Запропонований метод полягає у визначенні рівнів та характеру впливу наночастинок металів на статеві клітини кнурів in-vitro через встановлення показників перебігу окисно-відновних процесів у клітинах та показників активності мітохондріальних ензимів, які є чутливими маркерами порушення життєдіяльності клітин. Також цей метод може бути використаний для накопичення даних щодо кореляційних зв’язків між параметрами гострої токсичності наночастинок металів в експерименті з використанням теплокровних тварин та в експерименті з використанням альтернативних тест-об’єктів з метою його валідації.

Метод є альтернативою використання в токсикологічних експериментах теплокровних та хребетних тварин і дозволяє оперативно отримати інформацію про характер гострого токсичного впливу наночастинок металів. Рекомендується для впровадження в практику роботи спеціалістів, які проводять оцінку ризиків впливу хімічних речовин та гігієнічне регламентування шкідливих хімічних факторів на здоров’я людини, в роботі Міністерства охорони здоров’я України та Державної служби України з питань праці.

УДК 615.9:616.3:576:546.3

Анотація. Наночастинки, зокрема діоксиду титану, широко застосовуються в різних галузях, таких як медицина, електроніка, будівництво, косметична та інша промисловість. За  результатами  просвітлюючої  електронної  мікроскопії  встановлено,  що  нанопорошок TiO₂  містить агрегати, наночастинки переважно розміром від 20 нм до 30 нм. Встановлено для нанокомпозиту TiO₂-Ag, що срібло локалізується на поверхні діоксиду титану, середні розміри  наночастинок  TiO₂ становлять  від  13  нм  до  20  нм  і  Ag  – від  35  нм  до  40  нм. Виявлено  залежність  летальності  лабораторних  тварин  від  дози  введених  нанопорошків TiO₂ і TiO₂-Ag внутрішньоочеревинним шляхом. Летальність виявилась вищою при введенні композиту  нано-TiO₂-Ag  у  порівнянні  з  нано-TiO₂.  LD50 для  нанопорошку  TiO₂ дорівнює 4783,30 мг/кг, LD50 для нанопорошку TiO₂-Ag рівна 724,44 мг/кг, що дозволяє їх віднести до 3 класу (помірно небезпечні) небезпечності хімічних речовин за класифікацією ГОСТ 12.1.007-76. Нанопорошки TiO₂ і  TiO₂-Ag  у  нативному  вигляді  викликають  тимчасове  слабковиражене запалення слизової оболонки ока. При одноразовому і повторному нанесенні мазі нано-TiO₂ і нано-TiO₂-Ag на шкіру, подразнення не спостерігалось. Нанопорошки TiO₂ і TiO₂-Ag накопичуються у печінці лабораторних тварин при внутрішньоочеревинному введенні. Встановлено,  що  зі  збільшенням  введеної  дози  (від  4000  мг/кг  до  10000  мг/кг)  в  тканині печінки лабораторних мишей зростає накопичення титану (при дії нано-TiO₂) та титану і срібла  (при  дії нано-TiO₂-Ag).  Характерними  мікроскопічними  ознаками  токсичної  дії нанопорошків  TiO₂ та  TiO₂-Ag  після  внутрішньоочеревинного  введення  лабораторним мишам є дистрофічні зміни гепатоцитів, некроз паренхіми печінки, тоді як запальні реакції зустрічаються  рідше.  В  умовах in  vitro показано,  що  наноматеріали    у  концентраціях 30 мкг/мл  нано-ТіО₂-Ag здатні  підвищувати  функціональну  активність  мононуклеарних клітин  периферичної  крові за  продукцією  прозапальних  цитокінів  IL-1,  IL-6,  TNF-α  та продукцію  IL-4  у  донорів (p<0,05),  що  свідчить  про  можливий  потенційний  вплив  на формування хронічного запалення та алергічних реакцій у відповідній категорії працівників нановиробництва. При вивченні впливу наноматеріалів на статеві клітини кнурів, показано, що  найбільш  чутливим маркером  виявився  показник  виживання  сперміїв,  значення  якого достовірно знизилось за дії наночастинок ТіО₂ в дозі 1/10 LD50, що є наслідком порушенням активності мітохондріальних ензимів і, відповідно, ресинтезом АТФ. Розраховані ОБРВ р.з. математичними рівнями із врахуванням коефіцієнтів нанобезпеки і запасу на рівні для нано-TiO₂ – 0,3 мг/м³, а для нано-TiO₂-Ag – 0,2 мг/м³.

Ключові слова: нанотоксикологія, гігієна праці, наночастинки діоксиду титану