Risques associés aux nanoparticules d’argent

Les risques associés aux nanoparticules d’argent

Par l’équipe AVICENN – Dernier ajout août 2022

Des centaines de tonnes de nanoparticules d’argent sont produites chaque année dans le monde pour leurs propriétés antibactériennes ou antifongiques, malgré des risques pour l’environnement inquiétants, notamment pour les microorganismes, la flore et la faune aquatiques¹Voir par exemple :
– Proteomics reveals multiple effects of titanium dioxide and silver nanoparticles in the metabolism of turbot, Scophthalmus maximus, Araújo MJ et al., Chemosphere, 2022
– The Biological Cost of Antimicrobial Nanosilver Exposure, AzoNano, 30 mai 2022 > Whole-lake nanosilver additions reduce northern pike (Esox lucius) growth, Slongo BD et al., Science of The Total Environment, 838(2), 56219, septembre 2022
– Comparative evaluation on the toxic effect of silver (Ag) and zinc oxide (ZnO) nanoparticles on different trophic levels in aquatic ecosystems: A review, Sibiya A et al., Journal of applied toxicology, 2022
– Les nanoparticules perturbent les algues, Université de Genève, 25 novembre 2020 (Metabolomics for early detection of stress in freshwater alga Poterioochromonas malhamensis exposed to silver nanoparticles, Liu W et al., Scientific Reports, 10, novembre 2020)
– How Nanosilver Gets Into Our Freshwater, and What We Need To Do About It, Lauren Hayhusrt, Fisheries Research Biologist, IISD Experimental Lakes Area, 16 avril 2020
– Silver Uncontrolled: How nanosilver gets into our fresh water, and what we need to do about it, Lauren Hayhusrt, Fisheries Research Biologist, Experimental Lakes Area, 29 novembre 2019
– Comparative multi-generation study on long-term effects of pristine and wastewater-borne silver and titanium dioxide nanoparticles on key lifecycle parameters in Daphnia magna, Hartmann S et al., NanoImpact, 14, février 2019
– Phytotoxicity of Silver Nanoparticles to Aquatic Plants, Algae, and Microorganisms, Domingo G et al., Nanomaterials in Plants, Algae and Microorganisms – Concepts and Controversies, volume 2 : 143-168, 2019
– France Diplomatie, Les nanoparticules d’argent sont toxiques pour les organismes aquatiques, 26 octobre 2018 ; Waterborne exposure of adult zebrafish to silver nanoparticles and to ionic silver results in differential silver accumulation and effects at cellular and molecular levels, Lacave JM et al., Science of The Total Environment, 642 : 1209-1220, novembre 2018
– Accumulation of Silver in Yellow Perch (Perca flavescens) and Northern Pike (Esox lucius) From a Lake Dosed with Nanosilver, Jonathan D. Martin, Paul C. Frost, Holger Hintelmann, Karla Newman, Michael J. Paterson, Lauren Hayhurst, Michael D. Rennie, Margerite A. Xenopoulos, Viviane Yargeau, Chris D. Metcalfe, Environmental Science & Technology, 2018et les microorganismes du sol²Voir notamment :
– Destruction of Cell Topography, Morphology, Membrane, Inhibition of Respiration, Biofilm Formation, and Bioactive Molecule Production by Nanoparticles of Ag, ZnO, CuO, TiO2, and Al2O3 toward Beneficial Soil Bacteria, Ahmed B et al., ACS Omega, 5, 14, 7861-7876, 2020
– Effect of silver nanoparticle contaminated biosolids on the soil microbial community, Dias Samarajeewa A et al., NanoImpact, 14, février 2019, et des risques également sanitaires (argyrisme à fortes doses³L’argent colloïdal en question, RFJ, 11 novembre 2021 et surtout résistances des bactéries principalement).

Evaluations des risques

Vers une classification de l’argent

En 2015, l’ANSES avait appelé à une classification des nanoparticules d’argent dans le cadre du règlement européen CLP⁴L’ANSES recommande de limiter la mise sur le marché de produits contenant des nanoparticules d’argent, veillenanos.fr, mars 2015 et Evaluation des risques sanitaires et environnementaux liés à l’exposition aux nanoparticules d’argent, ANSES, dernière màj mars 2018.

Le 19 octobre 2020, au terme d’une longue procédure⁵ Une évaluation des risques liés à l’argent (y compris ses nanoformes) devait être menée par les Pays-Bas en 2014 dans le cadre du plan d’action (CORAP) de l’ECHA du fait des inquiétudes concernant l’écotoxicité et le devenir environnemental de l’argent, particulièrement sous forme nano. Un document de 2016 laissait penser que les informations recueillies auprès des fabricants devaient encore être complétées (cf. DECISION ON SUBSTANCE EVALUATION PURSUANT TO ARTICLE 46(1) OF REGULATION (EC) NO 1907/2006 For Silver, CAS No 7440-22-4 (EC No 23 1-131-3), ECHA, juillet 2016).
En 2018, l’évaluation de l’utilisation biocide de différentes formes d’argent (y compris les formes nanocomposites) et de sels d’argent était en cours, par la Suède, dans la perspective de propositions pour une classification et un étiquetage harmonisés (CLH) de ces formes d’argent (cf. Cf. SUBSTANCE EVALUATION CONCLUSION and EVALUATION REPORT for Silver EC No 231-131-3 CAS No 7440-22-4, novembre 2018). En 2019, la page dédiée sur le site de l’ECHA indiquait qu’une proposition CLH avait bien été formalisée en mai 2019 par la Suède., l’agence européenne des produits chimiques (ECHA) a soumis à consultation une proposition de classification de l’argent et du nanoargent⁶Cf. proposition de classification de l’argent et du nanoargent, ECHA, octobre 2020 avec, pour ce dernier, les valeurs suivantes :

• Sensibilisation cutanée de catégorie 1, H317 (peut provoquer une allergie cutanée)
• Mutagénicité sur les cellules germinales de catégorie 2, H341 (susceptible d’induire des anomalies génétiques)
• Toxicité pour la reproduction de catégorie 1B, H360FD (peut nuire à la fertilité, peut nuire au fœtus)
• Danger pour le milieu aquatique H400 et H410 (toxicités aigüe et chronique de catégorie 1).

La classification, était annoncée pour mars 2022 au plus tard mais a été repoussée au 30 juillet 2022, lors de l’examen par le Comité d’évaluation des risques (RAC) de l’ECHA début juin 2022. Elle devrait avoir pour conséquence la mise en place des mesures de protection et vraisemblablement l’arrêt de l’utilisation de certaines applications grand public (à préciser en fonction de la classification retenue).

Non-approbation comme biocide de l’argent « en tant que nanomatériau »

En août 2021, la décision de non-approbation comme biocide de l’argent « en tant que nanomatériau » a été publiée dans le Journal official de l’Union européenne (JOUE) pour les types de produits 2, 4 et 9.

D’un point de vue juridique, cette décision intervient en raison de l’absence de demande émanant d’un industriel en vue d’obtenir une autorisation d’utilisation de nanoargent à des fins biocides⁷En effet, il arrive que les fabricants ne déposent pas de dossier de demande d’autorisation (ou le retirent ou ne le renouvellent pas) pour un biocide qui ne répond pas aux exigences plus strictes de la nouvelle réglementation biocides (ou pour lequel ils estiment que le coût sera trop élevé pour y répondre). – et non pas en raison des risques (avérés) du nanoargent pour la santé et/ou l’environnement.

Les études sur la toxicité du nano-argent

En 2020, une revue de littérature⁸Cf. Pulmonary toxicity of silver vapours, nanoparticles and fine dusts: A review, Hadrup N et al., Regulatory Toxicology and Pharmacology, 115, août 2020 réalisée par des chercheurs danois a montré qu’une partie des nanoparticules d’argent inhalées se retrouve dans les poumons, les ganglions lymphatiques, le foie, les reins, la rate, les ovaires et les testicules et conduisent à des défaillances de la fonction pulmonaire ainsi qu’à de l’inflammation pulmonaire. Si les ions ont un effet plus important, le schéma de toxicité est similaire pour les nanoparticules. L’argent a été évalué comme étant génotoxique sur la base d’études in vitro et in vivo.

En 2021, l’Institut national américain de santé au travail (NIOSH) a analysé plus de cent études sur les nanomatériaux d’argent⁹Cf. Health Effects of Occupational Exposure to Silver Nanomaterials, Current Intelligence Bulletin 70, NIOSH, mai 2021 :

• dans les études portant sur des cellules humaines, les nanomatériaux d’argent ont été associés à une toxicité (mort cellulaire et dommages à l’ADN) qui variait en fonction de la taille des particules
• chez les animaux exposés aux nanomatériaux d’argent (par inhalation ou par d’autres voies d’exposition), les concentrations tissulaires d’argent étaient élevées dans tous les organes testés et l’exposition aux nanomatériaux d’argent était associée à une diminution de la fonction pulmonaire, à une inflammation des tissus pulmonaires et à des modifications histopathologiques (tissus microscopiques) du foie et des reins.

Dans les études (relativement peu nombreuses) qui ont comparé les effets de l’exposition à l’argent à l’échelle nanométrique ou à l’échelle microscopique, les particules d’argent d’échelle nanométrique sont plus absorbées et plus toxiques que les particules à l’échelle microscopique.
Le NIOSH a également évalué les données de deux études sur l’inhalation subchronique (durée intermédiaire) chez les rats qui ont révélé des effets néfastes sur les poumons et le foie (notamment une inflammation pulmonaire à un stade précoce et une hyperplasie des voies biliaires du foie).

Dans un article publié en juin 2021 par Nature nanotechnology, des chercheur·es de l’Université de Pittsburgh (USA) mettent en garde contre l’utilisation généralisée des nanoparticules d’argent dans les produits de consommation (machines à laver, textiles, peintures, …) et insistent sur le fait que le recours aux nanoparticules d’argent doit être réservé aux seuls équipements de santé afin de limiter les résistances bactériennes.

En juillet 2021, les nanoparticules d’argent ont été identifiées comme l’une des quatre catégories de nanoparticules les plus à risque par une équipe de la University College Dublin¹⁰Cf. A semiquantitative risk ranking of potential human exposure to engineered nanoparticles (ENPs) in Europe, Li, Y and Cummins, E, Science of the Total Environment, 778, juillet 2021.

Évaluation des risques par secteurs d’application

Dans le domaine alimentaire

En 2011, l’Institut pour une culture de sécurité industrielle (ICSI) avait réalisé une étude qui analyse coût-bénéfices de l’usage des nanoparticules dans les réfrigérateurs et dont les conclusions suggéraient que « le bénéfice net des nanoparticules d’argent dans les réfrigérateurs domestiques est négatif, c’est-à-dire que les coûts excèdent les bénéfices« .

En avril 2015, la présence de nanoparticules d’argent dans l’additif E174 (utilisé comme colorant argenté et décoratif pour les pâtisseries et chocolats) a été confirmée. Mais en décembre 2015, l’EFSA a considéré que « l’information disponible est insuffisante pour évaluer la sécurité de l’argent comme additif alimentaire »¹¹Cf. Scientific opinion on the re-evaluation of silver (E 174) as food additive, EFSA, décembre 2015, ce qu’a confirmé le SCCS en 2018 dans le domaine cosmétique (voir ci-dessous).
L’ANSES a rappelé par ailleurs que l’argent, qu’il soit sous forme nanoparticulaire ou non, ne figure pas dans la liste des minéraux pouvant être utilisés pour la fabrication des compléments alimentaires. Compte tenu de la présence de nano-argent dans des compléments alimentaires distribués notamment par le biais du commerce en ligne, l’Agence a recommandé de renforcer l’information des consommateurs et le contrôle de la distribution de ces produits qui contiendraient des nanoparticules d’argent.

Une étude italienne publiée en 2021 montre l’accumulation et le lente élimination de nanoparticules d’argent dans le cerveau de souris après administration orale à faibles doses chez la souris, associées à des effets sur les cellules gliales et à des altérations ultrastructurales de la la barrière hémato-encéphalique¹²Cf. Repeated oral administration of low doses of silver in mice: tissue distribution and effects on central nervous system, Recordati et al., Particle and Fibre Toxicology, 18:23, 2021.

Une revue de la littérature publiée en mars 2022 alerte sur le potentiel pro-inflammatoire, dans l’intestin, des nanoparticules d’argent, après une exposition orale humaine (génération d’un stress oxydatif, accompagné d’un dysfonctionnement mitochondrial, d’une interférence avec les facteurs de transcription et de la production de cytokines)¹³Cf. Pro-inflammatory effects of silver nanoparticles in the intestine, Sousa A et al., Archives of Toxicology, 96 : 1551–1571, 2022.

Dans les cosmétiques

Dans le domaine cosmétique, l’argent colloïdal (nano) fait depuis 2015 l’objet d’une procédure d’évaluation par le Comité Scientifique Européen pour la Sécurité des Consommateurs (CSSC ou SCCS en anglais, pour « Scientific Committee on Consumer Safety« ). 63 notifications de produits contenant de l’argent colloïdal ont été réalisées auprès de la Commission ; le SCCS a rendu un avis en octobre 2018 réitérant que les données recueillies ne permettaient pas de s’assurer de l’innocuité du nanoargent dans les applications cosmétiques¹⁴Voir notamment :
– OPINION ON Colloidal Silver (nano) – final version, SCCS, octobre 2018
– OPINION ON Colloidal Silver (nano) – preliminary version, SCCS, février 2018
– Call for data on ingredients of Colloidial silver nano in the framework of Regulation 1223/2009 on Cosmetic products, SCCS, mars 2015
– Request for a scientific opinion: Colloidal Silver (nano) CAS No 7440-22-4, EC No 231-131-3, SCCS, date ?
– Minutes of the 5th Plenary Meeting of the Scientific Committee on Consumer Safety (SCCS), 24-25 octobre 2017 : « A request for information and clarification was sent back to Applicants with a deadline by 30 September 2017. Four replies from 3 Applicants have been received and are under assessment. ».

Dans les textiles

Beaucoup de vêtements de sport seraient traités au nanoargent.

Pour rappel, l’un des premiers rapports à alerter sur le sujet était celui de l’Afsset (ancêtre de l’Anses) qui dès 2010 pointait l’absurdité de produits tels que les chaussettes au nanoargent, dont les nanoparticules disparaissaient au lavage (et alors même que les nanoparticules sont connues pour leurs effets délétères sur la faune aquatique)¹⁵Cf. Évaluation des risques liés aux nanomatériaux pour la population générale et pour l’environnement, Afsset (aujourd’hui ANSES), mars 2010.

En décembre 2018, Svenskt Vattens, le syndicat suédois des eaux et des eaux usées a alerté sur l’argent antibactérien et anti-odeur provenant de textiles de sport¹⁶Cf. Adidas continues to sell clothing treated with toxic silver despite the risk to aquatic environments, Svenskt Vattens, 17 décembre 2018. : c’est la plus grande source connue d’argent dans les stations de traitement de l’eau, une menace pour nos lacs et nos mers, ainsi qu’un risque de propagation de la résistance aux antimicrobiens. Les marques et distributeurs sont invités à cesser de vendre des vêtements traités à l’argent pour protéger l’eau (Adidas est pointé comme le plus mauvais élève).

En avril 2019, l’ONG Women’s Voices for the Earth s’inquiète de l’utilisation de nanoargent dans les serviettes et sous-vêtements menstruels¹⁷Cf. Concerns About Nanosilver in Period Products, Womens voice, 24 avril 2019, du fait des risques pour la santé et pour l’environnement.

En mars 2020 aux Etats-Unis, plusieurs associations ont contesté la demande autorisation auprès de l’agence de protection de l’environnement américaine (EPA) d’un produit à base de nano-argent destiné à être appliqué sur des textiles, au vu des risques sanitaires et environnementaux qu’il serait susceptible d’entraîner¹⁸Cf. Procédure en cours auprès de l’EPA – Docket ID: EPA-HQ-OPP-2020-0043 ; voir notamment :
– Comments on EPA’s Proposed Registration Decision for a New Active Ingredient, NSPW Nanosilver, the International Center for Technology Assessment, the Center for Biological Diversity, and the Institute for Agriculture and Trade Policy, 30 mars 2020 ;
– EPA Ruling Could Allow Controversial Nanoparticles in Pesticides, Bloomberg Environment, 23 mars 2020
– Toxic Textiles Infused with Antimicrobial Nanosilver Poised for EPA Pesticide Registration, Beyond Pesticides, 23 mars 2020.

Dans le domaine médical

Même dans le domaine médical l’utilisation de nanoargent doit être mieux évaluée, ainsi que le souligne l’association Health Care without Harm (HCWM)¹⁹Cf. Dorota Napierska, Health Care Without Harm Europe (HCWH), Nanosilver in healthcare – does the silver bullet exist?, août 2020.

Protection des travailleurs exposés au nanoargent

Dans le même rapport que celui mentionné ci-dessus²⁰Cf. Health Effects of Occupational Exposure to Silver Nanomaterials, Current Intelligence Bulletin 70, NIOSH, mai 2021, l’Institut national américain de santé au travail (NIOSH) a établi une recommandation de valeur limite d’exposition professionnelle (VLEP) pour les nanoparticules d’argent de 0,9 μg/m³ comme concentration moyenne pondérée sur 8 heures. En outre, le NIOSH continue de recommander une VLEP de 10 μg/m³ comme concentration moyenne pondérée sur 8 heures pour l’argent total (poussière métallique, fumée et composés solubles, comme Ag). Le NIOSH recommande aussi l’utilisation d’évaluations de l’exposition sur le lieu de travail, de contrôles techniques, de procédures de travail sûres, de formation et d’éducation et d’approches de surveillance médicale établies pour protéger les travailleurs.

Vers des nanoparticules d’argent « safer by design » ?

En août 2020, des chercheur·e·s français·e·s ont annoncé avoir développé un nanomatériau biocide « safer by design » comportant un assemblage de nanoparticules d’argent reliées entre elles par une molécule bio-inspirée. Il libère des ions Ag(I) de manière lente et contrôlée, contrairement aux nanoparticules d’argent utilisées actuellement qui subissent des processus non contrôlés de transformations et de libérations des produits²¹Cf. De nouveaux biocides « Safer-by-Design » à base d’assemblages de nanoparticules d’argent, CEA, 26 août 2020.