Sự độc hại của ống nano carbon đến môi trường sinh thái và con người pptx

Sự độc hại của ống nano
carbon đến môi trường
sinh thái và con người




Nhóm nghiên cứu Cirimat (1) do
Emmanuel Flahaut đứng đầu đã
liên liên kết với nhiều phòng thí
nghiệm Toulouse (2) và một đơn vị
Inserm ở Bordeaux để nghiên cứu
ảnh hưởng của các ống nano carbon
đến sức khoẻ con người và môi
trường. Ba năm nghiên cứu với
nhiều bài báo đã được đăng và hai
ấn phẩm mới nhất trên tạp chí
Nanomedicine vào tháng 8 làm dấy
lên sự hoài nghi: “ Chúng ta biết gì
về độc tính của các hạt nano đối
với môi trường và sức khoẻ của con
người?"

Ống nano carbon
Trong những năm gần đây vật liệu
nano thu hút nhiều nhà khoa hoc
nghiên cứu vì nó có nhiều ứng
dụng hấp dẫn. Và trong các nghiên

cứu đó, ống nano nano carbon là
vật liệu được quan tâm nhiều nhất
với các ứng dụng từ việc làm màn
hình phẳng, các hạt phân tán thuốc,
đến các vật liệu compsit, …
Các sản phẩm thương mại chứa
NTC đã được bán trên thị trường.
Tuy nhiên, độc tính của sản phẩm
này thì chưa ai được biết rõ. Hàng
trăm tấn NTC được sản suất trên
thế giới mỗi năm và đang tăng
mạnh trong những năm gần đây.
Vấn đề xử lý rác thải và những rủi
ro trong quá trình sản xuất vật liệu
này là một câu hỏi mang tính thời
sự và các nghiên cứu quy mô về
vấn đề này đã được tiến hành.
Trong cơ thể người, các đại thực
bào và các bạch cầu có nhiệm vụ
tìm kiếm và tấn công ống nano
carbon xâm nhập vào cơ thể bằng
cách hình thành các trung gian
viêm và sau đó được cơ thể đào
thải ra ngoài. Đây là phản ứng bình
thường của tế bào để đào thải các dị
vật hiện diện trong tế bào, các NTC
là các dị vật do không có tính đặc
thù và sẽ bị hệ thống miễn dịch của
cơ thể đào thải ra .
Các thử nghiệm về độc tính của

NTC được tiến hành bằng phương
pháp nuôi cấy tế bào sử dụng các tế
bào của hệ hô hấp (tế bào mũi và
phổi). Các tế bào được chọn để
nghiên cứu thường là các tế bào
ung thư, do có khả năng sinh
trưởng mạnh, hoặt là các tế bào gốc
là những tế bào chưa biệt hoá và có
thể phát triển thành bất cứ tế bào
nào trong cơ thể. Tất cả các tế bào
này đều chịu tương tác với các
NTC (với cường độ tuỳ thuộc vào
liều dùng), nhưng các tế bào ung
thư thể hiện khả năng đề kháng cao
hơn. Các NTC có thể đã xâm nhập
vào tế bào, ít ra là trong tế bào chất.
Các hạt nano hấp thu thụ động vào
tế bào và gây độc tính thông qua
triệu chứng viêm và hình thành các
gốc tự do (stress oxydant). Các gốc
tự do là một sản phẩm phụ tự nhiên
của sự trao đổi chất bình thường
của oxy và có vai trò quan trọng
trong tín hiệu tế bào. Tuy nhiên,
trong thời gian bị kích thích của
môi trường (ví dụ như tia cực tím
hoặc tiếp xúc với nhiệt), sự hình
thành các gốc tự do tăng lên đáng
kể. Điều này có thể gây tổn thương
đáng kể cho các cấu trúc tế bào.

Các nghiên cứu cho thấy, khi các
NTC xâm nhập vào tế bào thì nó
cũng có khả năng kích thích hình
thành các gốc tự do như vậy, do đó
nếu NTC được phân tán tốt hơn và
xâm nhập với nồng độ cao trong tế
bào thì nó hoàn toàn có thể ức chế
sự phát triển của tế bào đó. Ngoài
ra các NTC còn là rối loạn sự trao
đổi chất và bài tiết tế bào. Khi xâm
nhập vào tế bào nó hình thành các
chất trung gian và ảnh hưởng đến
sự nhận biết đặc hiệu của tế bào và
các hệ thống liên tục của tế bào bị
rối loạn.
Các phương pháp hoá học tinh chế
NTC thường được sử dụng trong
công nghiệp xử lý, tổng hợp
nguyên liệu để cải thiện sự phân tán
của nó trong nước (3). Do đó, các
ống nano sẽ dễ xâm nhập vào tế
bào và ảnh hưởng đến sự sinh
trưởng của tế bào. Vì vậy, độc tính
của NTC sẽ tăng do sự phân tán tốt
hơn của các ống nano.
Để nghiên cứu tác động của các
ống nano về môi trường, nhóm
nghiên cứu đã sử dụng mô hình
động vật lưỡng cư đặc biệt, được
quan sát trực tiếp trong môi trường

nước. Các hiệu ứng đáng kể đầu
tiên đã được quan sát thấy khi nồng
độ của NTC cao hơn 10mg/l. Nồng
độ này là rất cao và có thể tương
ứng với một nơi ô nhiễm bất
thường. Không có bằng chứng gây
đột biến gen thể hiện trong điều
kiện thử nghiệm. Có vẻ như là độc
tính quan sát có thể là do tác động
cơ học (rối loạn trao đổi khí ở
mang, rối loạn của ruột và tiêu
hóa), mà không nhất thiết phải liên
quan đến tác dụng thực chất của
các ống nano.

Ếch và nòng nọc sử dụng trong
nghiên cứu
Các kết quả nghiên cứu cho thấy
NTC không có độc đến sức khoẻ và
môi trường sinh thái. Nhưng nó đề
suất các khuyến nghị phòng ngừa
một khi tổng hợp một lượng lớn
các sản phẩm tiêu dùng có thể gây
ô nhiễm môi trường trong quá trình
sử dụng (như lốp xe chẳng hạn)
hoặc là rác thải sau khi sử dụng.
Các sản phẩm từ NTC phải an toàn
đối với con người trong điều kiện
sử dụng bình thường của sản phẩm.
Rác thải NTC có thể được xử lý

bằng cách đốt để thu nhệt, tận dụng
triệt để năng lượng nhiệt và bảo vệ
môi trường. Kết quả nghiên cứu
này cho thấy tầm quan trọng của
mô hình nuôi cấy tế bào trong việc
thử nghiệm độc tính được nghiên
cứu trong phòng thí nghiệm .
(1) Trung tâm Nghiên cứu
Interuniversity và Kỹ thuật Vật liệu
(CNRS / Université Paul Sabatier
Toulouse 3 / INP Toulouse)
(2) Ecolab (CNRS / Université Paul
Sabatier Toulouse 3 / INP
Toulouse)
Viện Louis Bugnard, đơn vị trung
gian của Viêm đại thực bào và tế
bào tương tác (Inserm / Đại học
Paul Sabatier Toulouse 3 / bệnh
viện của Toulouse) Phòng thí
nghiệm Vật liệu sinh học và sửa
chữa mô "tại Bordeaux (Inserm
U577)
(3) Các phương pháp điều chế dẫn
đến một thay đổi của bề mặt ống
nano làm tăng mối quan hệ của nó
đối với nước và do đó giải thích
khả năng phát tán lớn hơn.