Насколько безопасны наночастицы? Нанотоксикология: междисциплинарная задача

Быстрое развитие нанотехнологий усиливает опасения относительно рисков для здоровья от нанообъектов. Обоснованы ли эти страхи? Нужна ли новая дисциплина — нанотоксикология — для оценки рисков? Эти вопросы обсуждают Харальд Ф. Круг и Петер Вик из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий в журнале Angewandte Chemie.

«Исследования безопасности нанотехнологий объединяют биологию, химию и физику с гигиеной труда, материаловедением и инженерией, создавая по-настоящему междисциплинарную область», — поясняют Круг и Вик. «Во взаимодействии нанообъектов с организмами необходимо учитывать несколько факторов», — добавляют они. Термин «нанотоксикология» полностью оправдан. «Наноразмерные частицы могут проникать в клетки иными путями транспорта, чем более крупные частицы».

Другая критическая особенность — большая площадь поверхности нанообъектов относительно их объема. При поглощении схожего количества вещества организм контактирует с существенно большим числом молекул в случае наночастиц, чем с более крупными частицами. Поэтому нельзя предполагать одинаковые дозозависимые эффекты. Более того, могут возникать химические и физические эффекты, отсутствующие у более крупных частиц.

«Предсказать, какая частица — большая или маленькая — будет более токсичной в конкретном случае, невозможно», — утверждают авторы. «Очевидно, что тип химического соединения и его конформация в конкретном случае также нельзя игнорировать».

Углерод в форме наночастиц алмаза безвреден, тогда как в форме нанотрубок — в зависимости от длины и степени агрегации — может вызывать проблемы со здоровьем. Таким образом, необходимо рассматривать каждый наноматериал отдельно.

Для оценки риска также важно учитывать, какая доза является реалистичной, и что не каждый наблюдаемый биологический эффект автоматически означает риск для здоровья.

Круг и Вик отмечают, что доступно большое количество данных о биологических эффектах наноматериалов, но не все исследования надежны. Иногда невозможно воспроизвести конкретный тестируемый материал или условия. «Указывая на методологические недостатки и давая конкретные рекомендации по их избеганию, мы надеемся внести вклад в долгосрочное улучшение данных», — заявляют Круг и Вик.