Ymchwil Nano-Ddiogelwch

Caiff ungnydau mathau o gelloedd allweddol eu defnyddio'n eang mewn asesiad diogelwch ar gyfer iechyd pobl, oherwydd eu goddefgarwch rheoleiddiol. Fodd bynnag, mae'r systemau safonol hyn yn methu â chynrychioli'r prosesau biolegol cymhleth sy'n digwydd yn y corff dynol. O ganlyniad, dibynnir ar fodelau anifeiliaid i gadarnhau'r perygl ‘corff cyfan’ ar gyfer asesu risg. Yn Abertawe, rydym yn datblygu modelau meinwe 3D realistig a rhagfynegol ar gyfer asesiad diogelwch nanoddeunyddiau, gan leihau'r angen am brofion ar anifeiliaid. Mae hyn wedi cynnwys datblygu sfferoidau yr afu 3D, modelau ysgyfaint cyd-ddiwylliant, modelau croen 3D a systemau sy'n debyg i'r system imiwnedd reddfol.

Un rhwystr sy'n dod yn gynyddol amlwg yw bod adlyniad (geno)docsicoleg traddodiadol i synhwyro ymsefydlu niwed i DNA, wedi cael ei safoni a'i optimeiddio ar gyfer cyfansoddion cemegol ac ni ellir tybio y gellir profi nanoddeunyddiau yn yr un ffordd. O ganlyniad, mae ymchwil ym Mhrifysgol Abertawe wedi sefydlu'r protocolau arbrofol mwyaf addas i asesu (geno)docsicoleg nanoddeunyddiau a thechnegau traddodiadol wedi'u haddasu i hwyluso profion diogelwch y defnyddiau unigryw hyn. Mae'r adlyniadau hyn wedi cael eu rhoi ar waith wrth werthuso potensial genotocsig nanoddeunyddiau wedi'u peiriannu fel swyddogaeth eu nodweddion ffisigo-cemegol.

Mae ymchwil tocsicoleg mewnanadlu yn Abertawe yn ymwneud ag effeithiau gronynnau estron ar yr ysgyfaint megis llygryddion aer neu nanoddeunyddiau wedi'u peiriannu. Mae'r labordy tocsicoleg in vitro ym Mhrifysgol Abertawe yn cynnwys systemau amlygiad o'r radd flaenaf sy'n galluogi cymeriadu'r ENMau wedi'u haerosolu, a amlygwyd yn y rhyngwyneb aer-hylif i alluogi amlygiad realistig i'r systemau in vitro amlgellog uwch sy'n cael eu datblygu.

Er mwyn deall proffil tocsicoleg nanoddeunydd yn llawn, mae angen i ni ddeall ei briodweddau ffisigo-cemegol. Yn Abertawe mae gennym amrywiaeth o dechnegau gwahanol sy'n ein galluogi i gyflawni hyn drwy gydweithrediadau rhyngddisgyblaethol ym mhob rhan o'r brifysgol gan gynnwys y cyfleuster Delweddu Uwch ar gyfer Defnyddiau (AIM) yn y coleg peirianneg. Mae deall priodweddau ffisigo-cemegol nanoddeunydd yn allweddol wrth ddehongli rhyngweithiadau nanoddeunydd-cell. Er enghraifft, sut mae'r defnydd yn rhyngweithio ar arwyneb y gell, a yw'n ymgymryd â chaffael cellol a pha effaith y bydd yn ei gael y tu mewn i'r gell.

Industrial Partners

• AstraZeneca
• Unilever
• Glaxo Smith Klein (GSK)

University Partners

• Adolphe Merkle Institute, University of Fribourg, CH.
• Heriot-Watt University, Edinburgh, UK.
• IUF-Leibniz Institute, Duesseldorf, Germany.
• University of Edinburgh, UK.
• University of Leeds, UK.

Other Collaborative Partners

• BASF
• Health Canada
• MisVik Biology, Finland.
• National Centre for 3Rs (UK)
• Perpetuus Carbon technologies
• Public Health England

• Celtic Advanced Life Science Innovation Network (CALIN)
• HARMLESS
• NanoInformaTIX
• Physiologically Anchored Tools for Realistic nanOmateriaL hazard aSsessment (PATROLS)
• RiskGONE
• SUNSHINE

Clift, M., Jenkins, G., & Doak, S. (2020); An Alternatives Perspective Towards Deducing the Risk of Engineered Nanomaterials to Human Health. Small, 2002002.

Burgum, M., Clift, M., Evans, S., Hondow, N., Miller, M., Bustamante-Lopez, S., Williams, A., Tarat, A., Jenkins, G., & Doak, S. (n.d.) In Vitro Primary‐Indirect Genotoxicity in Bronchial Epithelial Cells Promoted by Industrially Relevant Few‐Layer Graphene. Small, 2002551

Llewellyn, S., Conway, G., Shah, U., Evans, S., Jenkins, G., Clift, M., & Doak, S. (n.d.) Advanced 3D Liver Models for In vitro Genotoxicity Testing Following Long-Term Nanomaterial Exposure. Journal of Visualized Experiments(160)

Conway, G., Shah, U., Llewellyn, S., Cervena, T., Evans, S., Al-Ali, A., Jenkins, G., Clift, M., & Doak, S. (2020). Adaptation of the in vitro micronucleus assay for genotoxicity testing using 3D liver models supporting longer-term exposure durations. Mutagenesis, 35(4), 319-329.

Conway, G., Shah, U., Llewellyn, S., Cervena, T., Evans, S., Al-Ali, A., Jenkins, G., Clift, M., & Doak, S. (2020). Adaptation of the in vitro micronucleus assay for genotoxicity testing using 3D liver models supporting longer-term exposure durations. Mutagenesis, 35(4), 319-330.

Cronin, J. G., Jones, N., Thornton, C. A., Jenkins, G. J. S., Doak, S. H., and Clift, M. J. D. (2020); Nanomaterials and innate immunity: A perspective of the current status in nanosafety. Chemical Research in Toxicology; 33, pp. 1061-1073.

Evans, S., Clift, M., Singh, N., Wills, J., Hondow, N., Wilkinson, T., Burgum, M., Brown, A., Jenkins, G., & Doak, S. (2019). In vitro detection of secondary mechanisms of genotoxicity induced by engineered nanomaterials. Particle and Fibre Toxicology, 16(1)

Burden, N., Aschberger, K., Chaudhry, Q., Clift, M. J. D., Fowler, P., Johnston, H., Landsiedel, R., Rowland, J., Stone, V. and Doak, S. (2017); Aligning nanotoxicology with the 3Rs: What is needed to realise the short, medium and long-term opportunities? Regulatory Toxicology and Pharmacology; 91; pp. 257-266.

Burden, N., Aschberger, K., Chaudhry, Q., Clift, M. J. D., Doak, S., Fowler, P., Johnston, H., Landsiedel, R., Rowland, J. and Stone, V. (2017); The 3Rs as a framework to support a 21st century approach for nanosafety assessment. Nano Today; 12, pp. 10-13.

Wills, J., Hondow, N., Thomas, A., Chapman, K., Fish, D., Maffeis, T., Penny, M., Brown, R., Jenkins, G., Brown, A., White, P., & Doak, S. (2016). Genetic toxicity assessment of engineered nanoparticles using a 3D in vitro skin model (EpiDerm™). Particle and Fibre Toxicology, 13(1)