Les nanocristaux de cellulose sont-ils nocifs pour la santé humaine ? La réponse peut dépendre de la voie d'exposition, selon une revue de la littérature par un scientifique de Virginia Tech, mais il y a eu peu d'études et de nombreuses questions demeurent.

Ecrit dans la revue Industrial Biotechnology, Maren Roman, professeur agrégé de biomatériaux durables au Collège des ressources naturelles et de l'environnement, a souligné des divergences dans les études visant à déterminer si les nanocristaux de cellulose sont toxiques lorsqu'ils sont inhalés ou pour des cellules particulières du corps. Elle a déclaré que davantage d'études sont nécessaires pour étayer les résultats de la recherche selon lesquels les nanocristaux ne sont pas toxiques pour la peau ou lorsqu'ils sont avalés.

Les nanocristaux de cellulose sont produits à partir de matériaux renouvelables, comme la pâte de bois. Biocompatible et biodégradable, le low cost, un matériau de grande valeur est à l'étude pour une utilisation dans des composites et des films optiques haute performance, comme agent épaississant, et pour administrer des médicaments sous forme de pilules ou par injection. Mais avant qu'un matériau puisse être commercialisé, son impact sur l'environnement et la santé humaine doit être déterminé.

Romain, également associé au Macromolecules and Interfaces Institute de Virginia Tech, passé en revue les études publiées sur les effets des nanocristaux de cellulose sur le système respiratoire, système digestif, peau, et les cellules.

Dans le système respiratoire, le corps peut éliminer les particules de la gorge et des zones nasales en les déplaçant vers la bouche. Les particules sont éliminées des poumons par engloutissement et dégradation ou mouvement vers le haut, en fonction de la taille des particules et de la charge de surface.

Les premières études ont montré que les lésions tissulaires et l'inflammation dépendaient de la dose et de la forme de l'échantillon —– poudre sèche versus suspension dans un liquide porteur. Une étude animale ultérieure n'a montré aucun effet néfaste des particules inhalées, mais Roman a souligné que la taille, forme, et la charge de surface des particules étaient inconnues.

La plupart des études sur l'effet des nanoparticules sur le tractus gastro-intestinal—bouche, œsophage, estomac, et les intestins - ont montré que les particules traversent et sont éliminées, Roman a rapporté. Cependant, certaines études ont démontré que les nano- et microparticules peuvent pénétrer la barrière protectrice de l'intestin et atteindre la circulation sanguine.

Roman a décrit les propriétés des nanocristaux de cellulose :taille, propriétés électrostatiques, structure moleculaire, et le pH - qui rendent leur pénétration peu probable, mais ont noté qu'il n'y avait eu que deux études publiées sur la toxicité orale spécifiquement des nanocristaux de cellulose.

La plupart des études sur l'exposition cutanée aux nanoparticules n'ont signalé aucune perméation involontaire de nanoparticules à travers la couche externe de la peau. Les trois études publiées sur la toxicité des nanocristaux de cellulose lors d'une exposition cutanée ont montré que les nanocristaux de cellulose ne causaient aucune sensibilisation cutanée aux lésions des tissus cutanés.

Et si une nanoparticule atteint les cellules, comme dans le cerveau? La plupart des études ont également montré que les nanocristaux de cellulose ne sont pas toxiques pour les cellules, selon la dose. L'impact le plus grave a été une perte de 20 pour cent de la viabilité des cellules hépatiques chez la truite arc-en-ciel.

Des études ont également examiné des cellules humaines, comme du cerveau, gorge, et oeil, et d'autres animaux. "Les écarts dans les résultats ne sont pas surprenants, " dit Romain, « considérant que les études ont toutes utilisé des lignées cellulaires différentes, sources de cellulose, procédures de préparation, et les méthodes de post-traitement ou de préparation d'échantillons.

Elle a également critiqué une grande partie de la recherche pour négliger les produits chimiques pouvant être présents dans les nanocristaux de cellulose provenant d'un traitement antérieur.

"Ce n'est qu'en caractérisant soigneusement les particules et en excluant les facteurs d'interférence que nous pourrons développer une compréhension détaillée des effets néfastes potentiels sur la santé des nanocristaux de cellulose, " conclut Romain.