nano.tul.cz Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na TUL

Transkript

1 Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na TUL nano.tul.cz Tyto materiály byly vytvořeny v rámci projektu ESF OP VK: Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci

2 Luděk Nejedlo

3 Nano means more than tiny; it means materials that have the capacity to be fundamentally different. Yet more and more novel nanomaterials are being sold infused into new consumer products every day, while FDA sits idly by, the agency's unlawful delay unnecessarily places consumers and the environment at risk. - George Kimbrell, ICTA Attorney

4 Úvod Nanotoxikologie FDA Oxid Titaničitý Použití Průmysl Expoziční limity Prokázané důsledky expozice Zdravotní rizika nanomateriálů Vstup do organismu Opuštění organismu

5 Odvětví toxikologie Navrženo v r To address the gaps in knowledge and to specifically address the adverse health effects likely to be caused by nanomaterials Zaměřuje se na fyzikálně-chemické působení, způsoby expozice, biodistribuci, genotoxicitu a aspekty regulace

6

7 (

8 Úřad pro kontrolu potravin a léčiv Založeno r v USA Zodpovědná za ochranu veřejného zdraví dohledem nad potravinami, tabákovými výrobky, doplňky stravy a léčivy Consumer Safety Groups File First Lawsuit on Risks of Nanotechnology

9 80 stránková žaloba pro nečinnost v regulaci použití nanotechnologií v potravinách, kosmetice atp. Požadavky na označování produktů obsahujících nanočástice, testování zdravotní nezávadnosti "We're well past the 1800s -- nobody likes or should be forced to use mystery chemicals anymore Návrh FDA pro regulaci nanotechnologí v potravinách a kosmetice

10 Rutil, Anatas, Brookit Standardně se vyrábí z rudy Nanoprášek se připravuje solvotermální syntézou Chemicky inertní

11 Titanová běloba Aditivum v nátěrech, kosmetice (opalovací krémy), potravinách (E171), zubních pastách, papíru, inkoustu, plastech. Samočistící povrchy, katalyzátory

12 Produkce odhadovaná na tun ročně CNTs tun/r 2000 tun v r. 2005, předpokládán růst až do r USD / tuna Běžný přídavek v zubních pastách, opalovacích krémech, potravinách

13

14

15

16 Vlevo E171 (150 nm) Uprostřed P25 TiO 2 bez bělících vlastností Vpravo TiO 2 ze žvýkačky

17

18 TiO 2 <100 nm 0,1 mg/m 3 ovzduší pro expozici 10 hodin denně Odvozeno na základě experimentů na krysách TiO 2 1,5 mg/m 3 Azbest 0,1 vlákna/cm 3 Saze 3,5 mg/m 3 Stříbro 0,01 mg/m 3

19 Poškození DNA Narušení funkce buňky a tvorba vysoce reaktivních kyslíkových radikálů Patogeneze podobná asbestu Neurologické problémy (např. záchvaty) Poškození orgánů, vznik lézí na játrech a ledvinách Poškození žaber, problémy s dýcháním, oxidačním stres u ryb Poruchy růstu kukuřice, sóji, mrkve a salátu Destrukce prospěšných bakterií v čistírnách odpadu

20 Různé způsoby expozice Neinformovanost Cílená / Neovlivnitelná Mechanismy nejsou plně známy

21 Kromě přirozených zdrojů např. cílenou aplikací krémů Studie z r Nano TiO 2 ( nm) penetruje kůži pouze do 3-5 vrstev rohovité vrstvy (obr.) Odpovídá 2-3 μm Naproti tomu mnoho studií (1999) uvádí penetraci až do škáry Potenciál pro kontrolované uvolňování léčiv

22

23 Patologie částic o malých rozměrech (např. asbest, uhlík) dlouhodobě zkoumána Nanočástice (<100 nm) se usazují zejména v plicních sklípcích Odtud mohou vstoupit do krevního řečiště nebo lymfatického systému Pohyb po organismu, usazování např. v uzlinách Prokázán vliv na zvýšené riziko vzniku krevních sraženin a onemocnění srdce

24 Zvýšení rizika zánětlivých onemocnění plic a rakoviny Prach TiO 2 pravděpodobně karcinogenní Po hodinové inhalaci 15 nm iridiových nanočástic bylo detekováno 7*10 částic. V játrech, slezině a mozku o 2-3 řády nižší.

25 Kromě požití se nanočástice mohou dostat do trávícího traktu s hlenem Omezené studie Nanočástice mědi mnohem toxičtější než větší částice (LD 50 nanoměď mg/kg; měď > 5000 mg/kg). Prokázána migrace z trávícího ústrojí 2012 Studie prokazuje mnohem vyšší konzumaci TiO 2 dětmi ve srovnání s dospělými (přítomnost v cukrovinkách)

26

27 Nepříliš prozkoumaná oblast Fyzikální procesy pohyb hlenu, epiteliální endocytóza, lymfatická drenáž Chemické procesy Navázání proteinu, rozpuštění Některé nanočástice bez problému odváděny z trávícího traktu v moči a exkrementech Některé nanočástice se kumulují v orgánech Po vyloučení mohou představovat environmentální hrozbu

28

29 1. ARORA, Sumit, Jyutika M. RAJWADE a Kishore M. PAKNIKAR. Nanotoxicology and in vitro studies: The need of the hour. Toxicology and Applied Pharmacology. 15. leden 2012, roč. 258, č. 2, s doi /j.taap WEIR, Alex, Paul WESTERHOFF, Lars FABRICIUS, Kiril HRISTOVSKI a Natalie VON GOETZ. Titanium Dioxide Nanoparticles in Food and Personal Care Products. Environmental Science 3. WANG, Chao a Ying LI. Interaction and nanotoxic effect of TiO2 nanoparticle on fibrinogen by multi-spectroscopic method. Science of The Total Environment. 1. červenec 2012, roč. 429, s doi /j.scitotenv