Таким чином, фактично в цей час токсичність різних наноматеріалів вивчена вкрай недостатньо, у тому числі немає даних по метаболізму і механізму їхньої дії, не визначені критичні органи і системи. Узагальнюючи наявні літературні дані, варто звернути увагу на два факти. По-перше, у більшості проведених досліджень вказується на те, що визначальним в токсичності наноматеріалів є розвиток окисного стресу і ушкодження ДНК, що може привести до запальної реакції, апоптозу і некрозу клітини. При цьому, можливо, що на перший план виходить не кількість потраплених наноматеріалів, а площа їхньої поверхні, що і буде визначати їхню реакційну здатність. Крім того, не можна виключати і наявності інших механізмів, пов'язаних, зокрема, з ушкоджуючою дією наноматеріалів на клітинні мембрани і органели, посиленням транспорту потенційно токсичних компонентів через бар'єри організму, а також можливої генотоксичністю і алергізуючою дією.
По-друге, принципово важливою характеристикою, яку варто враховувати при оцінці можливої токсичної дії наноматеріалів, є їхня нерозчинність у воді та біологічних середовищах. Дійсно, як тільки наночастинки розчиняються, усі ефекти, пов'язані з наявністю в них високорозвиненої поверхні та з різними процесами, що протікають гетерофазно, втрачаються, і по своїй токсичній дії водорозчинний наноматеріал нічим не буде відрізнятися від його аналога в макродисперсній формі. Тому вже на першому етапі оцінки безпеки наноматеріалів однієї з найважливіших характеристик є нерозчинність у водних середовищах.
Ще однією важливою характеристикою наночастинок є показник їхньої форми - "аспектне відношення", тобто відношення довжини часток до їх мінімального лінійного розміру. По аналогії з такими об'єктами в макродисперсній формі, як волокна азбесту, можна припустити, що лінійно протяжні наноструктури, такі як вуглецеві нанотрубки, можуть мати більшу потенційну токсичність, ніж аналогічні по сполуці частки, що характеризуються менш вираженою ексцентричністю форми.
Наступним найважливішим етапом є оцінка надходження, розподілу і виведення наноматеріалів з організму. У цей час вважається, що існує три основних шляхи надходження наноматеріалів в організм людини: інгаляційний, через шкіру і преорально. Питання про можливі шляхи надходження наночастинок різної природи в організм, їхнього проходження через біологічні бар'єри, розподілу і нагромадження в різних органах і тканинах у цей час інтенсивно досліджується. У результаті експозиції наночастинками, що втримуються в повітрі, воді, а також вхідними до складу матеріалів одягу, парфюмерно-косметичних засобів, препаратів побутової хімії можливо їхнє проникнення в організм через неушкоджену шкіру.
Оцінка безпеки наноматеріалів повинна включати наступні основні блоки[23]:
- методи виявлення, ідентифікації і кількісного визначення наноматеріалів в об'єктах навколишнього середовища, харчових продуктах і біологічних середовищах, що дозволяють відрізнити наноматеріали від їхніх аналогів у традиційній, тобто макродисперсній формі;
- вивчення взаємодії наноматеріалів з ліпідами, білками, нуклеїновими кислотами (ДНК, РНК, клітинні мембрани, рибосоми, ферменти, цитохроми Р-450) у системах in vitro;
- вивчення механізмів проникнення наноматеріалів через біомембрани, зв'язування з мембранними рецепторами в системі in vitro;
- вивчення зміни характеристик наночастинок у складі модельних систем, що відтворюють різні середовища організму (шлунковий і кишковий уміст, кров, лімфа, жовч, сеча і т.д.);
- визначення параметрів гострої, підгострої і хронічної токсичності, органотоксичності (нейротоксичність, гепатотоксичність, кардіотоксичність, імунотоксичність, нефротоксичність та ін.) і віддалених ефектів (мутагенність, ембріотоксичність, тератогенність, канцерогенність), а також розподілу наноматеріалів по органах і тканинам;
- визначення параметрів І і ІІ фази метаболізму ксенобіотиків і системи антиоксидантного захисту;
- вивчення впливу наноматеріалів на експресію генів, генотоксичність, апоптоз, протеомний і метаболомний профілі, потенційну алергенність;
- вивчення в моделях in vitro виживаності пробіотичних мікроорганізмів нормальної мікрофлори шлунково-кишкового тракту в присутності наноматеріалів, процесів усмоктування наноматеріалів у шлунково-кишковому тракті на моделях in situ та in vivo і визначення впливу наноматеріалів на мікробіоценоз шлунково-кишкового тракту.
Інтенсивне впровадження нанотехнологій у різних галузях господарської діяльності неминуче ставить проблему не тільки впливу на людину і навколишнє природне середовище самих наноматеріалів, але й відходів, що утворяться при їхньому виробництві або перетворення у відхід споживання[24].
Дотепер не вивченим залишається питання методології проведення еколого-гігієнічних досліджень по виявленню характеру і ступеню небезпеки відходів нанокомпозитних матеріалів, не оцінений ступінь небезпеки технологій їхнього знешкодження і знищення. Тому одним з напрямів наукових досліджень на сучасному етапі може з'явитися розробка методологічних основ оцінки небезпеки відходів нанотехнологій. При цьому важливо науково обґрунтувати методологію проведення еколого-гігієнічних досліджень по виявленню характеру і ступеню небезпеки відходів нанокомпозитних матеріалів нового покоління. Розробити комплекс інтегрованих показників і критеріїв оцінки небезпеки відходів нанокомпозитних матеріалів і продуктів їхнього розчеплення і спалювання. Кінцевим результатом повинна бути підготовка методичних рекомендацій з еколого-гігієнічної оцінки небезпеки відходів нанокомпозитних матеріалів з обґрунтуванням основних принципів, показників і критеріїв, а також гігієнічних вимог і рекомендацій.
Висновки
Цілком очевидно, що такі перспективні міждисциплінарні технології, якими без сумніву є нанотехнології, будуть стрімко розвиватися та набирати обертів. Проте необхідно зазначити, що на сьогоднішній день нормативно-правова база, регулююча цю сферу, практично відсутня.
З огляду на вищезазначені обставини, видається надзвичайно важливою і необхідною розробка спеціалізованого закону, який міг би називатися, по аналогії з регулюванням використання ядерної енергії, - „Про використання нанотехнологій та безпеку наноматеріалів”. Закону, який би передбачав встановлення пріоритету безпеки людини та навколишнього природного середовища, права і обов'язки громадян у сфері використання нанотехнологій, регулювання діяльності, пов'язаної з використанням наноматеріалів.
Відкритим залишається питання щодо створення інформаційно-діагностичної бази по токсичним і побічним ефектам наночастинок, яка включала б:
· створення бази даних первинної інформації з токсичних і побічних ефектів наночастинок на основі спонтанних повідомлень;
· створення бази даних динамічного спостереження за повторним проявом токсичних і побічних реакцій наночастинок;
· створення бази даних за результатами лабораторного тестування наночастинок із виявленими побічними реакціями (токсикологічні лабораторії);
· створення баз даних побічних реакцій наночастинок у пацієнтів з різною патологією;
· інтеграція національної бази даних у міжнародні бази даних по токсичних і побічних ефектах наночастинок.
Розробка нормативної бази для успішної роботи центрів по реєстрації токсичних ефектів і побічних реакцій на наночастинок:
· впровадження міжнародних і національних шкал оцінки токсичних ефектів і побічних реакцій на нанотехнологічну продукцію;
· розробка клінічно релевантних біомоделей, що дозволяють оцінити токсичні та побічні ефекти наночастинок, і в сукупності з in-vitro- дослідженнями, in silico технологіями екстраполювати отримані результати в клініку;
· впровадження і розробка нового обладнання, методів і технологій для оцінки токсичності наночастинок відносно органів-мішеней (токсикогеноміки, токсикопротеоміки, токсикометабономіки).
Окремими завданнями можуть стати:
· розвиток комп'ютерних методів предиктивної токсикології ( дозволяють знизити до 50 % витрат на побічні реакції наночастинок) і створення інформаційно-діагностичної системи по реєстрації токсичних і побічних реакцій на наночастинок;
· формування нової державної й утворювальної стратегії в області нано(эко)токсикології.
Список використаних джерел:
1. Розпорядженням КМУ від 2 квітня 2009 р. № 331 „Про схвалення Концепції Державної цільової науково-технічної програми "Нанотехнології та наноматеріали" на 2010-2014 роки”
2. Постанова КМУ від 28 жовтня 2009 р. N 1231 „Про затвердження Державної цільової науково-технічної програми "Нанотехнології та наноматеріали" на 2010-2014 роки”
3. Екологічне право України. Академічний курс: Підручник за ред Ю.С. Шемчука. – К.: ТОВ „Юридична думка”, 2005. – 848 с.
4. В.Н. Кавецкий, профессор, .Н. Багацкая, канд. с-х. наук, Н.А. Рыженко, канд. с-х наук: Система экотоксикологических исследований окружающей среды — основа обеспечения внутреннего динамического равновесия экосистем. Институт экогигиены и токсикологии им. Л.И. Медведя, Киев
5. Чекман І.С., Сердюк А.М., Кундієв Ю.І., Трахтенберг І.М., Каплінський С.П., Бабій В.Ф. Нанотоксикологія: напрямки досліджень довкілля та здоров’я № 1 (48), 2009 - http://www.nbuv.gov.ua/portal/chem_biol/Environment/2009/01-1.pdf
6. Сарвилина И. В. „Нанотоксикология – новое направление для исследований” III съезд токсикологов России Москва, 1-5 декабря 2008 года г. Ростов-на-Дону, 2008 - http://www.slideshare.net/transwoman/ss-presentation-866132