Független.hu

Ember- és környezetvédelmi, internetes napilap

Mérgezés lehet az ára a nanoforradalomnak

Posted by Suggestor - 2014. június 23. hétfő

Az Origo beszámolóját rövidítve közöljük

Gilicze Bálint

Fertőtlenítő aeroszolok, baktériumölő zoknik, vízlepergető festékek, kizárólag a rákos sejteket pusztító gyógyszerek: ezt ígéri a nanotechnológia. Ellenzői szerint a rendkívül apró részecskék károsak lehetnek az emberi szervezetre. A világ legnagyobb vegyipari vállalata, a BASF éves tudományos sajtókonferenciáján jártunk utána, milyen lehetőségeket és kockázatokat hordoznak az újfajta anyagok.

A nanotechnológia lényege

Mitől is olyan különlegesek ezek a részecskék, melyek mérete a milliméter tízezred és milliomod része közé esik? Képzeljük el, hogy van egy grammunk valamilyen anyagból, és szeretnénk eloszlatni egy adott térfogatban.

Ha ugyanilyen tömegű anyagot kisebb részecskékre tudnánk bontani, látható, hogy összességében sokkal nagyobb felületet kaptunk, anyagunk sokkal egyenletesebben tölti ki a teret, és az átlagos felület-felület távolság csökken. Így oldhatóbbá válik az anyag, a nagyobb felületek vegyi reakciókat segíthetnek elő, segítségükkel nagyobb elektromos kapacitások, a kisebb távolságokkal gyorsabb töltés és kisütés hozható létre például az akkumulátorokban.

Ha ugyanebből az anyagból vékony, párhuzamos lemezkéket tudunk gyártani, keresztirányban csökken az áteresztőképesség, hiszen a bejutó részecskéknek egy bonyolult labirintuson kell átverekedniük magukat. Ez nagyszerű lehetőséget ad hőszigetelő, vízlepergető, karcolásálló bevonatok készítésére.

A párhuzamos lapocskák hosszirányban is hasznosak lehetnek, ha áramvezetésről vagy szakítószilárdságról van szó. Erre jó példát ad az egyetlen atom vastagságú szénhálókból álló grafén, amely már igen kis mennyiségben is növelheti egy kompozit anyag vezetőképességét.

Végül a nanorészecskék az emberi sejtekhez képest is kicsik (mérettartományuk nagyjából egybeesik a vírusokéval). Ezért arra is használhatók, hogy különféle anyagokat célzottan a sejtbe juttassunk, méretük miatt az immunrendszer is lassabban reagál rájuk, és elérhető, hogy a vese is kiválassza őket, tehát ne halmozódjanak fel a szervezetben (5).

A nanorészecskék esetében a korábban megszokottnál sokkal nagyobb a hasznos felület. Márpedig az anyag csak a felületeken képes aktív lenni, ahol a rendszer más összetevőivel érintkezhet – egy szilárd szemcse belsejében csak halott tömegről beszélünk. Nanotechnológiával lényegében elérhető, hogy az anyag teljes tömege a funkciót szolgálja. A nanométeres mérettartomány alatt már molekulákat találunk – itt kezdődik a kémia birodalma.

Hogyan mérgezhetnek a nanoanyagok?

A felmerülő kérdésekre dr. Robert Landsiedel, a cég rövid távú toxikológia részlegének vezetője próbált előadásában válaszolni – mindjárt hozzátéve, hogy a névvel ellentétben hosszabb távú vizsgálatokat is folytatnak a nanoanyagokról.

A nanorészecskék kockázatainak felméréséhez tudnunk kell, milyen formában jelenhetnek meg, hogyan kerülhetünk velük kapcsolatba, és hogyan fejthetik ki hatásukat az emberi szervezetben. Előfordulhat, hogy valamilyen szilárd közegbe ágyazva jutnak el hozzánk (ilyenek a szén nanocsövekkel megerősített műanyagból készült teniszütők), de folyadékban vagy gázban eloszlatva is találkozhatunk velük (cink-oxid és titán-dioxid a naptejekben, vagy éppen a dízelkorom a levegőben).

A következő kérdés, hogy miként juthatnak be a testünkbe: a bőrön keresztül, lenyelve vagy belélegezve. Ha már ez bekövetkezett, meg kell vizsgálni, milyen átalakulásokon mehetnek keresztül, például előfordulhat, hogy a nanorészecskéket tartalmazó szilárd anyagot megrongálja a gyomorsav, és az addig a helyükön ülő nanorészecskék kiszabadulnak. Végül azt is vizsgálni kell, hogy a részecskék hova juthatnak el a testben, és ott milyen kárt okozhatnak.

Ismert, hogy bizonyos nanorészecskék a méretük miatt képesek áthatolni a test természetes határain, bejutni a véráramba, áthatolni a sejthártyán, sőt, bejutni a sejtmagba, miközben anyagukat önmagában nem találták veszélyesnek. Ez a kutatási terület meglehetősen újnak számít, így egyelőre annyit tudunk, hogy a részecskék elvileg okozhatnak gyulladást, beleavatkozhatnak a sejtfolyamatokba – beleértve az osztódást –, felületükön katalizálhatnak bizonyos reakciókat, nem kívánt anyagokat vihetnek be a sejtbe, de vannak teljesen ártalmatlan nanorészecskék is.

Kollégái több kísérletben is vizsgálták, hogy a szilárd közegbe (műanyagba, cementbe) ágyazott nanorészecskék (szén nanocsövek, nanoszilikátok) milyen mértékben képesek kiszabadulni különböző mechanikus és környezeti hatásokra. Az eredmények azt mutatták, hogy mechanikai hatásra gyakorlatilag nem szabadulnak fel nanoméretű részecskék, és a környezeti hatások (UV-sugárzás, hő, oxidáció) ellen is lehet védekezni megfelelő műanyagok, polimerek használatával. Ha viszont egy nanoanyagot tartalmazó termék hosszú életciklusát nézzük, akkor a végén (nem ellenőrzött égetésnél, szeméttelepen) előfordulhat, hogy szabad nanocsövek kerülnek a levegőbe, melyek sokkal stabilabbak, mint az őket körülvevő műanyag.

A szén nanocsövek, mint bizonyítottan mérgező anyagok, gyakran kerültek a kutatás fókuszába. Megállapították, hogy egyes típusok valóban hosszú ideig, lebomlás nélkül megmaradnak a szervezetben, és a tüdőben gyulladást okozhatnak, azonban a folyamat az eddigi kutatások alapján nem követi azt az útvonalat, amely az azbesztnél a rosszindulatú daganat kialakulásához vezet.
Landsiedel és társai egyik legfontosabb kutatásukban tizenhárom nano- és egy mikroméretű részecskékből álló fém-oxid-por hatásait vizsgálták patkányok tüdejében. Arra a következtetésre jutottak, hogy ezek többségükben nem okoznak semmiféle mérgezést, az immunrendszer (falósejtek) tevékenysége nyomán révén legfeljebb a közeli nyirokcsomókban mutathatók ki (kivéve a polimerrel kezelt szilikátot, mely megjelent a lépben). Ahol tapasztaltak is valamilyen mérgező hatást, ott is csak az anyag koncentrációjától függő gyulladást észleltek, vagyis egyszerűen a finom porok ismert hatása köszönt vissza, nem pedig valami teljesen új típusú nanotoxicitás.

Ha már fém-oxidoknál tartunk: vizsgálták a nanoszerkezetű titán-dioxid- és cink-oxid-tartalmú naptejek bőrre gyakorolt hatását, és még leégett bőrön is azt tapasztalták, hogy ezek a nanorészecskék nem képesek túlzottan mélyre jutni a többrétegű, részben elhalt sejtekből álló hámban.
Annak tehát viszonylag kicsi az esélye, hogy a bőrön keresztül nanorészecske kerül a szervezetünkbe, de az emésztőrendszeren át nagyobb a kockázata, és belégzéssel a legnagyobb. A részecskét jobbára egy falósejt kebelezi be, amellyel elvileg a testet behálózó nyirokrendszer bármely részére eljuthat a részecske méretétől, alakjától, felületi töltésétől függően: így megjelenhet a vérben, a lépben, a májban, de a méhlepényen is átjuthat, sőt, átlépheti a vér-agy gátat is.

Általános megfigyelés, hogy a nanorészecskék e folyamat során nem bomlanak le, legfeljebb a felületükre tapadt fehérjéket és egyéb anyagokat távolítja el a falósejtek munkája. Egyesek közülük a májsejtek révén kiürülnek az epével, a kisebbeket (egyes 6 nm átmérőjű alatti fém-oxidokat és meglepő módon bizonyos vékony, de igen hosszú nanocsöveket) pedig kiválasztja a vese, azonban így is maradnak a szervezetben olyanok, amelyek sorsáról nem sokat tudunk.

Ha egy részecske már bent van, és egy ideig bent is marad szervezetünkben, talán a legfontosabb kérdés, hogy képes-e káros hatást kifejteni génjeinkre (szakszóval ez a genotoxicitás). Az irodalomban fellelhető genotoxicitási vizsgálatokat összegezve Landsiedel 2012-es cikkében mindenekelőtt arra hívta fel a figyelmet, hogy a kutatási terület újdonsága miatt még nem alakultak ki megfelelő szabványok a nanoanyagok ilyen vizsgálataihoz, vagyis a kísérlet megismételhetősége-ellenőrizhetősége érdekében a nanorészecskéknek több jellemzőjét kell pontosan rögzíteni a „hagyományos” anyagokhoz képest.

Hogy állunk most? Valós veszély, hogy a nanoanyagok károsíthatják a géneket, de még alig vannak összehangolva és szabványosítva a különböző, élő és nem élő szervezetben lefolytatott nanoanyagos kísérletek. A nanoanyagokat még nem is osztályozták úgy, hogy az alapján konkrét vizsgálatok nélkül viszonylag biztos következtetéseket lehetne levonni arról, hogy mennyire mérgezők.

Nanotűk a szénakazalban

A nanoanyagok veszélyeit tehát éppen azok a tulajdonságok adják, melyek előnyeiket is jelentik: kis méretük, hatalmas fajlagos felületük és elképesztő sokféleségük. Nem is véletlen, hogy Robert Landsiedel kolléganője, aki a nanotechnológiáról folytatott társadalmi párbeszéd előnyeiről beszélt, sokat emlegette azt a jelképes mérleget, amelynek egyik serpenyőjében az innováció, a másikban pedig a kockázat áll.

A nanorészecskék kiszűréséhez távolról sem elegendőek a hagyományos anyagvizsgálati módszerek, amelyekkel például a szennyező vegyi anyagok kimutathatók, hiszen az egészségre káros nanorészecskék anyaga rendszerint egyáltalán nem különleges – csak az alakjuk és a méretük.

Tanulság? A nanoanyagok elkülönítése és vizsgálatuk automatizálása jelenleg még távoli cél, így amíg ezek a módszerek nem lesznek széles körben elérhetők, csak abban bízhatunk, hogy a korábban említett jelképes mérleg a jó irányba billen.

Forrás: http://www.origo.hu/tudomany/20140616-a-nanotechnologia-lehetosegei-egeszsegugyi-kockazatai-nanoreszecskek-basf.html

Reklámok

Egy hozzászólás to “Mérgezés lehet az ára a nanoforradalomnak”

  1. uniohid said

    “Ismert, hogy bizonyos nanorészecskék a méretük miatt képesek áthatolni a test természetes határain, bejutni a véráramba, áthatolni a sejthártyán, sőt, bejutni a sejtmagba, miközben anyagukat önmagában nem találták veszélyesnek. Ez a kutatási terület meglehetősen újnak számít, így egyelőre annyit tudunk, hogy a részecskék elvileg okozhatnak gyulladást, beleavatkozhatnak a sejtfolyamatokba – beleértve az osztódást –, felületükön katalizálhatnak bizonyos reakciókat, nem kívánt anyagokat vihetnek be a sejtbe, de vannak teljesen ártalmatlan nanorészecskék is.”

    “A nanoanyagok veszélyeit tehát éppen azok a tulajdonságok adják, melyek előnyeiket is jelentik: kis méretük, hatalmas fajlagos felületük és elképesztő sokféleségük.”

    !!!

Vélemény, hozzászólás?

Adatok megadása vagy bejelentkezés valamelyik ikonnal:

WordPress.com Logo

Hozzászólhat a WordPress.com felhasználói fiók használatával. Kilépés /  Módosítás )

Google kép

Hozzászólhat a Google felhasználói fiók használatával. Kilépés /  Módosítás )

Twitter kép

Hozzászólhat a Twitter felhasználói fiók használatával. Kilépés /  Módosítás )

Facebook kép

Hozzászólhat a Facebook felhasználói fiók használatával. Kilépés /  Módosítás )

Kapcsolódás: %s