Au cours des six dernières années, le Programme National de Recherche "Opportunités et Risques des Nanomatériaux" (PNR 64) a étudié intensivement le développement, utilisation, comportement et dégradation des nanomatériaux manufacturés, y compris leur impact sur l'homme et sur l'environnement.

Vingt-trois projets de recherche en biomédecine, l'environnement, énergie, les matériaux de construction et les aliments ont démontré l'énorme potentiel des nanoparticules manufacturées pour de nombreuses applications dans l'industrie et la médecine. Grâce à ces projets, nous en savons maintenant beaucoup plus sur les risques associés aux nanomatériaux et sommes donc en mesure de déterminer avec plus de précision où et comment ils peuvent être utilisés en toute sécurité.

"L'un des critères spécifiés dans le programme était que chaque projet devait examiner à la fois les opportunités et les risques, et dans certains cas, c'était un défi majeur pour les chercheurs, " explique Peter Gehr, Président du comité de pilotage du PNR 64.

Un développement qui est proche de l'application industrielle concerne un matériau de construction renforcé avec de la nanocellulose qui peut être utilisé pour produire un matériau isolant solide mais léger. Des recherches fructueuses ont également été menées dans le domaine de l'énergie, où l'objectif était de trouver un moyen de rendre les batteries lithium-ion plus sûres et plus efficaces.

Des perspectives prometteuses pour la nanomédecine

Un grand potentiel est prévu pour le domaine de la nanomédecine. Neuf des 23 projets du PNR 64 se sont concentrés sur les applications biomédicales des nanoparticules. Il s'agit notamment de leur utilisation pour l'administration de médicaments, par exemple dans la lutte contre les virus, ou comme immunomodulateurs dans un vaccin contre l'asthme. Une autre application prometteuse concerne l'utilisation de nano-aimants pour filtrer les substances métalliques nocives du sang. L'un des projets a démontré que certaines nanoparticules peuvent traverser la barrière placentaire, ce qui indique de nouvelles options thérapeutiques potentielles. Le potentiel des matériaux de substitution cartilagineux et osseux à base de nanocellulose ou de nanofibres a également été étudié.

L'examen des risques potentiels pour la santé était au centre du PNR 64. Un certain nombre de projets ont examiné ce qui se passe lorsque des nanoparticules sont inhalées, tandis que deux se sont concentrés sur l'ingestion. L'un d'eux a cherché à savoir si l'intestin humain est capable d'absorber le fer plus efficacement s'il est administré sous forme de nanoparticules de fer dans un additif alimentaire, tandis que l'autre a étudié les nanoparticules de silicium telles qu'elles se présentent dans des condiments en poudre. Il a été établi que d'autres études seront nécessaires afin de déterminer les doses qui peuvent être utilisées sans risquer une réaction inflammatoire dans l'intestin.

Que deviennent les nanomatériaux manufacturés dans l'environnement ?

L'objectif des sept projets axés sur l'impact environnemental était de mieux comprendre la toxicité des nanomatériaux et leur dégradabilité, stabilité et accumulation dans l'environnement et dans les systèmes biologiques. Ici, les équipes de recherche ont surveillé la façon dont les nanoparticules manufacturées se diffusent tout au long de leur cycle de vie, et où ils finissent ou comment ils peuvent être jetés.

L'un des projets a établi que 95 % des nanoparticules d'argent éliminées des textiles sont collectées dans des stations d'épuration, tandis que les particules restantes se retrouvent dans les boues d'épuration, qui en Suisse est incinéré. Dans un autre projet, un appareil de mesure a été développé pour déterminer comment les micro-organismes aquatiques réagissent lorsqu'ils entrent en contact avec des nanoparticules.

Application des résultats et mise à disposition de l'industrie

"Les résultats des projets PNR 64 constituent la base d'une application sûre des nanomatériaux, " déclare Christoph Studer de l'Office fédéral de la Santé publique . "Il est devenu évident que les instruments réglementaires tels que les directives de test devront être adaptés au niveau national et international." Studer a suivi de près le programme de recherche en sa qualité de représentant du gouvernement suisse dans le PNR 64. Dans ce contexte, la matrice de précaution développée par le gouvernement est un instrument important grâce auquel les entreprises peuvent évaluer systématiquement les risques liés à l'utilisation de nanomatériaux dans leurs processus de production.

L'importance de la caractérisation et de l'évaluation standardisées des nanomatériaux manufacturés a été soulignée par l'étroite coopération entre les chercheurs du programme. « Le réseau de recherche qui s'est constitué dans le cadre du PNR 64 fonctionne bien et doit être davantage alimenté, " déclare le professeur Bernd Nowack de l'Empa, qui a dirigé l'un des 23 projets.

Les résultats du PNR 64 montrent que les nouvelles technologies clés telles que l'utilisation de nanomatériaux doivent être étroitement surveillées par la recherche fondamentale en raison du manque de données sur leurs effets à long terme. Comme le souligne Peter Gehr, « Nous en savons maintenant beaucoup plus sur les risques des nanomatériaux et sur la manière de les maîtriser. Cependant, nous devons mener des recherches supplémentaires pour savoir ce qui se passe lorsque les humains et l'environnement sont exposés à des nanoparticules artificielles sur de plus longues périodes, ou ce qui se passe longtemps après une exposition unique."