Naukowcy ocenili wpływ pewnej klasy substancji stosowanych do dostarczania leków na środowisko naturalne.
Nanomedycyna jest coraz powszechniejsza w takich obszarach, jak dostarczanie leków i diagnozowanie, a w kilku dziedzinach daje obiecujące efekty, w tym w onkologii, kardiologii i immunologii. Rosnąca popularność nanobiomateriałów rodzi jednak obawy odnośnie tego, czy po wydaleniu z organizmu nie mają one negatywnego wpływu na środowisko.
Problem ten bada zespół naukowców w ramach finansowanego przez UE projektu BIORIMA. Naukowcy zbadali niedawno potencjalne zagrożenia związane z nanobiomateriałami polimerowymi i nieorganicznymi stosowanymi do dostarczania leków. Wnioski wypływające z przeprowadzonych badań opublikowano w czasopiśmie naukowym „Journal of Nanobiotechnology”.
„W dostępnych danych ekotoksykologicznych szukaliśmy informacji o pięciu nanobiomateriałach polimerowych [chitozanie, polilaktydzie (PLA), poliakrylonitrylu (PAN), polihydroksyalkanianach (PHA) i poli(laktyd-ko-glikolidzie) (PLGA)] oraz jednym nanobiomateriale nieorganicznym [hydroksyapatycie (HAp)], by następnie przy użyciu metaanalizy ocenić zagrożenia środowiskowe dla wody słodkiej i gleby”. Ekotoksykologia skupia się na relacji między efektami działań ludzkich a ich wpływem na organizmy biologiczne, szczególnie na poziomie populacji, społeczności, ekosystemu i biosfery.
W obserwacjach z badania zaznaczono również: „Dla PLA, PHA i PLGA nie znaleziono żadnych opublikowanych danych ekotoksykologicznych, dlatego w ich wypadku przeprowadzenie oceny zagrożenia nie było możliwe”. W konkluzji czytamy: „W porównaniu z innymi powszechnymi zanieczyszczeniami nawet najwrażliwszy z wybranych nanobiomateriałów, chitozan, jest mniej toksyczny niż nanomateriały techniczne, takie jak nano-ZnO i nano-Ag, niektóre z popularnych antybiotyków, metale ciężkie i zanieczyszczenia organiczne, np. triklosan. Biorąc więc pod uwagę aktualny stan wiedzy, nanobiomateriały objęte badaniem stanowią jedynie niewielkie lub żadne zagrożenie dla środowiska naturalnego”.
Nanomateriał definiuje się jako materiał o co najmniej jednym wymiarze zewnętrznym mieszczącym się w zakresie od 1 nm – czyli jednej miliardowej metra – do 100 nm lub charakteryzujący się strukturami wewnętrznymi o wymiarach równych lub mniejszych niż 100 nm. Nanomateriały nieorganiczne, takie jak cząsteczki złota (Au), są używane do obrazowania medycznego oraz wykrywania i leczenia raka, a nanocząsteczki srebra (Ag) są stosowne w powłokach cewników wewnętrznych, środkach przeciwbakteryjnych, opatrunkach, implantach ortopedycznych i rusztowaniach tkankowych. Wśród pozostałych zastosowań nanocząsteczek można wymienić bioobrazowanie, terapię fototermiczną, a także dostarczanie antybiotyków przy użyciu bioczujników i nośników leków.
„Dla większości nanobiomateriałów brakuje wiarygodnych szacunków dotyczących ilości wydalanych cząsteczek”, mówi prof. Bernd Nowack, drugi z autorów badania. W artykule na ten temat, opublikowanym przez Szwajcarskie Laboratoria Federalne Materiałoznawstwa i Technologii, partnera projektu BIORIMA, prof. Nowack dodaje, że „można przyjąć, iż nanocząsteczki złota stosowane w medycynie nie powodują żadnych problemów”. Badanie wykazało, że chitozan jest w wodzie słodkiej bardziej toksyczny w swojej konwencjonalnej postaci niż jako nanomateriał. „Nanopolimery okazały się więc o wiele mniej szkodliwe niż tradycyjne leki, które trafiają do środowiska, takie jak antybiotyki i leki przeciwbólowe. Drugi z nanopolimerów, PAN, a także mineralny HAp wypadły jeszcze lepiej”, czytamy w artykule. Prof. Nowack dodaje: „Te substancje są praktycznie nietoksyczne w wodzie”. W tym samym artykule podkreślono, że „sytuacja różni się w wypadku nanocząsteczek srebra, które stosowane są w medycynie ze względu na właściwości przeciwbakteryjne. W biosferze ten nieorganiczny nanomateriał działa równie toksycznie na mikroorganizmy, które są potrzebne do utrzymania równowagi w ekosystemie”.
Celem trwającego wciąż projektu BIORIMA (BIOmaterial RIsk MAnagement) jest opracowanie zintegrowanego systemu zarządzania ryzykiem, który pozwoli na bezpieczne postępowanie z nanobiomateriałami używanymi w wyrobach medycznych i produktach leczniczych terapii zaawansowanej. Partnerzy projektu BIORIMA chcą również utworzyć internetowy system wspomagania decyzji, który ułatwi ocenianie stosunku korzyści do ryzyka w wypadku produktów opartych na nanobiomateriałach.
Więcej informacji:
poleca:
