Negli ultimi anni le nanotecnologie hanno avuto un rapido sviluppo in una vasta gamma di settori dalla farmaceutica alla medicina, dall’energia alle costruzioni, dall’elettronica ai trasporti, sfruttando le proprietà innovative e le enormi potenzialità dei materiali alla scala nanometrica (1-100 nm). Infatti, grazie ad una maggiore superficie per unità di volume rispetto allo stesso materiale massivo (cosiddetto “in forma bulk”), i nanomateriali acquisiscono proprietà chimico-fisiche nuove e migliorate ed una maggiore reattività superficiale.
La Commissione europea (CE) definisce “nanomateriale” un materiale naturale, derivato o fabbricato, costituito da particelle solide isolate o da aggregati/agglomerati, in cui almeno il 50% delle particelle nella distribuzione dimensionale numerica abbia una o più dimensioni esterne inferiori a 100 nm. Più nel dettaglio, con il termine “nanomateriali ingegnerizzati” si intende identificare quei materiali alla nanoscala, intenzionalmente prodotti in laboratorio o a livello industriale, escludendo il particolato ultrafine esistente in natura o proveniente in modo incidentale dalle attività antropiche.
Attualmente in ambito internazionale si considerano i nanomateriali all’interno del gruppo di materiali più ampio costituito dai cosiddetti “materiali avanzati” (AdMa), a cui è riconosciuto un grande potenziale abilitante in diversi settori, come ad esempio le energie rinnovabili, la mobilità sostenibile, l'uso efficiente/risparmio delle risorse, la digitalizzazione, l’industria 4.0, la robotica e la manifattura additiva. Gli AdMa sono intesi come materiali razionalmente progettati per avere proprietà nuove o migliorate e/o caratteristiche strutturali mirate o potenziate, con l'obiettivo di raggiungere prestazioni funzionali specifiche e benefici attesi per l'economia, la società e l'ambiente. La CE annovera le nanotecnologie e gli AdMa nelle Key Enabling Technologies (KETs) “[…] quale indispensabile base tecnologica di tutta una serie di applicazioni produttive che potranno cambiare le nostre vite in futuro, come quelle necessarie per sviluppare tecnologie a bassa emissione di carbonio, migliorare l’efficienza energetica e l’utilizzo delle risorse, arginare il cambiamento climatico o permettere di invecchiare in buona salute”. Gli investimenti in questo settore sono nella maggior parte di natura pubblica, come indicato dalle ingenti risorse previste nel Programma Horizon Europe e nei precedenti programmi quadro, anche se negli ultimi anni sono progressivamente cresciuti anche gli investimenti privati. Si stima per il mercato globale delle nanotecnologie una crescita di circa il 17% annuo nel periodo 2018 - 2024.
I lavoratori che producono, utilizzano, trasportano o manipolano nanomateriali in forma di polvere, quali materiali bidimensionali, fibre o particelle sono potenzialmente i primi esposti nel ciclo di vita dei prodotti nanotecnologici. I nanomateriali, infatti, possono contaminare gli ambienti di lavoro e rappresentare un pericolo per la salute.
Il laboratorio Rischio agenti cancerogeni e mutageni del Dimeila realizza studi sulla valutazione degli effetti tossici (in vitro e su lavoratori esposti) dei nanomateriali. Gli studi in vitro vengono effettuati su linee cellulari umane di origine alveolare (A549) e bronchiale (BEAS-2B) per valutare i potenziali effetti tossici sul polmone che rappresenta uno dei principali organi bersaglio dei suddetti nanomateriali. Uno degli obiettivi di questi studi è quello di identificare e realizzare un modello sperimentale che utilizzi metodiche complementari in grado di testare i nanomateriali selezionati valutandone gli effetti genotossici, citotossici, ossidativi, epigenetici e infiammatori.
Sui lavoratori che producono o manipolano nanomateriali viene utilizzato un pannello di biomarcatori di esposizione ed effetto precoce genotossico, ossidativo, epigenetico ed infiammatorio da associare alle misure espositive.
Tutte le informazioni raccolte vengono integrate con i dati di caratterizzazione dell’esposizione ottenuti attraverso il monitoraggio ambientale e biologico (Laboratorio rischio agenti chimici) al fine di sviluppare strumenti utili per la prevenzione e la gestione del rischio a nanomateriali nei luoghi di lavoro, sulla base di un approccio integrato volto a prevenire i rischi per la salute e garantirne uno sviluppo sicuro e responsabile.