Search for content and authors
 

Ocena ryzyka nanocząstek dla zdrowia człowieka i środowiska przyrodniczego w oparciu o metody komputerowe

Tomasz Puzyn 1Agnieszka K. Gajewicz 1Danuta Leszczynska 2Jerzy Leszczynski 2

1. University of Gdańsk, Chemistry, Sobieskiego 18, Gdańsk 80-952, Poland
2. Interdisciplinary Center for Nanotoxicity Jackson State University, 1400 Lynch St., Jackson, MS 39217, United States

Abstract
XXI wiek nazwać można „złotym wiekiem nanotechnologii” z uwagi na rosnącą liczbę zastosowań nanomateriałów w technice i przemyśle oraz rosnące inwestycje finansowe w tej dziedzinie. Okazuje się jednak, że nowo syntezowane nanocząstki mogą wykazywać toksyczne działanie zarówno na organizm człowieka, jak i niższych zwierząt oraz roślin. Dlatego projektowanie i testowanie nowych nanomateriałów powinno odbywać się w połączeniu z kompleksową oceną potencjalnego ryzyka związanego z zastosowaniem określonego rodzaju nanocząstek. Ocena ryzyka dla zdrowia człowieka wydaje się szczególnie istotna w medycynie, gdzie naczelną zasadą w stosowanych terapiach powinno być „Primum non nocere”.

Wymóg przeprowadzania oceny ryzyka dla nowych substancji chemicznych wprowadzany jest obecnie do systemu prawa międzynarodowego. Przykładem mogą być przepisy tzw. Rozporządzenia REACH, w myśl którego każda nowa substancja chemiczna podlega procesowi rejestracji poprzedzonemu etapem oceny ryzyka chemicznego. Zarówno Rozporządzenie REACH, jak i inne międzynarodowe regulacje prawne, promują wykorzystanie metod stanowiących alternatywę do wątpliwych etycznie i kosztownych badań z wykorzystaniem organizmów zwierzęcych. Wśród tzw. metod alternatywnych znajdują się metody komputerowe, ze szczególnym uwzględnieniem ilościowego modelowania zależności pomiędzy strukturą chemiczną a aktywnością (ang. Quantitative Structure-Activity Relationships, QSAR).

Powszechnie wykorzystywane metody QSAR wymagają jednak adaptacji do specyfiki nanocząstek. Najważniejszymi wyzwaniami stojącymi przed tą grupą metod jest (I) mała dostępność danych eksperymentalnych; (II) brak odpowiednich deskryptorów nanostruktury chemicznej; (III) ograniczona wiedza o oddziaływaniach nanocząstek, (IV) brak procedur modelowania, które uwzględniałyby zmienność strukturalną wynikającą z rozmiaru nanocząstki oraz zmiennych warunków zewnętrznych wpływających na agregację/aglomerację nanocząstek czy zjawisko tworzenia koron proteinowych.

W ramach wykładu przedyskutowane zostaną możliwości i kierunki rozwoju metod QSAR w nanotechnologii, a także zaprezentowany będzie pierwszy model Nano-QSAR, przewidujący toksyczność nanometrycznych tlenków metali dla bakterii E. coli.

 

Legal notice
  • Legal notice:
 

Related papers

Presentation: Oral at Nanotechnologia PL 2011, by Tomasz Puzyn
See On-line Journal of Nanotechnologia PL 2011

Submitted: 2011-08-31 14:52
Revised:   2011-09-15 08:06