La nanotoxicología es un subcampo de la toxicología que se ocupa del estudio de los efectos potencialmente tóxicos de las partículas a nanoescala, o partículas con un diámetro de menos de 100 nanómetros; para la escala, 1 nanómetro equivale a 10-6 milímetros. En general, las propiedades tóxicas de las partículas a nanoescala surgen del hecho de que tales partículas tienen una relación superficie / volumen muy alta. Esta alta relación superficie-volumen hace que las partículas, que a menudo son lo suficientemente pequeñas como para penetrar las membranas celulares, sean altamente reactivas con muchos productos químicos y tejidos diferentes. Algunas reacciones químicas que involucran partículas a nanoescala pueden tener efectos nocivos dentro del cuerpo. El campo de la nanotoxicología se ocupa de clasificar las condiciones que conducen a efectos tóxicos y de idear formas de prevenirlos y tratarlos.
Una de las principales preocupaciones del campo de la nanotoxicología es determinar qué propiedades de partículas específicas a nanoescala provocan efectos tóxicos. El tamaño es uno de los principales factores que afecta la toxicidad, ya que las partículas más pequeñas pueden penetrar los tejidos y las células y, por lo tanto, pueden afectar áreas que las partículas más grandes no pueden. La forma y reactividad de una partícula determinada también es muy importante para la nanotoxicología, ya que estos factores determinan, hasta cierto punto, el efecto que las partículas a nanoescala tienen sobre el tejido circundante. Diferentes partículas también pueden tener una variedad de efectos en diferentes tipos de tejido, por lo que se deben considerar las condiciones externas al analizar la toxicología de una determinada partícula.
Otra área de importancia en el campo de la nanotoxicología es el transporte de partículas a nanoescala por todo el cuerpo. Estas partículas son tan pequeñas que pueden absorberse a través de casi cualquier parte del cuerpo. Una vez que obtienen acceso al cuerpo, tienden a no limitarse al área inmediata de absorción. Son lo suficientemente pequeños como para pasar al torrente sanguíneo y viajar a muchos órganos diferentes en todo el cuerpo, incluidos el cerebro y los riñones. Elucidar la forma en que una partícula a nanoescala determinada puede entrar y viajar a través del cuerpo es un objetivo vital del campo de la nanotoxicología.
Varios procesos diferentes que involucran partículas a nanoescala pueden provocar efectos potencialmente tóxicos. Es posible que una pequeña cantidad de estas partículas, por ejemplo, no tengan ningún efecto notable, pero se pueden producir enfermedades si se acumulan muchas más con el tiempo. Este es un riesgo significativo debido a la facilidad con la que estas pequeñas partículas pueden ingresar al cuerpo. Alternativamente, las partículas altamente reactivas pueden causar daño a las células incluso sin acumularse en grandes cantidades. Los investigadores de nanotoxicología esperan determinar con precisión cómo las partículas a nanoescala dañan a los organismos para desarrollar una defensa eficaz contra ellas.