Новости химической науки > Глобальное освещение проблемы токсичности наночастиц

Выводом из проведенного швейцарскими исследователями обзора более чем 6000 работ, посвященных проблеме токсичности наноматериалов (нанотоксичности – nanotoxicity) является то, что необходима унификация стандартов исследования и оценки качества.

Одной из примет последнего десятилетия является бурный рост исследований, посвященных нанотехнологии и наноматериалов. Благодаря результатам этих исследований наноматериалы уже появились в окружающих нас предметах и объектах – например, солнцезащитных кремах, красок для наружных и внутренних работ или устойчивых к царапинам очков. Наночастицы также рассматриваются как перспективные объекты для адресной доставки лекарственных препаратов или восстановления тканей.

Рисунок из Angew. Chem., Int. Ed., 2014, 53, 2

Изменение свойств при изменении размера этих материалов, в первую очередь – значительное увеличение соотношения «площадь поверхности/объем» означает, что свойства наноматериалов, в том числе их химическая и физиологическая активность, будут в значительной степени отличаться от свойств этого же материала, представленного конденсированным, «компактным» состоянием. Трудности в оценке химического поведения наноформы вещества приводят к тому, что достаточно сложно a priori предсказать, какое влияние тот или иной материал будет оказывать как на состояние индивидуальных организмов, в том числе и человека, так и на состояние окружающей среды.

В связи с потенциальной опасностью наносистем многие европейские страны ввели обязательную или добровольную (в зависимости от страны) регистрацию продуктов, содержащих наночастицы; в связи с распространением нанотехнологий высокий приоритет, очевидно, получает задача определения токсикологических свойств наносистем. С 2000 года было опубликовано около 10000 работ, посвященных изучению нанотоксичности, причем выход половины этих работ приходится на последние три года.

Для получения общей картины представлений о нанотоксичности Харальд Круг (Harald Krug) проанализировал около 6600 работ, посвященных этой проблеме. В первую очередь, как отмечает Круг, большим его разочарованием было то обстоятельство, что ряд работ содержал серьезные ошибки. Эти в основном ошибки сводились в недостаточном количестве характеристик того или иного наноматериала, проблемы с его степенью чистоты, отсутствием информации о контрольных экспериментах, а также неподходящие концентрации «потенциальной угрозы» применявшиеся для изучения, как in vitro и in vivo. Круг заявляет, что поскольку во многих работах люди просто пренебрегают основными правилами токсикологических исследований, из результата их работ невозможно сделать какое-то приемлемое заключение о нанотоксичности. Наибольшее возмущение швейцарского исследователя вызывали те «эксперименты in vivo, в которых для оценки токсического воздействия использовались граммы, а не миллиграммы или микрограммы исследуемого препарата на килограмм. Очевидно, что при таких дозах можно говорить о смертельной опасности не только наноматериалов, но и обычной поваренной соли (LD₅₀ NaCl для крыс составляет 3 г/кг, а для человека – 12,4 г/кг).

Как отмечает Круг, причиной таких нелепых выводов и результатов, которые ему приходилось читать в ряде работ, является то, что на токсикологические исследования наносистем в Европе фонды стали выделяться сравнительно недавно. Ситуация такова, что многие экспертные лаборатории Европы уже давно оказались на грани закрытия и нехватки финансирования, в результате чего в настоящий момент просто не хватает образованных, обладающих приемлемой квалификацией молодых исследователей, способных проводить токсикологические исследования, не допуская досадных ошибок.

Еще одну причину в большом количестве исследований, в которых сообщается о значительном отрицательном влиянии наносистем на здоровье, Круг видит в том, что под влиянием общественного мнения и, желая побыстрее опубликоваться, многие исследователи сразу ставят цель найти пример этого самого отрицательного влияния на здоровье и, естественно, находят. Правда, эта же мотивация наблюдается и для некоторых работ в которых доказывается безопасность того или иного наноматериала (в разных работах от разных исследователей один и тот же материал может описываться и как «чрезвычайно опасный», так и «в основном безопасный) – в этом случае токсикологи находятся под давлением производителей, которые стремятся быстрее выпустить продукт на рынок, а для этого, соответственно, нужен сертификат безопасности.

Специалист по токсикологии Тим Нуркевич (Tim Nurkiewicz) соглашается с выводами Круга, подчеркивая, что в любом случае вариант, когда в статье описывается уже «предопределенный результат» представляют собой порочную практику, потому что в конечном итоге исследования в области токсикологии касаются вопросов здоровья человека.

Круг также подчеркивает, что серьезные токсикологические экспертизы всегда покажут, что тот или иной продукт оказывает какое-либо влияние на организм. Критерием безопасности системы является не абсолютное отсутствие влияния (которого невозможно достичь ни для наносистем, ни для обычных веществ), а то, что изученный материал не представляет собой опасности в тех концентрациях, в которых он может контактировать с организмом человека. Круг подчеркивает, что основный орудием токсикологических исследований всегда была и остается определение соотношения «доза-влияние».

Выходом из сложившейся ситуации «токсикологической неопределенности» Круг видит введение на территории Евросоюза правил, регламентирующий порядок проведения исследований нанотоксичности, Нуркевич соглашается с ним и добавляет, что исправлению ситуации могла бы способствовать также и более жесткая внутренняя редакционная политика журналов.

Источник: Angew. Chem., Int. Ed., 2014, 53, 2 (DOI: 10.1002/anie.201403367)

метки статьи: #бытовая химия, #нанотехнологии, #химическая технология