Лёгкие могут пострадать, когда определённые элементы становятся наночастицами
Более 2800 коммерческих приложений основаны на наночастицах, и к 2017 году ожидается, что эта область принесёт почти $50 млрд по всему миру. Однако этот приток нанотехнологий не лишён рисков.
Исследователи из Missouri University of Science and Technology подчёркивают, что существует острая необходимость изучить потенциальное влияние наночастиц на здоровье и окружающую среду.
Систематическое изучение воздействия
Учёные изучали влияние наночастиц оксидов переходных металлов на клетки лёгких человека. Эти наночастицы широко используются в оптических и записывающих устройствах, системах очистки воды, косметике и средствах по уходу за кожей, а также для целевой доставки лекарств.
Изменение токсичности
В обычной крупной порошковой форме токсичность этих веществ невелика. Однако в виде наночастиц диаметром всего 16-80 нанометров ситуация меняется значительно.
Результаты экспериментов
Исследователи подвергли здоровые и раковые клетки лёгких человека воздействию наночастиц оксидов титана, хрома, марганца, железа, никеля, меди и цинка — переходных металлов четвёртого периода таблицы Менделеева. Было обнаружено, что цитотоксичность наночастиц увеличивалась при движении вправо по периоду таблицы.
Наиболее токсичные элементы
Около 80% клеток погибло в присутствии наночастиц оксида меди (CuO) и оксида цинка (ZnO). Эти наночастицы проникали в клетки и разрушали их мембраны. Токсический эффект связан с поверхностным электрическим зарядом наночастиц и доступными сайтами связывания.
Механизм токсичности
Значительную роль в гибели клеток сыграло высвобождение ионов металлов из наночастиц — процесс, называемый ионным растворением.
Текущие исследования
Сейчас учёные работают над новыми исследованиями, которые могут помочь снизить токсичность наночастиц и пролить свет на их взаимодействие с клетками:
- Покрытие токсичных наночастиц ZnO нетоксичными наночастицами для снижения токсичности без ущерба для применения.
- Исследование того, ингибируют ли наночастицы деление клеток и влияют ли на клеточный цикл.