotecnologie. 

FONTI:
http://it.wikipedia.org/wiki/Nanotecnologie
http://www.treccani.it/enciclopedia/nanotecnologia/

Nanotecnologia attorno a noi.



Nanotecnologie attorno a noi

Le nanotecnologie sono già ampiamente diffuse in molti prodotti che usiamo quotidianamente e non sempre ne siamo consapevoli. Gli esperti ci presentano alcune applicazioni.
FONTI : ( http://www.museoscienza.org/video/video.asp?video=73 )

LA NANOMEDICINA

FONTE: (youtube)

Dove si applica la nanomedicina?




La nanotecnologia nella medicina sì può usare come strumento di diagnosi di una malattia come ci rivelano gli studi di Neser e Perez ( ricercatori dell'Università della Florida) sul Morbo di Crohn o per la creazione di farmaci che contenuti in un speciale involucro catalizzano e agiscono solo su un particolare tipo di cellula.


Drug delivery systems (farmaci a rilascio controllato specifico)



I  farmaci a rilascio controllato e specifico, sono quei farmaci che rilasciano il proprio effetto nei punti specifici dove vengono richiesti.


Dispositivi di diagnostica


Secondo una ricerca condotta da Saleh Neser e J. Manuel Perez, dell’Università della Florida, sarebbe possibile mettere a disposizione dei medici un nuovo e potente strumento per la diagnosi, in particolare per quanto riguarda alcune malattie, fino a oggi difficili da individuare, come ad esempio il morbo di Chron. La nuova tecnica coinvolge l’utilizzo di nanoparticelle, che, secondo quanto rilevato dai primi test, consentono di identificare gli agenti patogeni. Un altro significativo miglioramento riguarda la rapidità di diagnosi: i test ideati da Neser e Perez possono infatti essere completati ed esaminati nel giro di poche ore, mentre la tecnica diagnostica classica richiede settimane o addirittura mesi prima di fornire un responso attendibile. Lo strumento messo a disposizione dai ricercatori appare dunque efficace e può consentire ai medici un intervento più tempestivo e puntuale, fornendo un concreto sostegno alla loro sensibilità di analisi e diagnosi.
Naturale quindi chiedersi se la tecnica proposta possa essere ulteriormente estesa, per la diagnosi di altre malattie, fino a poter divenire, forse, uno strumento di uso comune, di supporto alla difficile attività dei medici. Il principio, a livello concettuale, pare generalizzabile: alcuni nanosensori, legati alle nanoparticelle precedentemente descritte, si muovono all’interno delle cellule del paziente, alla ricerca della molecola di interesse. Se tale molecola viene identificata, i nanosensori procedono all’estrazione di una piccola quantità di DNA, che consente di verificare se l’agente patogeno sia stato individuato correttamente.

Damiano Verda
http://www.nextme.it/tecnologia/biotecnologie/3556-nanotecnologie-salute



Un altro strumento di cui si parla nel video, che introduce il concetto di nanomedicina, è il microscopio a forza atomica inventato da Gerd Binnig, Calvin Quate e Christoph Gerber nel 1986.
Il microscopio di forza atomica (Atomic Force Microscope o AFM) è  oggi impiegato per lo studio, alla scala delle dimensioni atomiche, delle superfici di composti di varia natura: film sottili o spessi di materiali ceramici, materiali amorfi, vetri, membrane sintetiche o biologiche, metalli,  polimeri, semiconduttori, ecc. Il microscopio a forza atomica è in grado  di operare in aria, in UHV e in liquido (campioni biologici) e di analizzare sia materiali conduttori che isolanti. (…)L’AFM consente lo studio di dettaglio di fenomeni e processi  di abrasione, adesione, pulizia, corrosione, incisione, fotolitografia, attrito, lubrificazione, riguardanti le superfici.

Microscopia di forza atomica
di Claudio Massimo Colombo, Fabrizio Fontana e Vidal Barron


Possibili rischi

Libri e pellicole in passato hanno introdotto un certo sospetto verso la sicurezza dell'impiego di nanotecnologie, illustrando tragicamente cosa potrebbe succedere, per esempio, se eserciti di nanomacchine costruite con avanzati mezzi tecnologici, sfuggissero al controllo umano per attaccare il mondo, iniziando dai loro creatori.
Preoccupazioni meno cinematografiche e più vicine al nostro quotidiano, si esprimono per quanto concerne eventuali effetti indesiderati sull'uomo e sull'ambiente, che sostanze di piccolissime dimensioni, come le nanoparticelle, potrebbero causare penetrando nell'organismo degli esseri viventi e portando ad un ulteriore inquinamento ambientale.
La caratteristica di molte sostanze ridotte a nanodimensioni, porterebbe queste sostanze, inermi nelle loro dimensioni originali, a cambiare chimicamente e fisicamente comportandosi in maniera diversa, da questo i vantaggi, ma anche i potenziali rischi.
Il Professor Kenneth A. Dawson, Direttore del Centro Bionano Interactions (CBNI)all'University College di Dublino, presente al Forum "The Future of Science"  tenutosi a Venezia  dal 16 al 18 settembre 2012, fece notare che dato l'interesse suscitato dalle nanotecnologie fin da subito, anche i rischi sono stati presi in considerazione con lo stesso tempismo e che uno degli aspetti da verificare, sia il grado in cui le nanoparticelle si accumulano nell'organismo dell'uomo.
Con lo stesso proposito, il Dottor Chu Wing Lam del Wyle Laboratories di Huston, nel 2003 sostenne che componenti inoffensivi di dimensioni micrometriche, possono essere tossici in scala nanometrica e che le nanoparticelle si possono depositare a livello di molti organi umani: polmoni (provocando infiammazioni), nervo olfattivo (ma i rapporti che lo confermavano non erano molti), altri rapporti suggeriscono che possano penetrare nel tessuto celebrale ed alterarne la trasmissione, evidenzia un potenziale assorbimento gastro-enterico e che l'esposizione sulla pelle intatta di nanoparticelle possa entrare nel circolo ematico.
Il libro "Nanophatology: the health impact of nanoparticles" pubblicato da Pan Stanford, Singapore, illustra i casi di nanocontaminazioni.
Alcune priorità di ricerca strettamente legate a salute ed esposizione umana per poter verificare i rischi eventuali, sarebbero:
- Sviluppare metodi di analisi e misurazione con materiali certificati standard per la verifica;
- Esplorare i meccanismi cellulari e molecolari per determinare eventuali tossicità;
- Migliorare le conoscenze di trasporto ed assorbimento di nanomateriali nell'organismo;    
- Sviluppare metodi di studio della dose interna;
- Sviluppare test validi per la valutazione della tossicità;
- Determinare specificità degli effetti caratteristici;
- (....).
Legambiente distingue tra nanostruttura in forma di particelle libere e quelle inserite in una struttura più ampia con possibilità di dispersione più limitata. Il rischio maggiormente legato a quelle di forma libera, si presenta, come già accennato, nella possibilità di penetrare nel sangue, polmoni e pelle degli organismi viventi e diffusione nell'ambiente in modo incontrollato.
Per quanto riguarda i rischi in campo medico, stesse sono le perplessità che si fondano sulle caratteristiche innovative delle nanoparticelle, le piccole dimensioni che permettono di raggiungere le cellule e la mutevolezza del materiale dallo stato originale allo stato nano.
In un recente studio americano pubblicato sulla rivista scientifica Pnas, i ricercatori della Northwestern University, hanno svolto ricerche con l'utilizzo di nanosfere per confondere il sistema immunitario e poter penetrare le barriere della pelle, entrando nelle cellule e poter agire sui geni responsabili di forme di tumore cutaneo e di altre malattie legate alla pelle. La terapia con nanoelementi è stata sperimentata su topi e con cellule di pelle umana coltivata in vitro, con risultati che sembrano promettenti.
Roberto Cingolani, Direttore scientifico dell'Istituto Italiano di Tecnologia di Genova spiega che gli esperimenti condotti fino ad ora in laboratorio su modelli animali e su cellule umane non hanno evidenziato rischi gravi, ma che esiste  qualche sospetto di tossicità riguardo ad alcune nanoparticelle in determinate condizioni, evidenzia che non bisogna essere nè allarmisti e nè superficiali e che per ogni nanomateriale sia necessario verificare che non interagisca in modo dannoso con l'organismo.
Ancora serve tempo alla ricerca per poter definire i rischi, sebbene vi sia la prospettiva in caso che eventuali rischi siano evidenziati in campo medico, di utilizzare la stessa nanotecnologia per risolvere i problemi che potrebbero invalidare la cura o addirittura essere rischiosi per la salute del paziente.

...Una Regolamentazione?


Circa la realizzazione o meno della speciale regolamentazione governativa dei prodotti nanotecnologici, è sorta una diatriba. Taluni asseriscono gli aspetti positivi di tali prodotti, poiché molti oggetti della nostra quotidianità e commercialmente disponibili sono da ricondurre alla sfera delle nanotecnologie (calzini, pantaloni, racchette da tennis e panni per le pulizie, etc …). L'emergere di tali nanotecnologie e delle industrie ad esse correlate, ha aumentato il numero delle possibilità occupazionali e professionali e, di conseguenza, ha elaborato efficaci disposizioni di regolamentazione.
Ciononostante, tal-altri (che costituiscono la maggioranza) hanno espresso una posizione nettamente negativa; si afferma che non esista una disciplina di riferimento, ma solo studi ed approfondimenti.
Il prodotto nanotecnologico è ora trattato solamente come oggetto di protezione brevettuale, mentre non esiste una speciale regolamentazione in materia di produzione, manipolazione o etichettatura quando contenuto in qualche prodotto.


Il mondo e le nanotecnologie.

Regno Unito

In merito ai nanomateriali, la Royal Society nel Regno Unito si è espressa in modo non del tutto netto e chiaro:  “le nanotecnologie non pongono nuovi rischi per la salute (...). Tuttavia, raccomanda  che i nanomateriali siano regolamentati come sostanze chimiche nuove, che vengano trattati dai laboratori di ricerca e dalle fabbriche "come fossero pericolosi", che il loro rilascio nell'ambiente venga per quanto possibile evitato e che i prodotti, contenenti nanomateriali, restino soggetti ai nuovi requisiti basati su test di sicurezza prima del loro rilascio commerciale”.

Riguardo tale questione, la Better Regulation Commission, invece, ha raccomandato al governo britannico di permettere anche all’opinione pubblica la discussione circa il tema, piuttosto delicato, dei pro e contro dei nano materiali, ovvero:
“Consentire al pubblico, attraverso un dibattito informato, la possibilità di considerare i rischi per se stessi, e aiutarlo a prendere le proprie decisioni, fornendo informazioni adeguate”.

Stati Uniti

La Food and Drug Administration (Agenzia per gli Alimenti e i Medicinali, abbreviato in FDA) è l'ente governativo statunitense che si occupa della regolamentazione dei prodotti alimentari e farmaceutici. Esso dipende dal Dipartimento della Salute e dei Servizi Umani degli Stati Uniti.
L'FDA ha come scopo la protezione della salute dei cittadini attraverso regolamenti che controllino la messa sul mercato dei prodotti che sono sotto la sua giurisdizione, tra cui i farmaci , gli alimenti, gli integratori alimentari e gli additivi alimentari, i mangimi e farmaci veterinari, le attrezzature mediche, il sangue e gli emoderivati per trasfuzioni e i cosmetici. Tra gli strumenti di controllo sono previsti sia valutazioni prima della messa sul mercato che il monitoraggio post-commercializzazione. È presieduta da un Commissario che viene nominato dal presidente degli Stati Uniti d'America e confermato dal senato. L'attuale Commissario è Margaret A. Hamburg.
L’FDA si è interessata nel settembre del 2009 alla ricerca e all’analisi dei nanomateriali:
·        la modalità secondo la quale si muovono nell'ambiente;
·        i problemi che potrebbero causare a persone, animali e piante;
·        come questi problemi potrebbero essere evitati o mitigati.

California

Il Dipartimento per il Controllo di Sostanze Tossiche della California nell'ottobre del 2008 ha annunciato la sua intenzione di richiedere informazioni riguardo:
·        alla metodica dei test;
·        il destino e la dispersione nell'ambiente;
·        altre informazioni rilevanti da parte dei produttori di nanotubi di carbonio.


Europa

La Commissione Europea ha promosso diversi comitati tecnici e gruppi di lavoro che hanno pubblicato rassegne scientifiche sulla regolamentazione dei nanomateriali.
La Commissione ritiene che il problema a livello normativo consista nel garantire alla società i vantaggi offerti dalle nuove applicazioni delle nanotecnologie mantenendo nel contempo un livello elevato di protezione della salute, della sicurezza e dell'ambiente.
Per gli aspetti dei nanomateriali legati alla salute, alla sicurezza e all'ambiente i testi legislativi pertinenti sono quelli che riguardano i prodotti chimici, la protezione dei lavoratori, i prodotti e la tutela dell'ambiente.
Inoltre nel 2009 nasce a Milano, il CEN foundation, una organizzazione privata con statuto proprio che si impegna a "favorire le attività di ricerca e sviluppo nel campo della nanomedicina"

Lavoratori:

Per la protezione dei lavoratori già esiste una direttiva che impone una serie di obblighi ai datori di lavoro affinché adottino le misure necessarie per la sicurezza e la protezione della salute dei loro dipendenti; si applica a tutte le sostanze e le attività lavorative, compresi la fabbricazione e l'uso di sostanze chimiche a tutti i livelli del processo produttivo, indipendentemente dal numero di lavoratori interessati, dai quantitativi di materiali prodotti e dalle tecnologie impiegate.
Tale direttiva è applicabile ai nanomateriali. I datori di lavoro devono effettuare una valutazione dei rischi e, in caso di individuazione di un rischio, adottare le misure necessarie per eliminarlo.

Prodotti specifici:

Per i prodotti la legislazione stabilisce prescrizioni per prodotti specifici, come i medicinali, i prodotti fitosanitari, i cosmetici, gli additivi per i mangimi e gli alimenti, ecc. I prodotti di consumo che non sono disciplinati da una normativa specifica devono soddisfare le prescrizioni della direttiva relativa alla sicurezza generale dei prodotti.
La normativa comunitaria in questi settori contiene disposizioni riguardanti la salute e la sicurezza dei consumatori, dei lavoratori, dei pazienti e degli utilizzatori, ma non necessariamente in relazione alla tutela dell'ambiente.

Ambiente:

-          La normativa ambientale applicabile in tale contesto riguarda in particolare la prevenzione e la riduzione integrate dell'inquinamento, il controllo dei pericoli di incidenti rilevanti connessi con determinate sostanze pericolose. La direttiva potrebbe essere utilizzata per controllare gli effetti ambientali dei nanomateriali.

-          Una norma si applica agli stabilimenti in cui determinate sostanze pericolose sono presenti in quantità superiori a limiti specifici; i gestori hanno l'obbligo generale di adottare tutte le misure necessarie per prevenire incidenti rilevanti e limitarne le conseguenze per l'uomo e per l'ambiente, qualora si dimostri che alcuni nanomateriali presentano un rischio di incidente.

-          La direttiva quadro in materia di acque stabilisce principi comuni e un quadro complessivo di intervento al fine di migliorare l'ambiente acquatico, ridurre progressivamente l'inquinamento da sostanze prioritarie ed eliminare gradualmente le emissioni, gli scarichi e le perdite di sostanze pericolose prioritarie nelle acque

-          Una direttiva CE relativa ai rifiuti stabilisce un quadro generale ed impone agli Stati membri l'obbligo di garantire che il trattamento dei rifiuti non abbia effetti negativi per la salute o per l'ambiente. La direttiva relativa ai rifiuti pericolosi definisce quali rifiuti vanno considerati pericolosi e stabilisce per questi ultimi disposizioni più severe.

Fonti:

Nanomedicina ed opinione pubblica




Salto nel buio
(Anno 1987, regia di Joe Dante)
Titolo originale  Innerspace.
La storia di uno scienziato, che miniaturizzato in una nano-navicella a seguito di un esperimento, viene erroneamente iniettato nel corpo di in un ragazzo comune ed inconsapevole, Jack Putter. La navicella "naviga" nel corpo del ragazzo provocando una serie di situazioni comiche.


La nanotecnologia, essendo una tecnologia recente, produce nella società qualche dubbio. Dubbi che nascono da un basso livello di conoscenza della materia, come ci riporta la ricerca di Nanotech, sull’opinione pubblica.  Tale ricerca è stata fatta in vari paesi europei ed in Israele, su un campione non rappresentativo (poiché gli intervistati erano interessati all’argomento) di 1334 persone e su gruppi di discussioni ed interviste telefoniche,  però può darci lo stesso delle informazioni utili per quanto riguarda il rapporto società e  nanotecnologie.
Il primo aspetto che la ricerca ci mostra, è che in Europa la conoscenza delle nanotecnologie per quanto riguarda rischi, regolamenti sociali e politici, sugli aspetti etici e ambientali, è di livello basso. Infatti gli intervistati hanno mostrato una certa apertura verso la  nuova tecnologia, però, anche un certo grado di incertezza quando si diceva loro che vi erano già dei prodotti in commercio creati con la stessa. La consapevolezza senza informazioni dettagliate sull’argomento, creava perplessità ed aumentava il desiderio di informazione, informazione che per la sua mancanza, non permetteva al pubblico comune di esprimere le proprie opinioni (argomenti tecnico-scientifici di difficile approccio per i non esperti); inoltre si manifestava una sfiducia per il giornalismo scientifico per quanto riguarda l’imparzialità  che  lo scienziato potrebbe avere nello svolgere il suo ruolo e proprio per questo motivo, all'autonomia che gli si dovrebbe concedere.

Dottor Octavius
Spider-Man 2 (2004), diretto da Sam Raimi
Octavius è uno scienziato che lavora per la Oscorp Corporation. I tentacoli di Octopus (in cui si trasforma) sono formati da nanobots che può modificare per creare armi letali come pistole e bastoni elettrici. La situazione che inizia con l'esperimento, precipita per il dottore quando, alla rottura del congegno che gestisce le sue braccia artificiali ed altamente tecnologiche, il frutto del suo esperimento prende tragicamente il controllo della sua vita.

In assenza di informazioni precise, l’immaginario pubblico nella letteratura altalena spesso tra entusiasmo per possibili impieghi della nanotecnologia e preoccupazioni per il timore di possibili incontrollabili conseguenze. Nella ricerca di Nanochannel si è notata un'apertura della gente verso l’applicazione di tale tecnologia alla medicina;  in particolare le persone si dimostrano interessate a come l'uso di nanodiagnostica e nanoterapia potrebbero essere le armi adatte a debellare cancro ed alcune patologie delle quali non abbiamo ancora disponibile una cura, come dimostra la ricerca, infatti, le aspettative verso la nanomedicina sono più alte.
 È probabile che film come Viaggio allucinante (del 1966 diretto da Richard Fleischer) e Salto nel buio (del 1987 prodotto da Steven Spielberg, ispirato al romanzo Viaggio allucinante di Isaac Asimov del 1966) abbiano aiutato a plasmare l’immaginario sulla medicina del futuro con queste nano-navicelle che immesse nel corpo umano permettevano a piccoli scienziati di navigare al suo interno. Allo stesso tempo la ricerca ha dimostrato  una maggior sensibilità dell'opinione pubblica verso la nanomedicina, sensibilità che si potrebbe tradurre in preoccupazioni ben rappresentate dal romanzo Preda di Michael Crichton, ove sciami di nanorobot, E. coli geneticamente modificati, sfuggiti dai laboratori del pentagono, entrano nel corpo umano portandone la morte.  Ciò che spaventa la gente è la mancanza di controllo,  dalla ricerca emerge una certa sfiducia verso le possibilità di controllo che  gli enti governativi dovrebbero assicurare riguardo alla produzione di nanoparticelle.  La paura che nanoparticelle possano sfuggire all'occhio attento dell'uomo resta quindi un elemento fondamentale per l’opinione pubblica. Un po’ come il dottor Octavius di Spiderman che con il danneggiamento del chip che porta sul collo per la gestione  delle braccia meccaniche, perde l'autonomia sul suo corpo, lasciandolo impotente  in balia di braccia che acquisiscono una propria volontà e che lo portano dall’ essere un mite scienziato con buoni propositi ad un violento mostro omicida.


Scena Tratta da Viaggio allucinante (Fantastic Voyage) un film del 1966 diretto da Richard Fleischer basato su un racconto di Otto Klement e Jerome Bixby.

















Fonti: