Nanomaterials and nanoparticles: sources and toxicity.

Araştırma özeti

Kaynak özetin Türkçe makine çevirisi. Klinik kullanım öncesinde özgün yayınla karşılaştırılmalı; hekim incelemesi değildir. cc by

Bu inceleme, nanopartiküller, kökenleri, faaliyetleri ve biyolojik toksisite ile ilgilenen bilim adamları için ortak bir temel olarak sunulmaktadır. Bu bazen garip yeni "nano" bilimi ile ilgili halk sağlığı endişelerini rasyonelleştirmek ve bilgilendirmek amacıyla yazılmıştır, bu arada nanomateryallerin toksisitesini bilim adamları ve bunları ele alan üreticiler arasında bilinçlendirmektir.İnsanların toz fırtınaları, volkanik küller ve diğer doğal süreçler yoluyla her zaman küçük parçacıklara maruz kaldıklarını ve bedensel sistemlerimizin bizi potansiyel olarak zararlı davetsiz misafirlerden korumak için iyi adapte olduğunu gösteriyoruz. Özellikle ticuloendothelial sistem, virüsler ve biyolojik olmayan parçacıklar da dahil olmak üzere vücuttaki yabancı maddeleri aktif olarak nötralize eder ve ortadan kaldırır. İnsan faaliyetlerinden kaynaklanan partiküller bin yıldır var olmuştur, örneğin, giysiden yanma ve tiftik dumanı, ancak son zamanlarda sanayinin gelişmesi ve yanmaya dayalı motor taşımacılığı, tropojenik partikül kirliliğini derinden artırmıştır. Önemli bir şekilde, teknolojik ilerleme partikül kirliliğinin karakterini de değiştirdi, nanometre boyutlu parçacıkların - "nanopartiküllerin" - oranını artırdı ve kimyasal bileşimlerin çeşitliliğini genişletti. Son epidemiyolojik çalışmalar, partikül hava kirliliği seviyeleri, solunum ve kardiyovasküler hastalıklar, çeşitli kanserler ve mortalite arasında güçlü bir korelasyon olduğunu göstermiştir. Nanopartiküllerin insan sağlığı üzerindeki olumsuz etkileri, genetik ve mevcut hastalıkların yanı sıra maruz kalma ve nanoparçacık kimyası, boyut, şekil, aglomerasyon durumu ve elektromanyetik özellikler gibi bireysel faktörlere bağlıdır. Hayvan ve insan çalışmaları, solunan nanopartiküllerin akciğerlerdeki makrofaj temizleme mekanizmaları tarafından daha büyük parçacıklardan daha az verimli bir şekilde çıkarıldığını, akciğer hasarına neden olduğunu ve nanopartiküllerin dolaşım, lenfatik ve sinir sistemlerinden beyin de dahil olmak üzere birçok doku ve organa translokasyon yapabildiğini göstermektedir. Nanopartiküllerin toksisitesini anlamanın anahtarı, hücre ve hücresel organellerden daha küçük olan dakika boyutlarının, bu temel biyolojik yapılara nüfuz etmelerini sağlayarak normal işlevlerini bozmasıdır. Toksik etkilerin örnekleri doku iltihabını ve oksidasyona doğru değiştirilmiş hücresel redoks dengesini içerir, anormal fonksiyona veya hücre ölümüne neden olur. Maddenin atomlar ölçeğinde manipüle edilmesi "nanoteknoloji", mevcut bilgiden her zaman kolayca tahmin edilmeyen özelliklere sahip birçok yeni malzeme yaratıyor. Bu malzemelerin neredeyse sınırsız çeşitliliği içinde, bazıları biyolojik sistemler için toksiktir, diğerleri nispeten iyi huyludur, diğerleri ise sağlık yararları sağlar. Bu malzemelerin bazıları endüstriyel uygulamalar için arzu edilen özelliklere sahiptir, çünkü nanoyapılı malzemeler genellikle güneş kremindeki UV absorbsiyonundan motorların yağsız yağlanmasına kadar faydalı özellikler sergiler.Bu malzemelerin neden olduğu zararı en aza indirmek için rasyonel bir bilim tabanlı yaklaşıma ihtiyaç duyulurken, sürekli çalışmayı ve uygun endüstriyel gelişimi destekler. "Bulk" malzemelerin toksikolojisi hakkında mevcut bilgi, nanopartiküllerin toksik formlarını güvenilir bir şekilde tahmin etmek için yeterli olamayacağından, "nanotoksisite" ile ilgili devam eden ve genişletilmiş çalışmalar gerekli olacaktır. Açık bir şekilde ilişkili sağlık riskleri olan nanoteknolojiler için, bu yeni teknolojilerin faydalarını elde etmek için malzemelerin ve cihazların akıllı tasarımına ihtiyaç duyulurken, olumsuz sağlık etkilerini sınırlamaktadır. Toksik nanopartiküllere insan maruziyeti, bir gün Parkinson ve Alzheimer gibi hastalıkların gizemlerini çözebilecek bir çalışma olan toksinlerin yaratılış-patlama yollarının tanımlanmasıyla azaltılabilir. Fosil yakıt yanmasındaki azalma, ormansızlaşma ve çölleşmeyi sınırlayacak şekilde nanoparçacıklara küresel insan maruziyeti üzerinde büyük bir etkiye sahip olacaktır.Nanotoksisite bilim için nispeten yeni bir kavram olsa da, bu inceleme, yaşamın nanoparçacıkların varlığındaki uzun evrim tarihinin sonucunu ortaya koyuyor ve özellikle insan vücudunun nanopartikül davetsiz misafirlere karşı kendini savunmaya nasıl adapte olduğunu ortaya koyuyor.

Özgün kaynak özetini okuyun

This review is presented as a common foundation for scientists interested in nanoparticles, their origin,activity, and biological toxicity. It is written with the goal of rationalizing and informing public health concerns related to this sometimes-strange new science of "nano," while raising awareness of nanomaterials' toxicity among scientists and manufacturers handling them.We show that humans have always been exposed to tiny particles via dust storms, volcanic ash, and other natural processes, and that our bodily systems are well adapted to protect us from these potentially harmful intruders. There ticuloendothelial system, in particular, actively neutralizes and eliminates foreign matter in the body,including viruses and nonbiological particles. Particles originating from human activities have existed for millennia, e.g., smoke from combustion and lint from garments, but the recent development of industry and combustion-based engine transportation has profoundly increased an thropogenic particulate pollution. Significantly, technological advancement has also changed the character of particulate pollution, increasing the proportion of nanometer-sized particles--"nanoparticles"--and expanding the variety of chemical compositions. Recent epidemiological studies have shown a strong correlation between particulate air pollution levels, respiratory and cardiovascular diseases, various cancers, and mortality. Adverse effects of nanoparticles on human health depend on individual factors such as genetics and existing disease, as well as exposure, and nanoparticle chemistry, size, shape,agglomeration state, and electromagnetic properties. Animal and human studies show that inhaled nanoparticles are less efficiently removed than larger particles by the macrophage clearance mechanisms in the lungs, causing lung damage, and that nanoparticles can translocate through the circulatory, lymphatic, and nervous systems to many tissues and organs, including the brain. The key to understanding the toxicity of nanoparticles is that their minute size, smaller than cells and cellular organelles, allows them to penetrate these basic biological structures, disrupting their normal function.Examples of toxic effects include tissue inflammation, and altered cellular redox balance toward oxidation, causing abnormal function or cell death. The manipulation of matter at the scale of atoms,"nanotechnology," is creating many new materials with characteristics not always easily predicted from current knowledge. Within the nearly limitless diversity of these materials, some happen to be toxic to biological systems, others are relatively benign, while others confer health benefits. Some of these materials have desirable characteristics for industrial applications, as nanostructured materials often exhibit beneficial properties, from UV absorbance in sunscreen to oil-less lubrication of motors.A rational science-based approach is needed to minimize harm caused by these materials, while supporting continued study and appropriate industrial development. As current knowledge of the toxicology of "bulk" materials may not suffice in reliably predicting toxic forms of nanoparticles,ongoing and expanded study of "nanotoxicity" will be necessary. For nanotechnologies with clearly associated health risks, intelligent design of materials and devices is needed to derive the benefits of these new technologies while limiting adverse health impacts. Human exposure to toxic nanoparticles can be reduced through identifying creation-exposure pathways of toxins, a study that may someday soon unravel the mysteries of diseases such as Parkinson's and Alzheimer's. Reduction in fossil fuel combustion would have a large impact on global human exposure to nanoparticles, as would limiting deforestation and desertification.While nanotoxicity is a relatively new concept to science, this review reveals the result of life's long history of evolution in the presence of nanoparticles, and how the human body, in particular, has adapted to defend itself against nanoparticulate intruders.

Bilimsel değerlendirme

Araştırma sorusu

Sorunun kapsamı orijinal çalışma üzerinden değerlendirilir.

Yöntem ve örneklem

Çalışma tasarımı ve örneklem için kaynak makaleyi kontrol edin.

Temel bulgular

Bu kayıt için editoryal olarak onaylanmış bulgu özeti henüz yayımlanmadı.

Sınırlılıklar

Sonuçların genellenebilirliği, yanlılık ve klinik anlamı ayrıca incelenmelidir.

Bibliyografik veriden yöntem, örneklem veya klinik sonuç çıkarımı yapılmaz.