Література

1. Чумак о. В. Етичні аспекти впровадження нанотехнології в умовах розвитку інноваційного суспільства / о. В. Чумак// Гуманітарний вісник здіа,— 2009.— випуск 37.— с. 96-104.

2. Шольце с. Нанотехнологии — трезвый взгляд / с. Шольце // Вестник высшей школы (Alma mater).— 2007.— № 7. -с. 47-52.

3. Bawa R. The ethical dimensions of nanomedicine / Bawa R., S. Johnson // Med. Clin. North Am.— 2007,— V. 91 ,№ 5.— P. 881 -887.

4. The Ethical aspects of Nanomedicine // http://ec.europa.eu/european_group_ ethics/activities/docs/roundt_nano_21march2006_final_en.pdf

5. Mnyusiwalla Anisa. ‘Mind the gap’: science and ethics in nanotechnology / Anisa Mnyusiwalla, Abdallah S. Daar, Peter A. Singer // Nanotechnology.— 2003.— V. 14,—R9.

6. NanoEthics: Ethics for Technologies that Converge at the Nanoscale // http://www. springerlink.com/content/1871-4757

Розділ 3 Етичні проблеми нанотехнологій

< 181 >

ЕТИЧНІ АСПЕКТИ НАНОБЕЗПЕКИ

О. В. Демецька

ДУ «Інститут медицини праці НАМИ України», м. Київ

Сьогодні дослідження впливу частинок нанодіапазону на організм людини є одним із найпріоритетніших напрямів сучасної науки. Відо­мо, що наночастинки існували ще до появи людини, та й зараз існують у космосі, атмосфері, гідросфері, гірських породах і магмах. Й, можливо, цілком доречно,було б визнати «батьком» нанотехнології Демокрита, який сказав, що: «Атом — це світ». Але сьогодні людство цікавлять, у першу чергу, так звані індустріальні наночастинки. У більшості країн світу наноматеріали й, особливо, наночастинки перебувають на само­му гребені' нанотехнологічної хвилі.

За аналітичними прогнозами, інноваційний розвиток та рівень еко­номіки в XXI столітті визначатимуть нанотехнології. Згідно із прогноз­ними оцінками, у найближчі роки саме розвиток нанотехнологій стане одним з основних рушіїв стимулювання суттєвих змін у промисловості, сільському господарстві та медицині.

Доцільність використання наноматеріалів, які виготовляють із засто­суванням нанотехнологій, зумовлена тим, що в таких розмірах об'єктів речовина має властивості, які не притаманні її «макрокількості». Інтерес учених до наночастинок, у першу чергу, зумовлений тим фактом, що вони займають проміжне положення між атомно-молекулярним та конденсо­ваним станом речовини. Навіть прості нанооб'єкти (наприклад, наночас­тинки металів) мають фізичні й хімічні властивості, відмінні від властивос­тей більш великих об'єктів із того ж матеріалу, а також від властивостей окремих атомів [4,5].

Фізико-хімічні властивості наночастинок:

—велика площа питомої поверхні;

—виразні каталітичні властивості;

—розмір і форма нанооб'єкта може суттєво впливати на його оптичні, електричні, теплофізичні властивості та навіть на колір;

—при малих концентраціях значно зростають магнітні й парамагнітні властивості, і наночастинки речовини виявляють унікальну власти­вість — «самозбірку кристалічної структури»;

< 182 >

Сьогодення і біоетика

—групи наночастинок можуть мати нові якості, що виникають у резуль­таті їхньої взаємодії одна з іншою;

—не завжди підпорядковуються відомим законам фізики та хімії.

Таким чином, унікальні властивості наночастинок створюють майже безмежний «плацдарм» для дослідництва винахідниками та вченими.

Однак, незважаючи на те, що дослідження властивостей наночасти­нок уже розпочато в лабораторіях багатьох країн світу, і досі бракує даних щодо показників гострої та хронічної токсичності, транслокації, біодеградаціїта елімінації з організму людини. Також залишається не- вирішеним широке коло питань, пов'язаних із поведінкою частинок нанодіапазону в біологічних системах та механізмами взаємодії з біо­логічними об'єктами [1].

У то й же час слід зазначити, що фахівці з нанотоксикології та експер­ти провідних міжнародних організацій, наполягають на тому, що, харак­теризуючи нанотехнології як «звичайний бізнес», ми ігноруємо уроки минулого та наражаємось на подвійний ризик. Так, з одного боку, це ризик інтенсивного впливу індустріальних наночастинок на здоров'я людей та довкілля. З іншого боку, у разі відмови від нанотехнологій ми відмовляємось від отримання нових знань та потенційно корисних роз­робок у різних сферах життєдіяльності.

Власне, у «НАНОТЕХНОЛОГІЇ» виділяють області, пов'язані із проміжни­ми продуктами, це:

—наноматеріали (Nanomaterials),

—наноструктури (Nanostructures),

—нанопристрої (нанороботи) (Nanodevices).

Також, це області, пов'язані з виробництвом цих продуктів:

—нанотехнологічне обладнання (Nanotechnology Facilities),

—інструменти Нанотехнологій (Nanotechnology Instruments). Необхідно відмітити, що в сфері нанотехнологій окремо виділяють область «Нанонауки» (Nanoscience, Nanoresearch), область «Наноосві- ти» (Nanoeducation) та «Нанобезпеки», тобто вплив Нанотехнології на навколишнє середовище та безпеку життєдіяльності (Nanosafety and Nanosecurity).

Отже, чому саме виник такий підрозділ, така субкатегорія як «нано- безпека»? Справа в тому, що провідні світові фахівці навіть називають наночастинки «Янусом із двома обличчями» [2,3]. Дійсно, незаперечним є факт, що сучасні нанотехнології зумовлюють значний прорив у меди­цині та фармації, біотехнології та різноманітних галузях промисловості.

Розділ 3 Етичні проблеми нанотехнологій

< 183 >

Однак, сьогодні існує така характерна тенденція, що в наноіндустрії по­ява нових матеріалів та технологій значно випереджає наукові дослі­дження щодо потенційної небезпеки для працюючих у сфері нанотех­нологій, населення та довкілля.

Виходячи з даних щодо фізико-хімічних властивостей наночастинок, можна зробити припущення, що і їхня біологічна дія має особливості, які суттєво відрізняються від механізмів впливу на організм речовин, розміри яких виходять за межі нанодіапазону.

Сьогодні відомо, що велика питома поверхня наночастинок збільшує їхню адсорбційну ємність, хімічну реакційну здатність і каталітичні власти­вості. Це може призводити, зокрема, до збільшення продукції вільних ра­дикалів і активних форм кисню, і далі до ушкодження біологічних структур (ліпіди, білки, нуклеїнові кислоти, зокрема, ДНК). Наночастинки можуть зв'язуватися з нуклеїновими кислотами, білками, вбудовуватися в мемб­рани, проникати в клітинні органели, і тим самим змінювати функції біо- структур. Також слід зазначити, що висока адсорбційна активність сприяє адсорбції на наночастинках різних контамінантів та полегшенню їхнього транспорту всередину клітин. У свою чергу, наночастинки можуть не роз­пізнаватися захисними системами організму, не зазнавати біотрансфор- маціїта не виводитися з організму [3, б, 7,9].

Отже, нанобезпека — це вплив нанотехнологій на навколишнє серед­овище та безпеку життєдіяльності живих організмів. Загалом, коло про­блем нанобезпеки при використанні нанотехнологій можна окреслити наступним чином: професійна безпека, здоров'я споживачів та захист довкілля.

Сьогодні виділяють наступні аспекти в області забезпечення безпеки застосування нанотехнологій та наноматеріалів:

—медико-біологічні (дослідження особливостей біологічної дії нано­частинок, параметрів токсичності, впливу на здоров'я та довкілля); —юридичні (державне законодавство щодо нанотехнологій);

—етичні.

Щодо етичних аспектів нанобезпеки, то, по-перше, ідеться про ін- формованість виробників, працюючих та населення як щодо користі нанотехнологій, так і щодо потенційної небезпеки частинок нанодіапа­зону. По-друге, слід ураховувати ймовірний вплив нанотехнологій на навколишнє середовище — забруднення атмосферного повітря та по­вітря робочої зони, забруднення ґрунту та ґрунтових вод, а також про­блеми утилізації наноматеріалів.

< 184 >

Сьогодення і біоетика

Цікаво, що англійською мовою в «нанобезпеці» є дві складові, а саме, «nanosafety» — захист себе, власний захист, та «nanosecurity» — захист оточуючих, захист довкілля. Але ці складові невід'ємно пов'язані між со­бою. Захист довкілля треба здійснювати при виробництві наноматеріалів та при їхній утилізації. Власний захист стосується насамперед працюючих у сфері нанотехнологій та населення, причому останні можуть наражати­ся на найбільшу небезпеку саме з боку забрудненого довкілля [8].

Сьогодні у світі та в Україні активно формуються ринки нанотоварів та нанопослуг, тому важливим аспектом є надання максимально повної та адекватної інформації, оскільки обізнаність населення є вкрай недо­статньою. Так, певна частина громадян з ентузіазмом сприймає префікс «нано-» перед будь-якими товарами та послугами, інша частина кате­горично відмовляється від використання нанотоварів через побою­вання щодо їхнього негативного впливу на власне здоров'я, і, нарешті, певному відсотку громадян байдуже, бо вони взагалі не розуміють про що йдеться.

Таким чином, пріоритетними є такі питання нанобезпеки: вивчення токсичності наночастинок та нових матеріалів; моніторинг професійних впливів; аналіз потенційних ризиків для здоров'я людей, оточуючого середовища та професійних ризиків; державне законодавство щодо на­нотехнологій; зменшення негативних впливів та розповсюдження інфор­мації серед населення працюючих контингентів щодо нанотехнологій, зокрема, щодо потенційних ризиків.

У той же час слід ураховувати, що розвиток нанотехнологій, безумовно, сприяє прогресу науки та техніки. Тому треба зробити все можливе, щоб дослідження наноматеріалів були об'єктивними, всебічними, із залучен­ням фахівців різних спеціальностей.

Література

1. Balbus J. М. Meeting Report: Hazard assessment for nanoparticles — Report from an interdisciplinary Workshop / J. M. Balbus, A. D. Maynard, V. L. Colvin // Envir. Health Persp.— 2007,— V. 115, № 11.— P. 1664-1669.

2. Donaldson K. The Janus faces of nanoparticles / K. Donaldson, A. Seaton // J. Nanosci Nanotechnol.— 2007,—V. 7, № 12,— P. 4607-4611.

3. Donaldson K. Nanotoxicology / K. Donaldson, V. Stone, C. Tran // Occup. Environ. Med. -2004,— V. 61.— P. 727-728.

Розділ 3 Етичні проблеми нанотехнологій

< 185 >

4. Haboub A. Thermal volatilization properties of atmospheric nanoparticles /

1. Haboub, J. Hallett, D. Lowenthal // Environ. Monit. Assess.— 2007.— V. 134, № 1-3.—P. 191-197.

5. Jiang, J. Characterization of size, surface charge, and agglomeration state of nano­particle dispersions for toxicological studie / J. Jiang, G. Oberdorster, P. Biswas // J. Nanopart. Res.— 2009,— №11.— P. 77-89.

6. Generation and characterization of test atmospheres with nanomaterials / L. Ma- Hock, A. Gamer, R. Landsiedel [et al.] // Inhal. Toxicol.— 2007,— V. 19, № 10.— P. 833-848.

7. Ning Z. Daily variation in chemical characteristics of urban ultrafine aerosols and inference of their sources / Z. Ning, M. Geller, K. Moore, R. Sheesley, J. Schauer, C. Sioutas // Environ. Sci. Technol.— 2007. -V. 41, № 17,— P. 6000-6006.

8. OberdorsterG.Safetyassessmentfornanotechnologyandnanomedicine:concepts of nanotoxicology / G. Oberdorster // J. Intern Med.— 2010.— V. 267, № 1,— P. 89-105.

9. FukumoriY Structure and function of nano-size biomagnetic particle /Y Fukumori // Seikagaku — 2000,—V. 72, № 9.— P. 1165-1168.

БІОЕТИЧНІ АСПЕКТИ ВПРОВАДЖЕННЯ НАНОМАТЕРІАЛІВ

І. М. Трахтенберг, Н. М. Дмитруха, О. Л. Апихтіна

ДУ «Інститут медицини праці НАМИ України», м. Київ

У процесі свого існування людство завжди контактувало із природ­ними наночастинками, що надходили в повітря та об'єкти навколиш­нього середовища внаслідок лісових пожеж, вивітрювання гірських по­рід, виверження вулканів [1].

Сьогодні у світі значна увага приділяється розвитку нанонотехнологій, спрямованих на одержання та використання матеріалів, що представлені частинками розміром до 100 нм. За останні 20 років, завдяки інновацій­ним розробкам та сучасним технологіям, створено близько 2000 різнови­дів наноматеріалів, що знаходять широке застосування в різних галузях промисловості [2].

Нанотехнологічні матеріали зараз широко використовують у мікро- електроніці, енергетиці, при виготовленні нових композиційних і конструк­ційних матеріалів у будівництві, на підприємствах хімічної, парфумерної та харчової спрямованості [2,3]. Розпочато застосування наноматеріалів у медицині й біології, зокрема, адресна доставка ліків, генна та молекуляр­на інженерії [4-6].

Широкі перспективи очікуються від застосування нанотехнології в охороні довкілля, насамперед, розробка і впровадження високоефек­тивних фільтрів для виробничих відходів, споруд з надміцних матеріалів для «консервування» небезпечних об'єктів, а також створення наночипів та наносенсорів. Наноматеріали застосовуються при виготовленні акуму­ляторних батарей, наноструктури інтегруються в електронні та оптово- локонні пристрої, активно розробляються нанолазери, наносенсори та нанодатчики, наноперемикачі, розробляються нанороботи [7,8].

На розвиток нанотехнологій у світі в 2004 році було виділено 8,6 млрд доларів США, а до 2012 року прогнозується витратити на ці потреби

Розділ 3 Етичні проблеми нанотехнологій

< 187 >

1 трлн доларів США. За прогнозом консалтингової фірми Lux Research, до 2014 року приблизно 15 % товарів, що виробляються (на спільну суму в $ 2,6 трлн), виготовлятимуться із застосуванням нанотехнологій [9,10,14].

Аналіз динаміки поширення застосування наноматеріалів указує на значне збільшення товарів для здоров'я — у 1,9 разу, харчових продуктів та напоїв — у 2,5 разу, а також товарів для дітей — у 5,7 разу. Ураховуючи, що діти є найбільш чутливим контингентом до дії потенційно небезпечних факторів, останні тенденції викликають серйозне занепокоєння [2].

У сучасній парфюмерно-косметичній промисловості наночастинки використовуються як складова сонцезахисних кремів. У сільському гос­подарстві — для більш ефективної доставки засобів захисту рослин та добрив, для нанок^псулювання вакцин; у генній інженерії предбачається використання наночастинок для доставки ДНК у рослини. Наноматеріа­ли знаходять своє застосування в харчовій промисловості, зокрема, для ' очистки води, при отриманні більш легких, термічно стійких пакувальних матеріалів, що мають антимікробні властивості, а також для збагачення харчових продуктів мікроелементами. Використання наночипів перед­бачається для ідентифікації умов і строків зберігання харчової продук­ції, виявлення патогенних мікроорганізмів тощо. Комітет із науки Палати лордів британського парламенту опублікував результати досліджень із нанотехнологій продуктів харчування. Десятки наукових груп і спожив­чих активістів, і, навіть, декілька міжнародних виробників засвідчили, що наночастинки вже застосовуються в складі соусів, дієтичних напоїв, деяких тортів та булочок. 20 найбільших світових виробників продуктів харчування, у тому числі, Nestle, Hershey, Cargill, Campbell Soup, Sara Lee і HJ Heinz, мають свої власні нанолабораторіїта укладають угоди із провід­ними університетами, щоб сприяти розвитку нанотехнологій, пов'язаних із харчовою індустрією [11].

У сучасних умовах відбувається інтенсивна розробка й впровадження нанотехнологій у медичну практику. Можливість застосування нанотех- нологічних розробок (наноприладів, нанопрепаратів) у медичній прак­тиці для профілактики, діагностики та лікування різних захворювань із контролем біологічної активності, фармакологічної та токсикологічної дії одержаних продуктів чи медикаментів вивчає нова галузь — наномеди- цина. На сьогодні можна констатувати, що досягнутий певний успіх у ви­вченні впливу наночастинок на рівні генного апарату клітин, тканин, ор­ганів, що може бути підставою для розробки нових методів діагностики і лікування хвороб. Впровадження нанопрепаратів у медичну практику

< 188 >

Сьогодення і біоетика

сприятиме зниженню та усуненню органотоксичності лікарських препа­ратів, що відкриває перспективи їхнього впровадження в різних галузях медичної практики. Найперспективнішими напрямами нанофармакології є застосування наночастинок і наноматеріалів (ліпосоми, фулерени, окси­ди металів) як субстанції для нових лікарських препаратів, переносників лікарських засобів, а також в утворенні комплексів з уже існуючими меди­каментами для більш глибокого їхнього проникнення, більш інтенсивної та тривалішої дії [4-6].

Швидке впровадження та широке застосування наноматеріалів у промисловості, мікроелектроніці, а також у медицині, парфумерно- косметологічній галузі, а, особливо, у побуті (нанотекстиль, продукти харчування), не тільки відкриває нові перспективи, але і внаслідок більш тісного контакту з ними живих організмів, може становити загрозу для на­вколишнього середовища та здоров'я Населення [2,12].

Отже, проблема безпеки наноматеріалів на сьогодні є одним із пріори­тетних завдань профілактичної медицини та токсикології. Відповідно до цього, група вчених, до складу якої входять провідні науковці, у тому чис­лі, і токсикологи, оголосила про установу міжнародного співтовариства, покликаного встановити протоколи для токсикологічного тестування на­номатеріалів на клітинах і живих організмах. Нова організація була про­голошена 9 вересня 2008 року на найбільшій міжнародній нанотоксико- логічній конференції Nanotox 2008 [13].

У зв'язку із зазначеним, у токсикології сформувався новий розділ — нанотоксикологія. Найважливішими питаннями, які повинна вирішувати нова дисципліна, є вивчення фундаментальних закономірностей проявів біологічної і токсичної дії наночастинок залежно від їхньої форми, розмі­ру, початкового матеріалу, площі поверхні, заряду й інших фізико-хімічних особливостей будови, а також дози, шляху введення, концентрації в об­ласті органу-мішені та тривалості дії. Дуже важливим є також оцінка мож­ливих віддалених ефектів використання наноматеріалів [6,13—15].

Питання розвитку нанотехнологій є актуальним і для України. Так, роз­порядженням Кабінету Міністрів України від 2 квітня 2009 року № 31-р схвалено Концепцію Державної цільової науково-технічної програми «На­нотехнології та наноматеріали» на 2010-2014 роки, метою якої є створення сучасної національної наноіндустрії. У документі, зокрема, зазначається, що в найближчі десять років саме розвиток нанотехнологій та виготов­лення нових наноматеріалів стане одним з основних рушіїв стимулюван­ня суттєвих змін у таких галузях промисловості, як машинобудування,

Розділ 3 Етичні проблеми нанотехнологій

<189 >

оптоелектроніка, мікроелектроніка, автомобільна промисловість, а також сільське господарство, медицина та екологія. При цьому в Про­грамі зазначається необхідність створення системи стандартизації та сертифікації наноматеріалів, яким притаманні абсолютно інші фізико- хімічні властивості та біологічна дія порівняно з їхніми мікро-та іонни­ми формами [16].

Унікальні властивості наноматеріалів визначаються наявними квантови­ми ефектами, які значно проявляються з розмірами менше 100 нм. Неве­ликі розміри та різноманітність форм наночастинок зумовлює відмінності в особливостях їхнього надходження в організм, біотрансформації та ви­ведення, взаємодії із клітинними структурами, біологічними молекулами (білками, ДНК та ін.), Велика відносна площа (у перерахунку на одиницю маси) наночастинок суттєво збільшує їхню адсорбційну ємність, хімічну реакційну здатність та каталітичні властивості. Висока адсорбційна актив­ність .наночастинок та наноматеріалів характеризується здатністю адсор­бувати на одиницю маси набагато більше сполук та хімічних речовин, по­рівняно з макроскопічними дисперсіями. Цю властивість наночастинок необхідно враховувати, оскільки вони можуть на своїй поверхні адсорбува­ти токсичні хімічні сполуки та сприяти їхньому транспортуванню в клітини, суттєво збільшуючи токсичні властивості останніх. Наночастинки, завдяки своїм малим розмірам, погано розпізнаються захисними системами орга­нізму, і, як наслідок, не піддаються біотрансформації та не виводяться з орга­нізму, що сприяє високій їхній акумуляції в біосередовищах організму [17].

Наночастинки характеризуються малими розмірами та великою сумар­ною площею поверхні, що в поєднанні з іншими фізико-хімічними власти­востями, такими як наявність домішок металів та заряду на поверхні, може виявляти досить непрогнозовані генотоксичні властивості. Установлено, що наноматеріали можуть викликати ушкодження ДНК опосередковано, сприяючи оксидативному стресу та запальній відповіді. Частинки малих розмірів можуть проникати через мембрани клітин та безпосередньо взаємодіяти із ДНК у ядрі. Навіть, якщо наночастинки не проникають без­посередньо до ядра, накопичуючись у клітинах, вони можуть контактувати із ДНК під час мітозу, коли цілість ядерної мембрани порушується, що зно­ву таки може спричинити утворення аберацій ДНК. Внаслідок ушкодження ДНК активними формами кисню та хронічного запалення можуть активу­ватися зупинка клітинного циклу, апоптоз та репарація ДНК. Механізми репарації ДНК є центральними в запобіганні генетичному ушкодженню, яке може зафіксуватись як постійна мутація. При порушенні цих захисних

< 190 >

Сьогодення і біоетика

механізмів можуть виникнути зміни, які передаються дочірнім клітинам. Це підвищує ризик трансформації клітин та стимулює канцерогенез [18].

Результати проведених наукових досліджень оцінки токсичності на­номатеріалів указують на те, що параметри токсичності наночастинок визначаються не лише хімічним складом, концентрацією, розміром, але і формою. Так, наночастинки дендритичної та веретеноподібної форми мають більш високу цитотоксичність порівняно із частинками сферичної форми [11,17,18].

На підставі наявних результатів експериментальних досліджень мож­на дійти висновку, що наночастинки мають більш високу токсичність, ніж звичайні мікрочастинки. Вони здатні проникати в незміненому ви­гляді через клітинні бар'єри, а також через гемато-енцефалічний бар'єр у центральну нервову систему, циркулювати й накопичуватися в органах і тканинах, викликаючи більш виражені морфологічні зміни внутрішніх органів, наприклад, утворення гранульом у легенях, цироз печінки, гло­мерулонефрит, а також, маючи тривалий період напіввиведення, вкрай важко виводяться з організму. Показано, що токсичність наночастинок визначається їхньою формою та розмірами, при цьому дрібні наночас­тинки веретеноподібної форми викликають більш руйнівні ефекти в організмі, ніж подібні їм частки сферичної форми. При дії наночасток на організм чітко простежується залежність «доза-ефект». Клінічні прояви визначаються вмістом того чи іншого хімічного елементу в складі кожної конкретної наночастинки, однак при цьому спостерігається значне по­силення токсичного ефекту [11,15].

Органами-мішенями для наночастинок є легені, печінка, нирки, голов­ний мозок, шлунково-кишковий тракт. Простежується залежність токсич­ної дії від шляху надходження. При надходженні наночастинок в організм інгаляційно відзначається можливий розвиток оксидативного стресу, астми, хронічних обструктивних хвороб легенів (ХОЗЛ), злоякісних ново­утворень (рак легенів), нейродегенеративних захворювань, порушень із боку серцево-судинної системи й серцевої діяльності, порушення геному клітини (реплікації ДНК). Наявні в даний час у невеликій кількості дослі­дження в цьому напрямі вказують на те, що наноматеріали можуть бути токсичними, тоді як їхній еквівалент у звичайній формі в цій же концен­трації безпечний. Показано, що навіть однократна інгаляція вуглецевих нанотрубок викликає в експериментальних тварин запальний процес у легеневій тканині з наступним некрозом клітин і розвитком фіброзу, що, можливо, надалі здатне привести до раку легенів [б, 12].

Розділ 3 Етичні проблеми нанотехнологій

< 191 >

Є відомості проте, що наночастинки викликають нейротоксичну дію, мабуть, за рахунок проходження через гемато-енцефалічний бар'єр, спричиняючи окислювальний стрес в клітинах мозку, а також здатні чинити кардіотоксичні та гепатотоксичні ефекти, що також пов'язують з розвитком оксидативного стресу та запальної реакції, що призводить до апоптозу і некрозу клітин. Представлено дані, що наночастинки мо­жуть посилювати відповідь на алергени [1,6,13].

Наукові дослідження стосовно використання нанотехнологій у галузі охо­рони здоров'я населення наглядно показали існування значного позитивного економічного потенціалу. Практичне застосування унікальних властивостей наноматеріалів призведе до значного науково-технічного та інформаційного прогресу, а також сприятиме утворенню нових галузей сучасного промисло­вого виробництва, перетворенню цілих областей сучасної економіки. Проте, не,менш актуальною є проблема прогнозування та оцінки можливого впливу нових наноматеріалів та наночастинок на здоров'я населення і навколишнє середовище, екологічну та біосферну рівновагу загалом, а також розробка відповідних стандартів безпеки. Оцінка безпеки наночастинок включає в себе як проведення токсикологічних досліджень наноматеріалів, здійснення гігієнічного регламентування їхнього застосування, так і прогнозування мож­ливих ризиків та негативних ефектів їхнього впливу на організм людини. У рамках існуючого реєстру потенційно небезпечних хімічних речовин необ­хідно створення та ведення реєстру наночастинок та наноматеріалів для ана­лізу та оцінки їхнього застосування в Україні [19].

У свою чергу, потребує вирішення визначення методології проведен­ня токсикологічної оцінки наноматеріалів, оскільки, вони мають фізико- хімічні властивості, відмінні від властивостей мікрочастинок та сполук в іонній формі. На даний час не розроблено чітких стандартизованих методик для експериментальних досліджень, не встановлено критеріїв безпеки та допустимих меж впливу наноматеріалів. Застосування мето­дів класичної токсикології в комбінації з альтернативними методами та сучасними технологіями дозволить більш ефективно проводити оцінку та токсиколого-гігієнічну характеристику наноматеріалів [15,20].

Оцінку безпеки застосування наноматеріалів необхідно проводити одно­часно з аналізом їхнього вмісту в об'єктах навколишнього та виробничого середовищ. Для цього потрібна розробка та впровадження ефективних та надійних методів виявлення, ідентифікації та кількісної оцінки наночастинок в атмосферному повітрі та повітрі робочої зони, водних об'єктах, ґрунтах, а також харчових продуктах, біологічних рідинах та біосубстратах [14,19].

192 >

Сьогодення і біоетика

Існуюча на даний час методологія оцінки ризику ґрунтується на пов­ній токсикологічній оцінці конкретної речовини чи сполуки, визначенні залежності «доза-ефект», даних вмісту речовини в об'єктах навколиш­нього середовища та харчових продуктах, розрахунку навантаження на населення, що дозволяє розрахувати і канцерогенні ризики. Для нано­матеріалів, зважаючи на викладену вище специфіку їхніх властивостей, дана методологія може бути непридатна (або застосована обмежено) внаслідок наступних причин:

—токсичність наночастинок не може бути оцінена в порівнянні з ана­логами в макродисперсній формі або у вигляді суцільних фаз, так як токсикологічні властивості наноматеріалів є результатом не тільки їхнього хімічного складу, але й різноманітності інших особливостей, таких, як поверхневі характеристики, розмір, форма, склад, хімічна реактивність та ін.;

—наявні токсикологічні методології засновані на визначенні токсич­ності речовини щодо масової концентрації, що є неприйнятним для наноматеріалів, для яких одним з основних визначальних властивос­тей буде величина площі поверхні або число наночастинок;

—відсутні дані про органи-мішені дії конкретних наноматеріалів;

—недостатньо розроблені методи виявлення, ідентифікації та кількіс­ного визначення наноматеріалів в об'єктах навколишнього середо­вища, харчових продуктах і біосередовищах, що могли б достовірно відрізнити їх від хімічних аналогів у макродисперсній формі. Особливе місце займає питання дослідження та оцінки безпеки робо­чих місць на виробництвах, що використовують нанотехнології. Наразі відсутні дані про можливі негативні ефекти тривалого впливу наночасти­нок на організм людини.

Потребує вирішення проблема оцінки ефективності застосування в харчуванні людини та раціоні сільськогосподарських тварин продуктів, які містять наночастинки, біодоступність та засвоєння в організмі компо­нентів харчових продуктів, отриманих за допомогою нанотехнологій.

Широке впровадження нанотехнології та наноматеріалів у вироб­ництво та застосування в побуті без ґрунтовних фундаментальних та токсиколого-гігієнічних і екологічних досліджень викликає занепокоєн­ня щодо їхньої безпечності та можливої загрози для здоров'я населення та навколишнього середовища.

Використання нанотехнологій і наноматеріалів, безперечно, є од­ним із найбільш перспективних напрямів науки й техніки в XXI столітті.

Розділ 3 Етичні проблеми нанотехнологій

< 193 >

Ураховуючи, що в перспективі очікується тісний контактлюдини та інших біологічних об'єктів із наноматеріалами, вивчення питань потенційних ризиків їхнього використання видається першочерговим завданням. За кордоном проблема безпеки наноматеріалів у даний час висувається на перший план. Такі дослідження проводяться в СІІІА (FDA), Євросоюзі, а також у ряді міжнародних організацій (ВООЗ, ФАО, ILSI) [9,20].

Розвиток нанотехнологічних виробництв та постійне зростання кіль­кості споживачів нанотехнологічної продукції объективно вимагає відпо­відального підходу до питань безпечного виробництва наноматеріалів, їхнього зберігання, розповсюдження та використання як у промисло­вості, так і в побуті.

Незважаючи на те, що наноматеріали у світі вже використовуються біль­ше 10 років, жоден вид наноматеріалів не був вивчений у повному обсязі на безпеку ні в одній із країн світу. Фактично в усьому світі проводилася незначна кількість таких досліджень, що не дозволяють точно оцінити по­тенційні ризики використання наноматеріалів.

На сьогодні, потрібна розробка високочутливих і адекватних методів ви­значення наноматеріалів в об'єктах навколишнього середовища, харчових продуктах і біосередовищах. У даний час розробляються методи визначен­ня наноматеріалів, засновані на використанні мас-спектрометрії матрично- активованої лазерної десорбції/іонізації (МАЛДІ), електричних і білкових біосенсорів, радіоактивних, стабільноізотопних і спінових міток, електро­нної мікроскопії, атомно-силової мікроскопії, рентгенівської емісійної спек­трометрії, квазіупружного лазерного світлорозсіювання, високоефективної фазової рідинної хроматографії, аналітичного центрифугування.

Узагальнюючи викладені вище матеріали, слід зазначити, що ситуація на виробництві та на ринку наноматеріалів потребує вирішення низки питань:

• в умовах виробництва та в лабораторіях робота повинна вестись з дотриманням належних заходів безпеки для працівників та навко­лишнього середовища;

—споживачі нанопродукції належним чином повинні бути проінфор­мовані про потенційні ризики;

• необхідна розробка систем контролю, методів і приладів стеження та виявлення наноречовин у навколишньому середовищі, а також удосконалення механізмів їхньої токсиколого-гігієнічної оцінки.

Не менш нагальною на сьогодні проблемою, що потребує вирішення, є питання регламентації відходів та викидів підприємств наноіндустрії, а також оцінки життєвого циклу наноматеріалів у довкіллі.

194 >

Сьогодення і біоетика

Висновки

Проаналізувавши результати досліджень вітчизняних та зарубіжних ав­торів щодо властивостей наночастинок, перспектив їхнього застосування можна констатувати неухильне зростання їхнього виробництва. Хоча по­тенційні переваги застосування нанотехнологій широко висвітлюються в науковій літературі, практично відсутні відомості про характеристику й властивості наноматеріалів та наночастинок, виявлення потенційних не­безпек, пов'язаних із продуктами, що містять нанорозмірні матеріали. Для цього необхідні додаткові дослідження зтоксиколого-гігієнічноїоцінки, які дозволили б повністю визначити потенційний вплив нанорозмірних ком­понентів на людину та навколишнє середовище. Повна інформованість і обізнаність із даного питання є важливою проблемою для профілактичної медицини. При регламентуванні наноматеріалів та наноречовин необхід­но дотримуватися принципу безпечності їхнього використання, а також жорстокого контролю з боку держави.

Література

1. Волков С. В. Нанохімія. Наносистеми. Наноматеріали / С. В. Волков, С. П. Ко­вальчук, В. М. Генко, О. В. Решетняк,— К.: Наукова думка, 2008.— 422 с.

2. Михайленко В. М. Нанотехнології — перспективи застосування та ризики для здоров’я людини / В. М. Михайленко, П. М. Михайленко, Л. О. Єлейко // Он­кологія,—2008—Т. 10, № 4,—С. 420-426.

3. Чекман І. С. Наночастинки: властивості та перспективи застосування /1. С. Чек- ман //Український біохімічний журнал.— 2009.— Т. 81, № 1С. 122-129.

4. Нанотехнології, наномедицина: перспективи наукових дослідженьта впровад­ження їх результатів в медичну практику / Розенфельд Л. Г., Москаленко В. Ф., Чекман І. С. [та ін.] // Український медичний часопис.— 2008.— № 5 (67).— С. 63-68.

5. Нанотехнології в медицині, фармації та фармакології / Розенфельд Л. Г., Чек­ман І. С., Тертишна А. І. [та ін.] // Фармакологія та лікарська токсикологія.— 2008.—№1-3,—С. 3-7.

6. Kagan V. Е. Nanomedicine and nanotoxicology: two sides of the same coin / V. E. Kagan, H. Bayir, A. A. Shvedova // Nanomedicine.— 2005.— V. 1(4).— P. 313-316.

7. Проданчук H. Г. Нанотоксикология: состояние и перспективы исследований /

Н. Г. Проданчук, Г. М. Балан // Сучасні проблеми токсикології.— 2009.— № 3-4,— С. 4-20.

Розділ 3 Етичні проблеми нанотехнологій

< 195 >

8. Medical Nanorobot Architecture Based on Nanobioelectronics / [Cavalcanti A., Shirinzadeh B., Freitas R., Kretly L.] // Recent Patents on Nanotechnology.—

2007. —1 (1) —P. 1-10.