Нанотоксикологія: поняття, мета і завдання. Токсичність наноматеріалів

Формування нанотоксикології як наукової дисципліни почалося давно, однак визнання вона отримала порівняно недавно. Зокрема, увагу співтовариства по дослідженню нанотоксикології привернула опублікована у 2004 робота Чіу-Вінг Лема (Центр космічних досліджень Джонсона Національного агентства по аеронавтиці та дослідженню космічного простору) і Девіда Вархайта (лабораторія Дюпон Хаскел по науках про здоров'я і навколишнє середовище США), в якій йдеться про можливості негативного впливу цих нових матеріалів. У роботі Лема і Вархайта розглядалися нові вироблені матеріали (вуглецеві нанотрубки) і описувалися виявлені несприятливі ефекти (гранулеми) при введенні їх у легені гризунів. Ці результати призвели до усвідомлення нанотехнологічним співтовариством того, що вироблені наноматеріали можуть виявитися шкідливими для здоров'я людей. Внаслідок цього виникла гостра необхідність досліджень потенційного негативного впливу вироблених наноматеріалів на здоров'я[8].

Активне впровадження наноматеріалів у клінічну медицину вимагає глибокого знання потенційних ризиків і побічних ефектів, пов'язаних з використанням цих матеріалів. Виробничі цикли, спрямовані на створення нових наноматеріалів, також можуть супроводжуватися нагромадженням відходів, що спричиняють токсичну, канцерогенну і мутагенну дію на організм людини. У зв'язку з цим, в спеціальній літературі останніх років значна увага приділяється висвітленню питань безпеки наноматеріалів і нанотехнологій у медицині та біології. Галузь досліджень, пов'язаних з вивченням безпеки наноматеріалів, отримала назву нанотоксикології[9].

Нанотоксикологія

(англ. Nanotoxicology) - це вивчення токсичності наноматеріалів, тобто наука про створені нанопристрої і наноструктури, що має справу з їхнім впливом на живий організм[10].

Наноматеріали, створені навіть з інертних сполук, таких як золото, стають високоактивними у нанометровому діапазоні. Таким чином, нанотоксикологія вивчає, чи будуть (і в яких кількісних співвідношеннях) наноматеріали ставати небезпечними для навколишнього середовища і людини. Токсичні ефекти наночастинки, що має розміри < 100нм у діаметрі, можуть проявлятися навіть у тому випадку, коли більші частки даної сполуки не є токсичними. Токсичність можуть проявляти як штучно створені наночастинки, так і наночастинки природного походження з вулканічних викидів, атмосфери і т.д. Найбільш вивчені на сьогоднішній день наночастинки - це діоксид титану, окис алюмінію, оксид цинку, вуглецеві нанотрубки і т.д. Через квантові ефекти, викликані малими розмірами і великою площею (відносно розмірів) поверхні, наноматеріали мають унікальні властивості. У деяких наночастинок проявляються незвичайні патогенні властивості.

Мета нанотоксикології

: дослідження ризику, пов'язаного із взаємодією наноматеріалів з організмом людини і навколишнім природним середовищем[11].

Питання нанотоксичності неоднозначне і багатогранне, вимагає комплексного підходу. Однією з основних проблем у цій сфері є те, що нанотоксикологією на сучасному етапі переважно займаються непрофесійні токсикологи.

Пріоритетним напрямом нанотоксикології є встановлення нових стандартів для хімічної характеристики наночастинок і оцінка їхніх біологічних ефектів для тестування регуляторної токсичності. На жаль, традиційних підходів для оцінки токсичності хімічних речовин недостатньо для вивчення речовин у нанофазі, тому що розмір часток і площа поверхні можуть мати особливе значення, при цьому концентрація маси може бути не найкращим виміром для опису залежності „доза-ефект”[12].

Цікаві статті з розділу

Поняття Консорції в сучасній синекології та її значення у структуруванні біоценозів
Актуальність. Біоценоз це свого роду сукупність різних живих організмів, які заселяють певну ділянку простору та характеризуються певними стосунками між собою та пристосованістю до середовищ ...

Характеристика ґрунтового покриву
У ґрунтовому покриві переважають чорноземні (53 %), сірі лісові (9 %), на півночі - дерново-підзолисті (27 %), у заплавах річок - лучні, лучно-болотні та болотні ґрунти (3 %). Майже вся територія о ...

Оцінка забруднення та визначення розмірів шкоди, зумовленої забрудненням і засміченням земельних ресурсів
З давніх-давен людина поклонялася землі, а точніше – ґрунту. Йому присвячували легенди і билини, його оспівували у поемах і піснях. Вона наділяла його генетичною властивістю живого – родючіс ...