Factores que influyen en la toxicidad de nanopartículas

Los factores que influyen en la toxicidad de las nanopartículas se clasifican en dos grandes tipos: los químicos y los físicos.

Químicos:

• Composición química: La toxicidad no se ve afectada sólo por la naturaleza de los nanomateriales, sino también la presencia de otros compuestos químicos como hidrocarburos aromáticos policíclicos y metales de transición (como hierro, níquel que intervienen en reacciones que producen compuestos reactivos de oxígeno) adheridos a su superficie.
• Solubilidad en fluidos biológicos: Algunas nanopartículas, dependiendo de la composición química, pueden disolverse con mayor velocidad en fluidos biológicos. Este es un parámetro importante ya que al disolverse, las nanopartículas pierden sus propiedades toxicológicas.

Físicos:

• Tamaño: Las nanopartículas tienen un tamaño del orden de 10⁻⁹ m. Al disminuir su tamaño se produce un aumento del número de átomos que se pueden encontrar en la superficie, lo que aumenta la reactividad y toxicidad de dichas partículas.

Por otra parte, cuando la vía de entrada es la respiratoria, el tamaño de la nanopartícula determina el lugar a lo largo del tracto respiratorio donde se va a depositar.

• Superficie: La reactividad química de una partícula depende de su superficie ya que en ella se llevan a cabo las reacciones químicas por el contacto entre reactivos. La superficie de las nanopartículas es inversamente proporcional a su tamaño ya que, como se mencionó anteriormente, entre menor sea el tamaño, mayor será el número de partículas y entre mayor sea el número de partículas, mayor es la superficie de contacto por lo que aumenta la reactividad química.
• Forma: Las nanopartículas pueden tener diferentes formas (Figura 1). Se ha comprobado que la toxicidad es mayor en nanopartículas de plata con forma triangular truncada, ya que su mayor número de caras las hace más reactivas, seguida de aquellas con formas tubulares, irregulares y por último, siendo las de formas esféricas las que presentan menor toxicidad. 

Figura 1. Nanopartículas de diferentes geometrías. Recuperado de https://bit.ly/3ge6us5

• Estructura: La cristalinidad de algunos compuestos inorgánicos (como el sílice) puede contribuir a modular las propiedades toxicológicas de las nanopartículas.
• Estado de los aglomeración: Las nanopartículas suelen encontrarse en aglomerados (grupos de partículas unidas por interacciones débiles como las de Van Der Waals, electrostáticas, y de tensión superficial que pueden dispersarse por medios mecánicos) y en agregados (grupos de partículas fuertemente asociadas cuya dispersión resulta muy difícil por medios mecánicos). Estas dos formas de agrupación determinan, dependiendo del tamaño de su diámetro, el lugar en el que se depositan las nanopartículas en el organismo. También modifican la toxicidad ya que una estructura compacta disminuye la superficie expuesta a comparación de una estructura de cadena abierta.