ПРОБЛЕМНЫЕ ВОПРОСЫ НАНОТОКСИКОЛОГИИ

  • Авторы: Н.Г. Проданчук, Л.И. Власик, С.Е. Дейнека, М.М. Тураш
Скачать вложения:

Проданчук М.Г., Власик Л.І., Дейнека С.Є.,Тураш М.М.
Інститут екогігієни і токсикології ім. Л.І.Медведя, м. Київ, Україна

У теперішній час виробляється понад 2000 наноматеріалів, які з успіхом застосовуються в наступних основних напрямках: медицина, фармацевтика й цільова доставка лікарських засобів; ветеринарія; косметика; хімічна промисловість; сільське господарство; виробництво харчових продуктів; текстильна промисловість та ін. За останні п'ять років ушестеро — з 212 у 2006 році до 1317 у 2011 році — виросло число споживчих товарів, до складу яких входять наноматеріали. За прогнозами до 2020 року виробництво наноматеріалів зросте з нинішніх 2000 тонн у рік до 58000 тонн. За самими загальними оцінками токсикологічний вплив цієї кількості наночасток (НЧ) на здоров'я людей і навколишнє середовище може бути еквівалентний 50 млрд тонн речовин у звичайному стані.

Розвиток нанотехнологій різко розширює спектр НЧ за хімічним складом, розміром, формою, функціональним призначенням. Однак, галузі застосування НЧ ростуть із більшою швидкістю, ніж з'являються відомості про їх токсичність — стрімка комерціалізація досягнень нанотехнологій не супроводжується адекватними дослідженнями впливу НЧ на живі організми й екосистеми: за 10 років використання жоден вид наноматеріалів не був вивчений у повному обсязі щодо його безпеки. Сьогодні вчені мають дуже обмежений масив експериментальних даних про токсичність НЧ, що використовуються. Виникають складності й при співвіднесенні властивостей матеріалу й токсичності одержуваних з нього НЧ, оскільки НЧ мають більш високу токсичність у порівнянні зі звичайними мікрочастинками, здатні проникати в незміненому виді через клітинні бар'єри, а також через гематоенцефалічний бар'єр у центральну нервову систему, циркулювати й накопичуватися в органах і тканинах, викликаючи більш виражені патоморфологічні зміни внутрішніх органів, а також мають тривалий період напіввиведення. До факторів, які визначають токсичність наноматеріалів, відносять: невеликий розмір НЧ, більшу їх питому поверхню, особливі поверхневі характеристики, полегшення проникнення інших контамінантів, метаболізм, нагромадження в об'єктах навколишнього середовища. Тому токсичність залежить від фізико-хімічних властивостей НЧ, концентрації НЧ і площі їх поверхні, а не від маси/об'єму. Токсичність НЧ вища, ніж токсичність мікрочастинок такого ж розміру. Велике значення відіграють і токсикокінетичні показники: резорбція, розподіл у тканинах, біотрансформація, екскреція, персистенція, ступінь затримки, ступінь поглинання, період напіврозпаду й період напіввиведення.

Через викладену вище специфіку властивостей наноматеріалів не може бути застосовна (або застосовна обмежено) методологія оцінки ризику, яка ґрунтується на повній токсикологічній оцінці конкретної речовини або сполуки, визначенні залежності "доза-ефект", даних вмісту речовини в об'єктах навколишнього середовища й харчових продуктах, розрахунках навантаження на населення, що дозволяє розрахувати як не канцерогенні, так і канцерогенні ризики.

Комплексній оцінці токсичності й небезпеки НЧ перешкоджає відсутність погоджених міжнародних протоколів визначення токсичності НЧ, стандартизованих протоколів оцінки впливу НЧ на об'єкти навколишнього середовища, критеріїв оцінки небезпеки НЧ, стандартних методик виміру фізико-хімічних властивостей НЧ, стандартних методик визначення НЧ в об'єктах навколишнього середовища й живих організмах, а також достатніх експериментальних даних про токсичність НЧ і наноматеріалов. При цьому виникає необхідність характеристики НЧ за структурою, формою, площою поверхні, електричними властивостями і можливістю утворення агрегатів, які можуть взаємодіяти з організмом інакше, ніж окремі частки, необхідністю створення єдиної системи параметрів, що визначають токсикологічні властивості різних НЧ, необхідністю розробки методичних підходів до оцінки ефективності використання засобів індивідуального захисту при роботі з наноматеріалами. Тому важливими є розробка методології й створення засобів ідентифікації й виявлення дії техногенних НЧ на живі організми, розробка методичних підходів для визначення локалізації НЧ в органах і тканинах, розробка нормативно-методичного забезпечення й засобів контролю змісту НЧ у їжі, питній воді, повітрі, продукції (ліки, парфумерія і т.д.), розробка методології й створення засобів контролю для оцінки дії наноматеріалів на апарат спадковості, створення нормативно-правового й методичного забезпечення системи безпеки в процесі виробництва, обігу й утилізації наноматеріалів, а також створення й підтримка єдиної комп'ютерної бази даних по наноматеріалах і нанотехнологіях.