مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

نانوذرات

مقدمه:

چنين به نظر مي رسد که نانو تکنولوژي مي تواند دنياي دست ساز بشر را ملکول به ملکول بازسازي کند و موجي انقلابي در محصولات تجاري ايجاد کند. تعاريف زيادي از «نانو تکنولوژي» ارائه شده است، اما پرکاربردترين تعريف مربوط به (سازمان) ابتکارات نانوتکنولوژي ملي آمريکاست (NNI) : «نانو تکنولوژي دانستن، کنترل و دستکاري مواد در سطوح اتمي و ملکولي است که در ابعادي حدود 1 تا 100 نانومتر انجام مي‌شود، يعني پديده اي منحصر به فرد که موجب کارکردها و کاربردهاي جديدي مي شود» (www.nano.gor).

طبق اعلام مؤسسه علمي ملي آمريکا (NSF)، بازار جهاني محصولات نانوتکنولوژي در سال 2008، 700 ميليارد دلار تخمين زده شده و اين مبلغ تا سال 2015 سالانه بالغ بر 1 تريليون دلار هم خواهد رسيد.

نانوذرات ساخته شده در معناي کلي اينگونه تعريف مي شوند: نانو ساختارهاي ساخته شده که براي استفاده‌هاي خاصي در علوم، تکنولوژي،‌ داروسازي، صنايع و کاربردهاي فراوان ديگر در زندگي روزمره به کار مي رود.

نانوذرات را مي توان در زمينه هاي ديگري چون لوله ها، سيم ها، فيبرها، حلقه ها و ذرات کوانتوم نيز طبقه‌بندي کرد. آنها از ذرات بسيار ريز احاطه کننده اشان قابل تمايز هستند، يعني زمينه اي که در علوم محيطي و سم‌شناسي بسيار مورد استفاده بوده و از منابع طبيعي (گدازه هاي آتشنشاني، دريا، حريق هاي جنگلي) يا اعمال انساني نشأت گرفته است (مثل سوزاندن سوخت هاي فسيلي، نيروگاههاي برق، جوشکاري، آهنگري).

انسان همواره در تمامي مراحل تکامل خود در معرض ذرات بسيار ريز ( nm 100) قرار داشته است، اما اين موضوع فقط مربوط به دوران قبل از انقلاب صنعتي بوده است يعني زماني که با آغاز آن،‌ ذرات ريز حاصل از اعمال انساني به طور چشمگيري افزايش يافته است. توسعه و رشد سريع نانوتکنولوژي به عنوان يکي ديگر از منابع ذرات ريز است که بشر در معرض آنها قرار مي‌گيرد.

سميت نانو به عنوان يکي از شاخه هاي جديد علم سم شناسي است که تأثيرات گوناگني آنها را بر سلامت انسان مورد بررسي قرار مي دهد. ويژگي هاي ذاتي نانو از قبيل محدوديت اندازه، تسلط پديده هاي ميانجي، مکانيسم هاي کوانتوم و غيره، بسيار فراتر از پيش بيني ما از آن چيزي است که در مقياس بزرگ شناخته ايم.

بنابراين بررسي يا ارزيابي مجدد سموم مواد نانوي توليدي ضروري به نظر مي رسد، گر چه مسموميت مواد بزرگ با همان ترکيب مواد شيميايي ممکن است هم اينک شناخته شده باشد، تاکنون هيچ پروتکلي براي آزمايش عدم مسموميت آنها وجود ندارد؛ در حاليکه ذکر اين نکته کافي است که سه عنصر کليدي براي بررسي سميت بايد داراي ويژگي هاي فيزيکي- شيميايي مواد نانو مطروحه در مقالات آزمايشگاهي (سلولي و غير سلولي) و مطالعات آزمايشگاهي باشد.

بر خلاف آزمايش مقدار سميت مواد شيميايي سنتي، پارامترهاي فيزيکي- شيميايي همچون اندازه، شکل، ساختار بلورها، ناحيه سطحي، انحلال پذيري، پوشش سطحي و غيره، همگي مي توانند در سميت نقش داشته باشند. بررسي سميت مواد نانوي آزمايشگاهي شامل جذب، توزيع، متابوليسم، کاربرد (ADME)، جنبش شناسي ذرات و تعامل بين مواد نانو و مولکولهاي زيستي در محيط آزمايشگاهي است.

مهمترين مواد نانوي تجاري شامل متال اکسيدهاست؛ مثل تيتانيوم اکسيد ( 2Ti O ) ، آلومينا اکسيد (3 O2AL) ، آيرون اکسيد ( 4O 3 Fe، 3O 2 Fe)، زينک اکسيد (ZnO) ، سريوم اکسيد (eq) و زرگونيا (3O 2AL) .

اين مواد مورد مصارف فراواني هستند. کاربردهايي چون سنسورهاي کاتاليزي، مواد الکترونيک و ترميم آسيب‌هاي محيط زيستي که اين امر به دليل ترکيب منحصر به فرد بلورها و ويژگي هاي مکانيکي، الکترونيکي،مغناطيسي، نوري و جذبي آنهاست.

تمرکز مطالب اين فصل بر ذرات نانوي متال اکسيد غير سمي در محيط آزمايشگاهي است که شامل وجود منابع ذرات نانو در محيط زيست، رويارويي احتمالي با اين ذرات، کاربردهاي مختلف آن از طريق شکستهاي رويارويي و تأثيراتي که اين نانوذرات بر سلامتي مي گذارند، مي شود. اميدواريم که تحليل و گفتگو در مورد غير سمي بودن نانو ذرات متال اکسيد در محيط آزمايشگاهي، اطلاعات و راهکارهايي را براي کنترل ايمني و سلامت مشاغل و کارهاي مربوط به نانوذرات ايجاد کند.

 

2-13 نانوذرات متال اکسيد موجود در محيط:

نانوذرات به طرق مختلف وارد محيط زيست مي شوند؛ چه در طي مراحل ساخت ذرات نانو و چه به واسطه استفاده و دفع محصولات حاوي نانوذرات، فاضلاب و نشت هاي صنعتي حاصل از سنتز و توليد ذرات نانو، احتمالاً در آلودگي محيط زيست نقش دارند. نانو ذرات مورد استفاده در محصولات بهداشتي از قبيل لوازم آرايشي و کرم هاي ضد آفتاب، کاربردهاي صنعتي و تکنولوژي بهداشتي نيز به احتمال زياد از طريق شستشو يا به واسطه نشت از طريق استفاده و فرآيند دفع وارد محيط زيست مي شوند.

نانوذرات متال اکسيد به دليل کاربرد گسترده اي که در پيدايش نانو تکنولوژي داشته اند، به وفور در محيط زيست يافت مي شوند. مثلاً تيتانيوم اکسيد و زنيک اکسيد به طور گسترده اي در رنگ ها، کرم هاي ضد آفتاب و پليمرها، تايرها و عنوان تثبيت کننده به کار مي روند.

نانوذرات آيرون اکسيد خيلي زياد در صنعت، محيط زيست و نيز در محيط آزمايشگاهي و کاربردهاي زيست-شيميايي مورد استفاده قرار مي گيرند. نانوذرات لانتانيد اکسيد به عنوان معياري براي سنجش هاي زيستي حساس اعم از سنجش هاي ايمني و سنجش هاي DNA، توسعه يافته است.

به علاوه نانوذرات متال اکسيد ديگر مثل زرگونيا و سريم اکسيد به کارکرد وسيعي در کاتاليز و براق سازي دارند و به دليل ويژگي هاي فيزيکي جذابي که دارند به صورت افزودني به پليمرها و مواد و محصولاتي که براي دندان تهيه مي شوند، مورد استفاده قرار مي گيرند.

بازار جهاني نانوذراتي که در پزشکي، داروسازي و لوازم آرايشي مورد استفاده قرار مي گيرند از 7/170 ميليون دلار در سال به 6/204 ميليون دلار در سال 2007 رسيده است و پيش بيني مي شود که تا سال 2012 اين مبلغ احتمالاً به 4/484 ميليون دلار خواهد رسيد.

از سوي ديگر اين اطلاعات نشان مي دهد که کاربردهاي احتمالي نانوذرات متال اکسيد در زمينه هاي گوناگون، بي ترديد خطرهاي احتمالي سلامت انسان را افزايش خواهد داد.

 

3-13 قرار گرفتن در برابر منبع نانوذرات:

قرار گرفتن در برابر ذرات نانو به دو صورت اتفاق مي افتد:

در معرض قرار گرفتن شغلي که به صورت غير عمدي از محيط وارد بدن مي شود؛ با استفاده عمدي از محصولات مصرفي يا داروهاي زيستي. در معرض قرار مواجهه شغلي که در محل کار رخ مي دهد، ممکن است در تحقيقات و تجهيزات توسعه اي بخش نانوتکنولوژي، شرکت هاي شيميايي و داروسازي، وسايل و تجهيزاتي که براي تهيه رنگ، سيمان و محصولات ديگر مورد استفاده قرار مي گيرد و در طول فرآيندهايي به کار مي رود که نانوذرات به عنوان محصولات جانبي در تهيه و توليد به کار مي روند مثل پخت نان، جوشکاري و فرآيندهاي پليمري، در معرض قرار گرفتن اتفاقي، ممکن است به واسطه ساخته شدن و آزاد شدن نانوذرات در محيط، يا از طريق نانوذراتي باشد که در محصولات دارويي خاصي که به منظور تشخيص و درمان بيماري ها به کار مي رود.

محل هاي احتمالي ورود نانوذرات در اعضاي بدن از اين قرارند:

از مسيرهاي روده اي معده اي و سيستم تنفسي، پوست و بافت هاي نرم (شکل 1-13)

 

1-3-13 سيستم تنفسي:

بيشتر تحقيقات انجام شده در زمينه سميت ذرات نانو در محيط آزمايشگاهي و بر روي سيستم هاي بدن پستانداران و به خصوص سيستم هاي تنفسي آنها بوده است. مکانيسم هاي دفاعي خاص مي توانند اعضاي بدن پستانداران را از مواد مضر در محل هاي ورودي آنها به بدن محافظت کنند؛ با اين حال اين اعمال دفاعي احتمالاً هميشه هميشه براي نانوذرات مؤثر نيستند. هنگامي که نانوذرات استنشاق مي شوند، انتشار، دفع و جابجايي آنها در سيستم تنفسي، با ذرات بزرگتر متفاوت است.

1-1-3-13 استنشاق نانوذرات در سيستم تنفسي:

طبق قانون انتشار حرکت، ذراتي که از راه تنفس وارد بدن مي شوند، از سرتاسر سيستم تنفسي دفع خواهند شد که اين مکانيسم از گلو، بيني و نايژه آغاز شده و به مناطق آلوئولي مي رود. مقدار خروج ذرات استنشاق شده از اين مناطق بسته به اندازه نانو ذره فرق مي کند. مثلاً 90 درصد از ذرات nm 1 استنشاق شده از اين قسمت ها از بخش گلو و بيني دفع مي شوند و فقط 10 درصد آن از بخش نايژه اي دفع مي شوند و هيچ مقدار از آن از بخش آلوئول ها دفع نمي شود.

از سوي ديگر ذرات nm 5 استنشاق شده به طور يکسان از هر سه قسمت دفع مي شوند؛ ذرات nm 20 بيشترين دفع را در آلوئول ها دارند (حدود 50 درصد) در صورتي که حدود 15 درصد از همين ذرات در گلو، بيني و نايژه دفع مي شوند (شکل 2-13) ( 1994 ، ICRP) . اين درصدهاي مختلف دفع، پيامدهاي مختلفي در دستگاه تنفسي دارند (تأثيرات احتمالي که نانوذرات استنشاق شده و جابجايي آنها دارند).

2-1-3-13 مسيرهاي دفع:

استفاده ريوي و دفع ذرات، سالهاست که مورد مطالعه است. از تحقيقات اخير مواجهه اتفاقي و شغلي ذرات، اطلاعات بسيار زيادي حاصل شده است که به دفع نانوذرات در دستگاه تنفسي مي پردازد. دفع ذرات در دستگاه تنفسي عمدتاً از طريق جابجايي فيزيکي به ديگر بخش ها يا دفع شيميايي، انجام مي شود.

انحلال شيميايي در مسيرهاي تنفسي بالاتر يا پايين تر، براي نانوذرات قابل حل زيستي در جريان هاي درون يا برون سلولي اتفاق مي افتد. اجزاي حل شده و قابل حل مي توانند در ساختارهاي زير سلولي ديگر پخش و جذب شوند يا به پروتئين هاي داخل سلول ها ملحق شوند و شايد هم در نهايت توسط گردش خون و لنفاوي جذب شوند.

مکانيسم دفع مي تواند در هر يک از اين سه بخش مسيرهاي دستگاه تنفسي اتفاق بيفتد که البته به PH اجزاي تشکيل دهنده درون يا بيرون سلول بستگي دارد.

دفع نانوذرات غير قابل حل و با درجه انحلال پذيري کم در مسير دستگاه تنفسي اساساً از طريق جابجايي فيزيکي انجام مي شود. مقدار دفع تا حد زيادي به محل دفع و اندازه ذره بستگي دارد. نانوذراتي که در مسيرهاي هوايي و چسبناک فوقاني (گلو، بيني و نايژه) گير مي کنند، به وسيله خارج کردن مخاط بيني از راه دهان خارج مي شوند؛ بنابراين همه اين مراحل روند نسبتاً سريعي است ( 2000، Koeyling ، Scheuch) .

رايج ترين شيوه دفع نانوذرات در بخش هاي آلوئولي از طريق ماکروفاژ فاگوسيت ها انجام مي شود که به توانايي ماکروفاژ آلوئول ها نسبت به «حس» ذرات دفع شده، حرکت به قسمت هاي دفع شان، فاگوسيت و سپس حرکت به سمت مژک هاي بالابر بستگي دارد ( 2000، Koeyling ، Scheuch).

 

 

شکل 2-13

نسبت پيش بيني شده دفع ذرات تنفس شده در گلو و بيني، نايژه و آلوئول ها مجاري تنفسي انساني از طريق تنفس از راه بيني ( 1994 ، ICRP) . کپي شده از انتشارات ICRP (1994)، با مجوز از کميسيون بين المللي حفاظت راديولوژيکي

فاگوسيتوز ماکروفاژ روند نسبتاً کندي است که از چند مرحله تشکيل شده است:

گيرنده هاي خاصي که بر روي غشا دفاگوسيت قرار دارند باعث مي شوند که ذره به ملکولهاي سطح آن بچسبد؛ ذره به درون آن مي رود؛ براي ايجاد فاگوليزوزوم با ليزوزوم ادغام مي شود؛ و توسط آنزيم هاي ليزوزوم هضم مي شود.

پارامترهاي فيزيکي- شيميايي ذرات- اندازه، شکل و سطح، ... – نيز مي توانند در توانايي ماکروفاژهاي آلوئولي تأثير داشته باشند (2004، Kreyling و Borm ، 1994 و Oberdorster et ol. ).

در آزمايشات انجام شده،‌ موشها را در معرض ذرات 2TiO ، 20 و 250 نانومتري قرار دارند و نتايج نشان داد که بقاء ذرات 2 TiO 250 نانومتري در آلوئول ها 117 روز بود، در حاليکه اين مدت براي ذرات 20 نانومتري 541 روز بود (1994، Oberdorster et al) . گذشته از اين، اين مکانيسم دفع آلوئولي بي عيب نيست چون به ذرات نانوي ريزتر اجازه مي دهد از غشاء آلوئول ها عبور کرده و به بخش هاي دروني آن برسد، يعني جايي که نانوذرات مي توانند به سيستم هاي گردشي و لنفاوي وارد شده و به بخش هاي ديگر بدن بروند (2007، Senmler-Behnke et al. ).

3-1-3-13 جابجايي (انتقال) سيستماتيک نانوذرات:

به دليل بي تأثير بودن فاگوسيتوز ماکروفاژ ذرات نانو، چنين انتظار مي رود که اين ذرات به جاي ورود به سلولهاي اپي تليومي با آنها تعامل مي کنند. در واقع نتايج حاصل از تحقيقات نشان داده است که ذرات دفع شده در مسير تنفسي به اپي تليوم و بخش هاي داخلي راه پيدا مي کنند (2007، Senmler-Behnke et al ؛ 1992، Oberdorster et al ).

در آزمايشي براي ارزيابي واکنش ذرات 2 TiO نسبت به التهاب ريوي که روي موش ها انجام شد، ابردورسيتر (1992) گزارش داد که پس از وارد کردن ذرات 2 TiO ، 20 و 200 نانومتري به درون ناي، مشاهده مي‌شود که ذرات 20 نانومتري خيلي بيشتر از ذرات 200 نانومتري وارد مناطق داخلي مي شوند. اين انتقال درون نايي، يک تغيير در محل هدف يعني از محل آلوئول ها به قسمت درون نايي را نشان مي دهد.

هنگامي که ذرات به بخش هاي دروني ريوي رسيدند، مقدار جذب آنها در گردش خون بالا مي رود و در نتيجه جابجايي آن به ساير اندام هاي بدن اتفاق مي افتد (2006، Takenaka et al ، Oberdorster et al).

در تحقيق اوليه بري (1997، Berry) ثابت کرد که ذرات نانو از اپي تليوم آلوئول به مويرگهاي ريوي منتقل مي شوند که اين جابجايي با استفاده از القاء ذرات طلاي 30 نانومتري به داخل ناي موش ها انجام شد.

اخيراً برخي از مطالعات با استفاده از انواع مختلف ذرات (Ag ، c‌¹³ ₃ o 2 Fe ⁵⁹ ) در موش ها نيز وجود اين مسير جابه جايي را نشان داد ( 2009، Zhu et al ؛ 2006، Takenaka et al ؛ 2002، Oberdorster et al ).

زو (2009) گزارش کرد که نانوذرات 3 o 2 Fe 59 القاء شده به درون ناي، به سرعت مي تواند در عرض 10 دقيقه از طريق مويرگ هاي آلوئولي به درون گردش سيستماتيک وارد شود که شامل حرکت هاي مدل يک بخشي است و نانوذرات 3o 2Fe 59 به داخل اندام مملو از فاگوسيت هاي تک سلولي مثل کبد،‌ طحال، کليه و بيضه مي روند (2009، Zhu et al ).

با اين حال در مورد شواهد انتقال آلوئولي ذرات نانوي تنفس شده به داخل گردش خون در انسان هنوز بحث‌هايي وجود دارد. نمار (2002، Nemmar) حضور 3 تا 5 درصدي ذرات کربن Tcm 99 استنشاق شده در جريان خون انسان را نشان مي دهد که يک دقيقه پس از ورود آن به بدن اتفاق مي افتد و پس از آن در کبد انباشته شدند.

با اين وجود مطالعات ديگر، انتقال در خور توجه ذرات نانوي کربن Tcm 99 از ريه به جريان سيستماتيک را نشان نداده است (2006، webert et al ، 2006، mills et al). نتايج ضد و نقيض حاصل از آزمايش نانوذرات بر روي انتقال ريوي، احتمالاً به دليل تفاوت در ترکيب شيميايي ذرات، اندازه، ويژگي هاي سطحي، مواد تشکيل دهنده و مدل هاي آزمايشي باشد که در مطالعات مختلف گزارش شده است.

با کنار هم قرار دادن شواهد حاصل از تحقيقات انساني و حيواني مي توان دريافت که انتقال نانوذرات در مناطق آلوئولي احتمالاً در انسان هم وجود دارد؛ با اين حال انتقال ريوي خيلي زياد به ويژگي هاي نانوذرات بستگي دارد.

مسير انتقال ديگر نانوذرات تنفس شده شامل جذب آنها از طريق اعصاب بويايي از راه مجراي بيني و بعد انتقال آن به سيستم عصبي مرکزي توسط رشته هاي عصبي، انتقال ذرات نانو از نورونهاي بويايي به واسطه اپي تليوم به داخل حباب بويايي، اولين بار توسط بوديان و هوو (1941) گزارش داده شد.

در اين مطالعه ويروس فلج اطفال 30 نانومتري ميمون ها مورد استفاده قرار گرفت و بعد توسط ذرات 50 نانومتري به داخل حباب بويايي ميمون هاي سنجابي وارد شد که اين حرکت با الکترونهاي ميکروسکوپي ناقل نشان داده مي شود (1957، Delorenzo).

مطالعات جديد در زمينه استنشاق ذرات نانو توسط موش ها نشان داد که کربن بسيار ريز استنشاق شده (35 نانومتر) و نانوذرات دي اکسيد منگنز (2omn ) (30 نانومتر) مي توانند از طريق مسير عصبي بويايي به سيستم عصبي مرکزي وارد شوند (2006، Elder et al ؛ 2004، Oberdorster).

به علاوه مشاهده شد که نانوذرات 2 TiO (80 نانومتري) و 3O 2 Fe (280 نانومتري) وارد شده در مجراي بيني موش ها، به حباب بويايي وارد شده و از آنجا به لايه هاي حباب بويايي مختلف، از لايه عصبي بويايي (ON) ، لايه سلولي گرانولي (Gro) ، هسته هاي بويايي پيشين،‌ بخش خارجي (AOE) به بطن بويايي (OV) وارد مي شود که اين کار توسط اشعه ايکس فلورسنس انجام مي شود (شکل 3-13) (2007، 2005، wang Jx et al ) . مطالعات بالا که بر روي حيوانات انجام شده نشان مي دهد که مسير عصبي بويايي بايد به عنوان يک ورودي مهم براي ورود ذرات نانو به سيستم عصبي انساني محسوب مي شود.

 

2-3-13 در معرض قرار گرفتن پوستي:

نانو ذراتي چون 2 Tio و Zno سالهاست که در ساخت لوازم آرايشي و مواد دارويي مورد استفاده قرار مي‌گرفته اند. بنابراين ورود نانوذرات به بدن انسان از اين طريق فيزيکي ديگر از راههاي بسيار مهم است. پوست از لايه هايي تشکيل شده است: اپيدرم، اپيدرميس و زير پوستي.

قسمت خارجي اپيدرميس به نام استراتوم، ضخامتي به اندازه mm 10 دارد که لايه اي کراتيني شده از سلولهاي مرده است و عبور مواد تشکيل دهنده يوني و ملکولهاي حلال در آب از آن سخت است (2007، Buzea et al ). سطح اپيدرميس ساختار بسيار کوچک با ظاهر فلس مانند و نيز روزنه هايي براي تعرق، غدد چربي و مو دارد.

1-2-3-13 جذب و نفوذ ذرات نانو به پوست:

نفوذ ذرات نانو به درون پوست هنوز هم موضوعي بحث برانگيز است. جديدترين موضوع مورد بحث اين است که نانوذرات 2 Tio موجود در کرم هاي ضد آفتاب به داخل پوست نفوذ مي کنند يا نه. مطالعات انجام شده بر روي پوست موش ها، خوک سانان و انسان اثبات کرد که نانوذرات 2 Tio روي سطح پوست يا روي لايه‌هاي خارجي پوست باقي مي مانند و به داخل سطح زنده پوست نفوذ نمي کنند. (2002، schulz et al ؛ 2001، pflucker et al : 1999، Lodemann et al ).

شولتز (2002) و فلوکر (2001) جذب و نفوذ نانوذرات 2Tio با اشکال (مکعبي و سوزني) و اندازه هاي مختلف (10 تا 15 نانومتر، 20 و 100 نانومتر) به داخل پوست داوطلبان انساني را بررسي کردند. با اين حال شواهد ديگر نشان داد که نانوذرات مي توانند به داخل اپيدرميس و درميس نفوذ کنند.

بنات و مولرگويمن (2000) نانوذرات را هم به صورت معلق در آب و هم به شکل امولسيون روغن در آب بر پوست انسان به کار بروند آنها مشاهده کردند که نانوذرات 2 Tio هنگامي که به صورت امولسيون روغن در آب بر روي پوست به کار روند، نفوذشان عميق تر است و هنگامي که بر روي پوست مودار به کار برده مي‌شوند، مقدار اين نفوذ بسيار بيشتر است که اين مسئله نشان دهنده آن است که نفوذ نانوذرات2 Tio از طريق فوليکولهاي مويي و روزنه ها بيشتر است.

نفوذ ذرات نانو از اين طريق احتمالاً در بخش هاي چروکيده يا بريده پوست صورت مي گيرد (2008، Riviere- zhang , manteiro ؛ 2007، Rouse et al ). رز (2007) نشان داد که حرکات تناوبي پوست خوک ها مي تواند انتقال نانوذرات آمينواسيد از راه پوست را تسريع کند.

تصاوير ميکروسکوپي نشان مي دهند که نفوذ پوستي ذرات نانو در پوست چروکيده طي 8 ساعت انجام مي‌شود در حاليکه نفوذ اين ذرات به درميس پوست صاف (بدون چروک) 24 ساعت طول مي کشد (شکل 4-13).

به همين ترتيب زنگ و مونتريو- ريور (2008) در مطالعه اي با ذرات کوانتوم (QD) دريافتند که نفوذ QD (nm 56 و 655 نانومتر) در ابتدا محدود به لايه هاي قشر بالايي پوست سالم است، اما پوستي که ساييده شده به QD اجازه مي دهد تا به لايه هاي عميق تر پوست نفوذ مي کند. اين مطالعات نشان داد که تغيير شکل يا سائيدگي پوست، انتقال ذرات نانو را از طريق استراتوم به اپيدرميس و درميس تسهيل مي کند.

2-2-3-13 جابه جايي ذرات نانو از طريق پوست:

در مسير غني از خون، ماکروفاژ، رگهاي لنفاوي، سلولهاي شاخي و پايانه هاي عصبي است (2005، Oberdoster et al ) . بنابراين نفوذ ذرات نانو به درميس ممکن است منجر به انتقال ذرات نانو به بخش هاي ديگر بدن شود. اما مطالعات انجام شده در زمينه انتقال ذرات نانو از طريق پوست هنوز محدود است.

در تحقيقي که کيم (2004) با تزريق ذرات کوانتوم نزديک مادون قرمز (15 تا 20 نانومتري) به داخل پوست موش ها و خوک ها انجام داد، نشان داد که ذرات نانو وقتي داخل درميس باشند مي توانند به موضع گره هاي لنفي موجود در آن محل محدود شوند. مکانيسم انتقال به گره هاي لنفاوي از طريق ماکروفاژهاي پوست و سلولهاي شاخي (لانگرهانس) فاگوسيت با واسطه مطرح شد (2004، Ohl et .al).

شايد انتقال نوروني ذرات نانو از راه اعصاب حسي پوست نيز امکان پذير باشد، چون از طريق مناطق حلق و بيني مسير تنفسي نشان داده شده است (1983، Fardeau و Oldfors). مثلاً تزريق درون ماهيچه اي نانوذرات فريتين (nm 12 سه)، دکستران آهن (nm 12 يا 11) و پروتئين طلا (20 تا 25 نانومتر) ، نفوذ سريع از راه غشاء پاييني به شکاف سيناپتيک اتصال عضلاني، نفوذ سريع را نشان داد، اما اين نوع از نفوذ فقط محدود به ذرات کوچکتر بود (1983، Far deau و Oldfres).

در کل نفوذ و جابه جايي ذرات از طريق پوست بايد با احتياط زياد صورت گيرد، چون نفوذ پذيري پوست تا حد زيادي به نوع حيوان و ماده مورد استفاده در مطالعه بستگي دارد. موش ها رايج ترين حيواناتي هستند که در آزمايش ها از آنها استفاده مي شود، اما از خرگوش ها، خوکچه هاي هندي و خوک ها نيز براي مطالعه جذب و نفوذ ذرات نانو از طريق پوست به کار مي روند.

به طور کلي مقدار نفوذ ذرات به اين ترتيب است: خرگوش >موش>خوک>ميمون> انسان، که نفوذپذيري خوک 4 برابر و پوست موش 9 برابر بيشتر از پوست انسان است (2004 magnusson et al).

به منظور ارزيابي نفوذ نانو به ذرات پوست، مطالعات بيشتري لازم است که (1) ويژگي هاي کامل نانو ذرات مورد آزمون قرار گيرند (مثلاً اندازه، سطح خاص، بار سطحي، ساختار، تراکم) ، (2) شيوه تحليلي مورد استفاده براي شناخت و بررسي نانو ذرات (يعني نياز به تمايز بين اپيدرميس، درميس و فوليکولهاي مويي) و (3) بر وضعيت پوست (مثلاً سالم بودن، چروکيدگي، بريدگي) تمرکز شود که قبل و بعد از آزمايش انجام مي شوند.

 

3-3-13 مسير معده- روده اي:

مسير معده- روده اي يکي از بزرگترين اعضاي ايمني بدن است که نسبت به طحال، سلولهاي پلاسما و لنفوسيت ها، تراکم استخوان وگره هاي لنفاوي بيشتري دارد. فرض بر اين است که منبع ورود ذرات خارجي به داخل بدن در وهله اول تماس دست به دهان صورت مي گيرد.

از سوي ديگر ذرات نانو مي توانند مستقيماً از طريق غذا يا آب، دارو و يا وسايل انتقال غذا وارد بدن شوند. علاوه بر اين ذرات نانويي که از سيستم تنفسي دفع مي شوند ممکن است پس از آن وارد مسير معده- روده اي شوند. بنابراين مسير معده- روده اي يکي از مهمترين درگاههاي ورودي نانو ذرات به داخل بدن است.

مطالعات قبلي نشان داد که جذب ذرات نه تنها از طريق سلولهاي m در (pp) و فوليکولهاي بافت لنفوئيد اتفاق مي افتد، بلکه از طريق خوردن در مسير معده- روده اي نيز اتفاق مي افتد (2001، Hussain et al ؛ 1989 Jani et al ). تاکنون مطالعات و تحقيقات نشان داده اند که ذرات نانو از مسير معده – روده اي عبور کرده و به سرعت حذف مي شود.

در اين آزمايش فولرنس 60 c به موش ها خورانده شد، سپس مشاهده شد که 98 درصد از آن طي 48 ساعت از طريق مدفوع و مابقي از راه ادرار دفع شدند (1995، Yamago et al). در مطالعه ديگري از ذرات ايديديوم Ir 192 (15 و 80 نانومتري) بر روي موش ها استفاده شد و هيچ جذب قابل توجهي در مسير معده- روده اي يافت نشد (2002، Kreyling et al).

برعکس مطالعات ديگر نشان دادند که ذرات نانو جذب شده از راه مسير معده- روده اي قادرند به سيستم‌هاي لنفوتيک و مويرگي وارد شده و پس از آن به ارگانهاي ديگر بروند. تحقيقات اوليه بر روي موش ها نشان داد که ذرات 2 Tio بزرگتر (150 تا 500 نانومتر) جذب خون شده و به کبد مي روند (1994، Jani et al ). اخيراً مطالعه اي انجام شد که ذرات 2 Tio (25 و 80 نانومتري) از راه دهان (غذا) وارد بدن موش ها شد و طبق فرآيند OECD مشخص شد که ذرات نانو نمي توانند به بافت هاي کبد،‌ طحال، کليه ها و ريه ها وارد شوند (5-13) (2007، wang Jx et al). تحقيقي ديگر نشان داد که نانوذرات Zno (20 و 120 نانومتري) که از طريق دهان وارد بدن حيوان شدند، در استخوان و پانکراس مي ماندند و از طريق کليه ها دفع مي شود (شکل 6-13) (2008، wang et al).

 

نمودار 5-13:

محتويات تيتانيوم در بافت موش هاي ماده، 2 هفته پس از ورود ذرات 2Tio با اندازه هاي مختلف از طريق دهان، علامتهاي ستاره (*) نشان دهنده تفاوت چشم گير با گروه کنترل است (05/0 >p ، Dunnett)؛ علامت (+) نشان دهنده تفاوت با گروههاي کوچک است (05/0 >pstudents ) (2007، wang Jx et al)

 

نمودار 6-13:

محتويات Zn در سرم و بافت هاي اعضاي بدن موش هايي که در معرض Zno قرار گرفتند kg/ g 5 وزن بدن

طي 14 روز پس از مصرف ذرات از طريق دهان. CT ، کنترل؛ N5‌ ، g/gk 5 وزن بدن گروه Zno 120 نانومتري (a 2008، wang et al).

در واقع نتايج ضد و نقيض حاصل از جذب در مسير معده- روده اي احتمالاً به دليل ترکيب مختلف ذرات، اندازه و سطح شيميايي ذرات است که وجود امکانات خاص در مناطق مسير معده- روده اي را نشان مي دهد. مطالعه اي که با ذرات پلي استيرن با اندازه هايي بين 50 نانومتر و mm 3 نشان داد که با افزايش اندازه ذرات، جذب ذرات 50 نانومتري 6/6 درصد، ذرات 100 نانومتري 8/5 درصد، mm1، 8/0 درصد و در ذرات mm 3 صفر درصد کاهش مي يابد (1990، Jani et al).

حرکات ذرات در مسير معده- روده اي تا حد بسيار زيادي به بار ذرات بستگي دارد. ذرات لاتکس که به صورت مثبت شدند که به صورت بار منفي شده بودند گير افتادند، در حاليکه نانوذرات لاتکس داراي بار منفي در کل لايه مخاط پخش مي شوند، با سلولهاي پي تليال تعامل کرده و به اعضاي ديگر منتقل مي شود (1989، Jani et al).

 

 

4-3-13 تزريق:

تزريق ذرات نانو در سيستم هاي انتقال دارو مورد مطالعه قرار گرفته است. تزريق، ورد يک مايع به بافت هاي زير پوستي، ماهيچه، رگ هاي خوني يا حفره هاي بدن است. انتقال ذرات نانو به بخش هاي ديگر به محل تزريق بستگي دارد:

نانو ذراتي که به داخل رگ تزريق مي شوند به سرعت وارد سيستم گردش خون مي شوند و بعد فوراً به اعضاي بدن مي رسند (2008، Pereverzeva et al)؛ تزريق زير پوستي منجر به جذب به داخل گره هاي لنفاوي مي‌شود؛ در حاليکه تزريق به درون عضلات باعث جذب شدن آنها توسط سيستم لنفاوي و عصبي مي شود (2004، Kim et al).

مثلاً تزريق نانوذرات مغناطيسي کوچکتر از 100 نانومتر به درون عضلات صورت و زبان موش ها، منجر به جذب سيناپتيک مي شود (1981، Kritensson ، Olsson).

توضيح پروفايل هاي دارويي تزريق وريدي ذرات نانو در شرايط استفاده در داروها، به لحاظ ايمني اهميت زيادي دارد. هنگاميکه ذرات نانو وارد گردش خون مي شوند، در سرتاسر بدن منتشر مي شوند. جگر مهمترين عضو توزيع خون در بدن است که اين توزيع توسط طحال به عنوان عضو ديگر سيستم آندوتليال- رتيکولو انجام مي شود.

مطالعات انجام شده روي موش ها نشان داد که نانوذرات ₄o ₃Fe پوشيده شده از دکستران، به سرعت از سرم جگر و طحال دفع شد که اين مقدار بيش از 90 درصد است (2008، ma et al). توزيع ذرات نانو به قلب، کليه و اعضاي دستگاه ايمني (طحال، مغز استخوان) که توسط تزريق وريدي انجام شده است نيز يافت شد.

نانوذرات آيرون اکسيد، فولرنس و طلا با اندازه هايي بين 10 تا 240 نانومتر وجود دارد که حضور آنها در اعضاي مختلف مثل جگر، طحال، مغز استخوان، گره هاي لنفاوي، مغز و شش ها نشان داده شد (2008، Sonavane et al ؛ 2008، Corot et al; Jeong).

انتشار ذرات نانو در بدن با ويژگي هاي سطحي همراه است. تحقيقات نشان دادند که نانو ذرات آيرون اکسيد با پلي اتيلن گليکول يا پلي مرهاي ديگر کاملاً از ماندن و انباشت در جگر و طحال خودداري کردند؛ بنابراين در انتقال دارو و يا کاربردهاي درماني به مکان هدف مي رسيدند (2008، Park et al).

نانوذراتي که با ليگاندهاي خاص در سطح مشخص شده بودند، ممکن است در سرتاسر سيستم عصبي انتقال داده شوند (2002، kreuter et al ؛ 2004، 2001 kreuter). در نتيجه ويژگي هاي مطلوب ذرات نانو بايد در مقابل واکنش هاي احتمالي، به دقت در نظر گرفته شده و ارزيابي هاي سموم شناسي دقيق نيز ضروري است.

 

4-13 نانوذرات متال اکسيد و مسموميت:

مطالعاتي که در محيط آزمايشگاهي و در بدن موجود زنده انجام شدند، نشان دادند که برخي از ذرات نانو مي‌توانند از غشاها يا موانع مختلف عبور کرده و وارد ساير اعضاي بدن شوند و در اعضايي چون شش، جگر، طحال، استخوان و مغز انباشته شود. هنگامي که ذرات وارد عضو مي شدند، مي توانند با سيستم هاي بيولوژيکي وارد تعامل شوند. در بخش بعدي تأثيرات سلامتي که برخي ذرات متال اکسيد در بدن موجود زنده مي‌گذارند مورد بحث قرار خواهند گرفت.

 

1-4-13 آيرون اکسيد:

نانوذرات اکسيد آهن و آيرون اکسيد) کاربردهاي زيادي در صنعت، محيط زيست و زيست شيمي مثل تحريک به وسيله نور، درمان زيستي، تصويربرداري و غيره دارند (2004، kalman، Horanyi ؛ 2001 Penpolcharoen et al). به تازگي نانوذرات آيرون اکسيد موجود در بازار عمدتاً شامل فريک اکسيد (₃O ₂Fe–y و ₃ O ₂Fe–x ) ، مگنتيک (₃O₂Fe ) و يا نانوذرات USPIO(superparamagnetic) هستند که شامل هسته آيرون اکسيد پوشيده از پليمرهايي چون دکستران است.

نانوذرات بدون پوشش آيرون اکسيد، مثل اکسيد فريک (₃O ₂Fe ) و فروس اکسيد (₄O ₃ Fe) ، کاربرد وسيعي در کاتاليزهاي محيط زيستي،‌ رنگدانه ها، پوشش، ذخيره مغناطيسي و غيره دارند. ترکيبات آهن نيز خيلي زياد در مناطق معدني، توليدي و در محل هاي کار يافت مي شود که کاربران mognetopneumography و جوشکاران خيلي زياد در معرض آن قرار دارند.

زو (Zho) عوامل زمان و مقدار و اندازه نانوذرات 3o2Fe (23 و 280 نانومتري) را بر دستگاههاي ريوي و انعقادي موش ها مورد بررسي قرار داد. در اين آزمايش، هم ذرات نانو و هم مادون نانو که از طريق تنفس وارد بدن موش ها شدند، مي توانستند آغازگر آسيب هاي جدي به شش باشند.

وجود بيش از حد نانوذرات در ماکروفاژها و سلولهاي اپي تليوم حبابي نيز مي توانستند علائم آسيب شناختي در آمفيزم شش و فيروز شناخته شوند (شکل 7-13) . در مقايسه با ذرات 3o2Feبسيار ريز، نانوذرات3o2Fe مي‌توانند نفوذپذيري به داخل ريز رگ ها و تخريب سلول در اپي تليوم هاي شش و پارامترهاي انعقاد خون را به مقدار زيادي افزايش دهند (شکل 7-13) .

علاوه بر اين ونگ (2009) تأثيرات اندازه و مسموميت مقدار اندکي (mm 130) از اين ذرات را در دو اندازه مختلف بر روي موش ها مورد بررسي کرد. پس از استفاده ذرات 3o2Fe ريز و بسيار ريز، فعاليتهاي گلوتاتيون پروکسيداز (px–GSH) ، سوپر اکسيداز ديسموتاز (CU-Zn-SoD)و سنتزهاي اکسيد نيتريک (NOS) بسيار بالا رفتند؛ در عين حال گلوتاتيون کلي (GSH) و نسبت GSH/GSSG به طور چشمگيري در حباب بويايي و هيپوکامپيوس ها کاهش يافت.

به علاوه برخي تغييرات زير ساختي مهم در مغز موش ها در حباب بويايي افزايش يافت، اتساع در شبکه کوچک اندروپلاسميک و ليزوزم در هيپوکامپوس افزايش يافت.

در مورد نانوذرات آيرون اکسيد، چندين مطالعه مهم انجام شده، توزيع زيستي، دفع و توانايي زيستي نانوذرات مغناطيسي پليمر پوشيده از ₄O ₃Feمثل دکستران ₄O ₃Fe ، اسيد اليک (OA)- پلورونيک- 4O3Fe و پلي وينيل الکل (PVA)- ₄O ₃Fe که از طريق وريد وارد بدن موش ها شدند مورد بررسي قرار گرفتند. (2008، Jain et al ؛ 2008 Gammara et al).

مطالعات انجام شده از طريق تزريق نانوذرات اسيد اليک (OA)- پلورونيک - ₄O ₃Fe (nm 2 11) (mg Fe / kg 10 وزن بدن) به داخل دم موش ها، نشان داد که مقادير بيشتر تزريق نانوذرات آيرون اسيد به جاي انباشته شدن در بافتهاي شش، کليه، قلب و مغز، در جگر و طحال باقي مي ماند (2008، Jain et al) . افزايش ناپايدار سرم آلانين آمينوترانسفرانس (ALT) ، آسپارتات آمينوترانسفرانس (AST) ، آلکالين فسفاتاز (AKP) و توانايي کلي آيرون (TIBC) طي 6 تا 24 ساعت بعد از تزريق ذرات نانو وجود داشت.

با اين حال اين شاخصه طي 3 روز پس از تزريق به حالت نرمال برمي گردد. تحليل هاي بافت شناسي نمونه هاي جگر، طحال و کليه که از روز اول تا هفتم پس از ورود نانوذرات مورد بررسي قرار گرفته، هيچ تغيير غير عادي ظاهري را نشان نداد. بنابراين اين موضوع نشان مي دهد که نانوذرات آيرون اکسيد کاربردي در مصارف دارويي و کارکردهاي تصويربرداري و بدون خطر مورد استفاده قرار مي گيرند.

 

2-4-13 تيتانيوم اکسيد:

نانوذرات2 Tio به طور گسترده اي به عنوان رنگدانه هاي سفيد، لوازم آرايشي و فوتوکاتاليزهاي موجود در تصفيه آب و هوا به کار مي روند. اينها ذراتي هستند که خيلي کم يا کلاً غير قابل حل در آب هستند و عموماً در سه شکل کريستالي يافت مي شوند:

روتيل (rutile) ، آناتاز (anatase) و بروکيت (Brookite) . آناتاز و روتيل رايج ترين پليمروف هاي نانوذرات 2 Tio سنتيک هستند. دوگرساپي 25 (₂₅ De Gussa P ) شامل ذرات 25 سه نانومتري حدود 80 درصد آناتاز و 20 درصد روتيل است.

بيشتر مطالعات نانوذرات 2 Tio بر روي سيستم تنفسي تمرکز داشته اند. اولين نمونه شامل مطالعات در زمينه ذرات 2Tio ريز و بسيار ريز نشان داد که آناتازهاي بسيار ريز 2 Tio (20 نانومتر) وقتي از طريق تنفسي وارد بدن موش ها شدند، باعث واکنش ريوي- التهابي نوتروفيل شدند که اين مقدار بسيار بيشتر از آناتازهاي کوچک 2 Tio (205 نانومتري) در همان مقدار تراکم بود. (شکل 8-13) .

بنابراين وقتي که مقدار وارد شده به عنوان بخش سطحي گفته مي شود، منحني واکنش نوتروفيل در شش چه براي ذرات 2Tio ريز و بسيار ريز نشان مي دهد که بخش سطحي ذره اندازه هاي مختلفي دارند اما ساختار شيميايي يکساني دارند (2000، Oberdorster).

مطالعه اي ديگر که بر روي ذرات 2 Tio وارد شده از طريق تنفس به داخل موش ها نشان داد که ذراتي که اندازه هاي متفاوتي دارند تأثيراتشان نيز متفاوت است. مکانيسم سم شناسي در موش ها نشان داد که ورود ذرات 2Tio (19 تا 21 نانومتري، روتيل) نيز تأثيرات متفاوت و مختلفي بر بخش هاي سيستم تنفسي دارد. (2006، chen et al).

مطالعه بعدي در زمينه مکانيزم سمي بر روي موش ها نشان داد که ذرات 2 Tio داخل ناي (19 تا 21 نانومتر) مثل انباشت ماکروفاژهاي ريوي، توزيع گسترده حبابي و اپوپتوسيس سلول اپي تليال وارد شدند ممکن است در شکل گيري عوامل رشد جفت (PIGF) و حرکات شيميايي ديگر (3CCL ، CXCLI و 5 CXCL) موثر باشد (2006، chen et al).

تاکنون مطالعات اندکي در زمينه سلامت نانوذرات 2Tio که از طريق تزريق، دهاني پوست وارد بدن مي شوند، انجام شده است. بنابين (2008) مسموميت نانوذرات 2Tio را که از راه وريد وارد بدن موش ها مي شدند را بررسي کرد و در طول آزمايش هيچ تأثير سمي آشکاري را بر روي واکنش هاي ايمني يا تغييراتي در کارکرد اعضاي بدن مشاهده نکرد.

ونگ در مطالعه اي در مورد مسموميت ذرات 2Tio با اندازه هاي مختلف که از طريق دهاني وارد بدن موش‌ها مي شدند گزارش داد که ذرات 2Tio نانو (25 و 80 نانومتري) تغييراتي مهم در سرم پارامترهاي زيست شيمي و پاتولوژي (تغيير حالت هيدروپيک حول سياهرگي مرکزي و نکروسينرهپاسيت ها) جگر در مقايسه با نانوذرات ريز (155 نانومتري) انجام مي دهند.

بعلاوه پس از استفاده از ذره 2Tio ، 25 و 80 نانومتري تغييرات پاتولوژيکي کليه نيز مشاهده شد. در مقايسه با گروه کنترل، افزايش قابل ملاحظه اي در سرم LDH و آلفا- هيدروکسي بوتيراستادي هيدروژنه (alpha- HBDH) در گروههاي 25 و 80 نانومتري موجب آسيب به عضله قلب نيز مي شود. به طور خلاصه ذرات 2Tio با اندازه هاي نانو بيش از ذرات بسيار ريز مسموميت حاد را نشان دادند (ايجاد کردند).

3-4-13 نانوذرات متال اکسيد ديگر:

علاوه بر ذرات آيرون اکسيد و تيتانيوم اکسيد، نانوذرات متال اکسيد ديگري چون زينک اکسيد (zno) و نيکل اکسيد (nio) نيز کاربردهاي مختلفي در صنعت و محيط زيست دارند. نانوذرات Zno ساخته شده کاربرد بسيار زيادي در مصارف الکترونيکي، سنسورهاي گاز، الکترونيک هاي بينايي و حفاظت محيط زيستي دارند (2008، chaudhuri و maity ؛ 2006Angaooane et al ؛ 2002، Lee et al).

نانوذرات Nio با اندازه هاي يکسان و پاشندگي مناسب براي مصارف زيادي چون سراميک، مغناطيس، الکتروکروم و مواد کاتاليک هتروژ نيز به کار مي روند (2004، wei و Tad). علاوه بر اين مطالعات نشان داد که zn ، mn ، cu و ni نيز بعد از fe و ti بيشترين فراواني را در مواد کاربردي استاندارد دارند (مؤسسه ملي استانداردهاي تکنولوژي، Gaithersburg MD) (2000، Huggins et al).

بنابراين در طول مراحل صنعتي و پاشندگي مثل ساختن ظروف برنجي و جوشکاري يا برش فولاد گالوانيزه، مقادير زيادي نانوذرات Zno ، 2 mno و nio توليد مي شود (2003، pagan et al ؛ 2002، Zimmer).

در يک مطالعه تنفسي بر روي انسان، 12 انسان بالغ سالم در حال استراحت به مدت 2 ساعت در معرض 3 mg/m 500، Zno (nm 7/2 4/40 ) بسيار ريز ، Zno (nm 2/20 2/291) ريز و هواي فيلتر شده قرار گرفتند.

در اين سطح هيچ تفاوتي در لوکوسيت سطح مارکرها، هوستاسيز و الکتروفيزيولوژي بين هر يک از اين سه شرايط رويارويي مشاهده نشد (2005، Beckett ). ونگ (2008) با اشاره به چارچوب هاي OECD (2001) براي آزمون مواد شيميايي (ص 420)، سنجش مسموميت ذرات Zno، 20 و 120 نانومتري به مقدار 4 و 3 و 2 و 1 و 5 g/kg وزن بدن را مورد مطالعه قرار داد.

طبق سيستم طبقه بندي يکسان جهاني (GHS) در مورد دسته بندي مواد شيميايي، هم Zno 20 نانومتري و هم 120 نانومتري به عنوان درجه هاي غير سمي طبقه بندي مي شوند. نتايج پاتولوژيکي نشان داد که جگر، طحال، قلب، پانکراس و استخوان، اعضاي هدف هستند و ميزان آسيب هاي مختلفي را نشان مي دهند (2008، wang et al).

تحقيقات در زمينه استنشاق نانوذرات ₂ mno (³ mg/m 500 سه nm 30) از طريق سوراخ بيني موش ها نشان داد که مسير عصبي بويايي، در انتقال ذرات 2 mno به سيستم عصبي مرکزي مؤثر است و نانوذرات 2 mno مي توانند منجر به تغييرات تحريک کننده در حباب بويايي شود.

تغييراتي مثل افزايش چشمگير در فاکتور x تومور نکروسينر fold)mRNA -8 سه) و پروتئين fold)- 30 سه) ، ماکروفاژ پروتئين -2 تحريک کننده، پروتئين اسيد يک رشته اي کليال و سلول عصبي ملکول ضميه‌اي mRNA (نمودار 10-13) (2006، Elder et al).

براي نانوذرات Nio (nm 12 139) در شش موشها، 62 روز پس از تنفس نانو ذرات بود (³ cm / ذرات 105 ×5/0 0/1 ، 6 روز/ ساعت در 4 هفته) (شکل 11-13) . با اين حال يافته هاي پاتولوژيکي حبابي فقط واکنش هاي تحريک سلولي را در 4 روز پس از گذشت 4 هفته از استنشاق نشان داد و هيچ واکنش شديدي در طول اين مدت مشاهده نشد (2007، Oyabu et al).

5-13 نتايج و چشم اندازها:

ورود نانوذرات به داخل بدن انسان از طريق منابع طبيعي و انساني از زمان هاي قديم اتفاق افتاده است. با اين حال،‌ امروزه نگراني در مورد اينکه آيا پيشرفت تکنولوژي نانو تأثيري بر سلامت عمومي خواهد داشت يا نه و مسلم است که نانوذرات ساخته شده زماني که با توجه به مسائل ايمني و بهداشتي توليد، کنترل و دفع نشوند، منبعي براي آلودگي نانوذرات هستند.

بسياري از تحقيقات انجام شده در زمينه مسموميت ذرات نانو، تطابق انساني، حيواني و کاشت سلولي بوده است. تحقيقات بر روي انسان ها و حيوانات نشان مي دهد که ذرات نانو مي توانند وارد بدن شده و از طريق سيستم‌هاي لمفاوي و گردشي به سرعت به اعضاي ديگر مي روند. تاکنون تأثيرات سمي ذرات نانو بر روي شش‌، قلب، جگر، کليه و بافت هاي مغزي مستند شده است.

گر چه بسياري از دانشمندان درگير مطالعه تأثيرات سلامتي ذرات نانو بر انسان هستند، اما دانش فعلي ما در مورد تأثيرات سمي ذرات نانو بر بدن انسان هنوز هم نسبتاً محدود است و فقط شواهد و دانش اندکي به ايجاد شده است. جامعه علمي مطالعه علوم نانو ذرات تحقيقاتي در مورد سئوالات مهم و دستورالعمل هاي تحقيقاتي، در آينده اي نزديک انجام شود:

1- تحليل هاي پيشرفته در زمينه ويژگي هاي فيزيکي و شيميايي ذرات نانو براي آشکارساختن رابطه بين اندازه، ترکيب، کريستالي بودن، مورفالوژي و ويژگي هاي واکنشي الکترومغناطيسي، هجوم و حرکات آنها ضروري است.

2- مطالعات بعدي در زمينه تعاملات زيست شيمي و جنبشي نانوذرات درون اعضا نيز الزامي است.

3- چگونگي تعامل نانوذرات با مولکول هاي زيستي يا مواد شيميايي ديگر در تأثير اعضا بر مسموميت نانوذرات بايد دنبال شود.

4- مکانيسم هاي سم شناسي مخصوص در مورد نانوذرات در بدن انسان نيز بايد مشخص شود.

5- تحقيق بايد در جهت يافتن راههايي براي کاهش مسموميت ذرات نانو نيز انجام شود.

در نتيجه مي توان گفت که مطالعه در مورد تأثيرات نانوذرات بر سلامت، آگاهي ما را از آلودگي محيطي که از طبيعت، آنتروپوژنيک و منابع نانوتکنولوژي ايجاد مي شود، بالا برده است.

با دانش روزافزون و مطالعات در دست انجام، احتمال اينکه ما دلايل و مکانيسم هاي مسموميت هاي ذرات نانو را درک کنيم و راههايي براي پيشگيري از آنها پيدا خواهيم کرد.

 

http://daneshjooqom.4kia.ir/