Die Nanotoxikologie ist ein Teilgebiet der Toxikologie, das sich mit der Untersuchung der potenziell toxischen Wirkungen von Nanopartikeln oder Partikeln mit einem Durchmesser von weniger als 100 Nanometern befasst – für den Maßstab entspricht 1 Nanometer 10-6 Millimeter. Im Allgemeinen entstehen die toxischen Eigenschaften nanoskaliger Partikel dadurch, dass solche Partikel ein sehr hohes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen aufweisen. Dieses hohe Verhältnis von Oberfläche zu Volumen macht die Partikel, die oft klein genug sind, um Zellmembranen zu durchdringen, hochreaktiv mit vielen verschiedenen Chemikalien und Geweben. Einige chemische Reaktionen mit nanoskaligen Partikeln können schädliche Auswirkungen auf den Körper haben. Im Bereich der Nanotoxikologie geht es darum, die Zustände, die zu toxischen Wirkungen führen, zu klassifizieren und Wege zu deren Vorbeugung und Behandlung zu erarbeiten.
Eines der Hauptanliegen der Nanotoxikologie ist es herauszufinden, welche Eigenschaften bestimmter nanoskaliger Partikel zu toxischen Wirkungen führen. Die Größe ist einer der Hauptfaktoren, der die Toxizität beeinflusst, da kleinere Partikel Gewebe und Zellen durchdringen und daher Bereiche beeinflussen können, die größere Partikel nicht können. Die Form und Reaktivität eines bestimmten Partikels ist auch für die Nanotoxikologie von großer Bedeutung, da diese Faktoren bis zu einem gewissen Grad die Wirkung von Nanopartikeln auf das umgebende Gewebe bestimmen. Unterschiedliche Partikel können auch eine Vielzahl von Auswirkungen auf verschiedene Gewebearten haben, daher müssen bei der Analyse der Toxikologie eines bestimmten Partikels die äußeren Bedingungen berücksichtigt werden.
Ein weiterer wichtiger Bereich im Bereich der Nanotoxikologie ist der Transport nanoskaliger Partikel durch den Körper. Solche Partikel sind so klein, dass sie durch fast jeden Körperteil aufgenommen werden können. Sobald sie Zugang zum Körper haben, sind sie in der Regel nicht auf den unmittelbaren Absorptionsbereich beschränkt. Sie sind klein genug, um in den Blutkreislauf zu gelangen und zu vielen verschiedenen Organen im ganzen Körper zu gelangen, einschließlich des Gehirns und der Nieren. Es ist ein wichtiges Ziel der Nanotoxikologie, die Art und Weise aufzuklären, wie ein bestimmtes nanoskaliges Partikel in den Körper eindringen und sich durch diesen bewegen kann.
Mehrere unterschiedliche Prozesse mit nanoskaligen Partikeln können zu potenziell toxischen Wirkungen führen. Eine kleine Anzahl solcher Partikel hat zum Beispiel möglicherweise keine merkliche Wirkung, aber wenn sich im Laufe der Zeit viele weitere ansammeln, kann es zu Krankheit kommen. Dies ist aufgrund der Leichtigkeit, mit der solche kleinen Partikel in den Körper gelangen können, ein erhebliches Risiko. Alternativ können die hochreaktiven Partikel Zellen auch ohne Anhäufung in großer Zahl schädigen. Forscher der Nanotoxikologie wollen genau bestimmen, wie nanoskalige Partikel Organismen schädigen, um eine wirksame Abwehr gegen sie zu entwickeln.