La toxicologie en tant que science n'a pas évolué pour suivre le rythme de la révolution chimique, selon Thomas Hartung écrit dans l'International Journal of Risk Assessment and Management, Hartung met en évidence dix problèmes qui doivent être résolus si la toxicologie doit être adaptée aux objectifs du 21e siècle.

Jusqu'à la révolution industrielle, la gamme presque complète des poisons et des toxines résidait dans le domaine naturel. Alcaloïdes mortels de plantes toxiques, roches contenant de l'arsenic, fumées nocives des incendies et de nombreuses autres sources de risque. Il a fallu attendre la révolution industrielle et la maturation de l'alchimie en chimie, que les produits chimiques synthétiques sont devenus un problème. Aux XIXe et XXe siècles, les chimistes ont identifié littéralement des dizaines de millions de produits chimiques supplémentaires dans la nature et dans leurs laboratoires et ont transformé ce qui était essentiellement un monde d'arsenic et de vieille dentelle en le vaste espace chimique de toxicité que nous connaissons, mais ne peut pas comprendre pleinement aujourd'hui.

Selon Hartung du Center for Alternatives to Animal Testing de la Johns Hopkins Bloomberg School of Santé publique , à Baltimore, Maryland, USA et aussi de l'Université de Constance, Allemagne, il y a dix questions principales à aborder dans la modernisation de la toxicologie :

La disparité des exigences de test et d'acceptation des risques pour différents produits et zones géographiques, débit et coûts des tests par rapport aux besoins de test, prédictivité limitée pour l'homme, approches de précaution du développement de médicaments adaptées à d'autres domaines, utilisation animale, nouveaux produits non adaptés aux tests traditionnels, nouveaux dangers non couverts, mélanges de substances toxiques non abordés, susceptibilités individuelles et sous-populations vulnérables non couvertes, et des normes de recherche et de publication de base médiocres.

Hartung concède qu'il est relativement facile de critiquer et pourtant les problèmes semblent évidents dans son analyse et qu'un changement est nécessaire. Il suggère qu'étant donné l'intransigeance dans le monde des politiques et méthodes toxicologiques internationales, ce problème primordial doit d'abord être surmonté avant que ces dix problèmes puissent être abordés. « Alors que les approches actuelles sont encore nécessaires, il y a de la place pour des changements substantiels, " dit-il. " Pour relever les défis du 21ème siècle, il faut une révolution plutôt qu'une évolution."