La nanotossicologia è un sottocampo della tossicologia che si occupa dello studio degli effetti potenzialmente tossici delle particelle su nanoscala, o particelle con un diametro inferiore a 100 nanometri – per scala, 1 nanometro equivale a 10-6 millimetri. In generale, le proprietà tossiche delle particelle su scala nanometrica derivano dal fatto che tali particelle hanno un rapporto superficie-volume molto elevato. Questo elevato rapporto superficie-volume rende le particelle, che sono spesso abbastanza piccole da penetrare nelle membrane cellulari, altamente reattive con molte sostanze chimiche e tessuti diversi. Alcune reazioni chimiche che coinvolgono particelle su scala nanometrica possono avere effetti deleteri all’interno del corpo. Il campo della nanotossicologia si occupa di classificare le condizioni che portano a effetti tossici e di escogitare modi per prevenirli e curarli.
Una delle principali preoccupazioni del campo della nanotossicologia è determinare quali proprietà di specifiche particelle su nanoscala portano a effetti tossici. La dimensione è uno dei principali fattori che influenza la tossicità, poiché le particelle più piccole sono in grado di penetrare nei tessuti e nelle cellule e sono, quindi, in grado di influenzare aree che le particelle più grandi non possono. Anche la forma e la reattività di una data particella sono molto importanti per la nanotossicologia, poiché questi fattori determinano, in una certa misura, l’effetto che le particelle su scala nanometrica hanno sul tessuto circostante. Particelle diverse possono anche avere una varietà di effetti su diversi tipi di tessuto, quindi è necessario considerare le condizioni esterne quando si analizza la tossicologia di una determinata particella.
Un’altra area di importanza nel campo della nanotossicologia è il trasporto di particelle su scala nanometrica in tutto il corpo. Tali particelle sono così piccole che possono essere assorbite da quasi tutte le parti del corpo. Una volta che hanno accesso al corpo, tendono a non essere limitati all’area immediata di assorbimento. Sono abbastanza piccoli da entrare nel flusso sanguigno e viaggiare in molti organi diversi in tutto il corpo, inclusi cervello e reni. Chiarire il modo in cui una data particella su scala nanometrica può entrare e viaggiare attraverso il corpo è un obiettivo fondamentale nel campo della nanotossicologia.
Diversi processi che coinvolgono particelle su scala nanometrica possono portare a effetti potenzialmente tossici. Un piccolo numero di tali particelle, ad esempio, potrebbe non avere alcun effetto evidente, ma se molte di più si accumulassero nel tempo, potrebbero verificarsi malattie. Questo è un rischio significativo a causa della facilità con cui particelle così piccole possono entrare nel corpo. In alternativa, le particelle altamente reattive possono essere in grado di causare danni alle cellule anche senza accumularsi in grandi quantità. I ricercatori di nanotossicologia sperano di determinare con precisione in che modo le particelle su nanoscala danneggiano gli organismi al fine di sviluppare una difesa efficace contro di loro.