Los productos de consumo nano-habilitados rodean a las personas todos los días, del cuidado personal, productos cosméticos, ropa y electrónica, a alimentos y bebidas.

El Inventario de productos de consumo de nanotecnología mantenido por el Centro internacional para académicos Woodrow Wilson enumera 1, 814 productos de consumo nano-habilitados, muchos de los cuales tienen un riesgo potencial para la seguridad si se inhalan. Sin embargo, sus riesgos biológicos potenciales aún se desconocen en gran medida.

El profesor Yi Zuo de la Universidad de Hawai'i en Mānoa College of Engineering ha desarrollado un nuevo método para revelar el mecanismo molecular de las interacciones nano-bio en los pulmones. Esta investigación fue publicada en la edición de julio de 2017 de la revista científica ACS Nano , "Revelando la estructura molecular de la corona de surfactante pulmonar en nanopartículas".

El estudio de Zuo mostró que una vez que las nanopartículas inhaladas ingresan a los pulmones, se envuelven rápidamente con una corona biomolecular hecha del tensioactivo pulmonar natural. Toda la superficie de los pulmones está revestida con una película de tensioactivo pulmonar de lípidos y proteínas, que cumple una importante función fisiológica de defensa del huésped y reducción de la tensión superficial. La corona de tensioactivo pulmonar proporciona a las nanopartículas inhaladas una nueva identidad en sus interacciones posteriores con el sistema biológico, como su aclaramiento y toxicidad celular.

"Las interacciones a escala molecular entre nanopartículas y biomoléculas son demasiado pequeñas y demasiado rápidas para ser visualizadas por la mayoría de los métodos experimentales convencionales, "Dijo Zuo." Por lo tanto, Estudiamos las interacciones nano-bio con un experimento virtual llamado simulaciones de dinámica molecular. Usando supercomputadoras, Creamos una caja virtual en la que un cierto número de moléculas y partículas pueden moverse e interactuar entre sí durante un cierto tiempo siguiendo las leyes naturales de la física y la química. El estado de equilibrio final de la simulación revela el mecanismo molecular de las interacciones nano-bio ".

Este estudio también puede avanzar en la comprensión de otros contaminantes del aire, como vog, un contaminante del aire que es exclusivo de Hawai'i debido a sus erupciones volcánicas. Dado el medio ambiente, impacto en la salud y la seguridad de vog, existe una necesidad urgente de comprender su riesgo pulmonar, especialmente para aquellos con afecciones respiratorias existentes y niños, cuyo sistema respiratorio es significativamente más vulnerable a la invasión de partículas que los adultos.

Zuo continúa estudiando el mecanismo molecular de las interacciones nano-bio utilizando simulaciones de dinámica molecular y nuevas técnicas experimentales desarrolladas en su Laboratorio de Biocoloides y Biointerfaces. ayudando a proporcionar una métrica útil para regular y supervisar las aplicaciones comerciales de la nanotecnología hacia un desarrollo más seguro y sostenible.