나노셀룰로오스(Nanocellulose)는 생체의료, 식품, 건축, 수처리 등 다양한 산업 분야에서 사용되는 친환경 소재로, 재생 가능하고 풍부한 바이오매스(농업 폐기물 등)에서 얻어지며 생분해성이 뛰어나다는 점에서 Green Nanoscience 원칙을 충족한다. 그러나 나노물질로서의 특성과 대량 생산에 따른 인간 및 자연 환경에 대한 노출 가능성이 증가함에 따라, 안전성 평가의 필요성이 대두되고 있다. 향후 10년간 나노셀룰로오스는 여러 응용 분야에서 가장 유망한 물질로 자리 잡을 것으로 전망된다. 이에 따라 나노물질의 특성과 잠재적인 생태 독성에 대한 연구가 시급히 필요하다는 의견이 제기되고 있다.

독성 연구 결과

최근 연구에서는 비산화된 셀룰로오스 나노섬유(Cellulose Nanofibers, CNF)와 TEMPO-산화 셀룰로오스 나노섬유(TEMPO-Oxidized Cellulose Nanofibers, TOCNF)가 모델 생물인 Mytilus galloprovincialis에 미치는 영향을 분석하였다. 연구 결과, 면역세포의 리소좀 안정성, 신경독성, 산화 스트레스 및 생체변화에 부정적인 영향을 미치는 경향이 관찰되었다. 특히 CNF의 경우, 면역세포의 리소좀 불안정성이 시간이 지남에 따라 증가하는 것으로 나타났다.

CNF와 TOCNF 모두 홍합의 아가미와 체액에 흡수되었으며, 특히 CNF는 홍합의 면역 세포와 아가미 세포의 기능을 저해하여 독성 반응을 유발하는 것으로 나타났다. 연구진은 이러한 결과가 나노소재의 안전하고 지속 가능한 설계를 위한 기초 자료로 활용될 수 있으며, 이는 유럽의 '안전 및 지속 가능성 설계(Safety and Sustainability by Design, SSbD)' 전략과 일치하는 방향이라는 입장이다.

배경과 추가 논란

유럽연합과 각국에서는 나노소재가 환경에 미칠 잠재적 영향과 안전성을 더욱 엄격히 규제해야 한다는 요구가 증가하고 있다. 이번 연구는 나노셀룰로오스의 상용화를 위한 생태독성 평가와 규제가 필수적이라는 점을 보여주며, 향후 관련 정책에 중요한 근거 자료가 될 것으로 평가된다.

출처: EUON, Prof. Ilaria Corsi, Prof. Carlo Punta