سميت نانومواد- تأثير خواص فيزيكوشيميايي

Toxicity of Nanomaterials-Physicochemical Effects

نانومواد ساختارهايی هستند كه حداقل در يك بعد كمتر از يكصد نانومتر دارند. اخيراً پيشرفت در نانوفناوری سبب شده است تا از نانومواد در زمينه های مختلفی استفاده شود. از طرف ديگر، افزايش روزافزون استفاده از نانومواد منجر به رهاسازی آنها در محيط زيست گرديده است. لذا لازم است قبل از اينكه از اين مواد در محيط‌های زيستی و سامانه‌های زنده استفاده شود، آنها از نظر سازگاری زيستی و نحوه توزيع در محيط زيستی و بدن موجود زنده ارزيابی شوند. تحقيقات نشان داده است كه قرار گرفتن در معرض نانومواد ممكن است منجر به بروز طيف وسيعی از اثرات حاد و مزمن شامل التهاب، تشديد بيماری آسم، تب بخار فلز (Metal fume fever)، فيبروز(Fibrosis)، بيماری التهابی مزمن و سرطان شود. اگرچه اثرات سميت نانومواد بر موجودات زنده، سلامتی انسان و محيط زيست توسط محققان مورد بررسی قرار گرفته است، اما هنوز ابهامات گسترده‌ای درباره اثرات و مكانيسم سميت نانومواد وجود دارد. بنابراين شناخت كامل نانومواد و اثرات سميت و عوامل موثر بر آن ضروری است. مكانيسم‌های جذب سلولی نانومواد و پراكندگی آنها در محيط های زيستی، وابسته به خواص فيزيكوشيميايی آنها می‌باشد. بنابراين آشنايی با ويژگی‌های منحصر به فرد نانومواد و چگونگی واكنش آنها با سامانه‌های زيستی، معيار مهمی برای استفاده ايمن از نانومواد می‌باشد. ويژگی‌های نانومواد از قبيل اندازه، شكل، نسبت ابعاد، تراكم، نقص‌های سطحی و ساختاری و سرعت انحلال، علت اصلی بروز سميت سلولی و عوارض جانبی اين مواد در بدن می‌باشند. مقاله حاضر، مروری بر مطالعات انجام شده با هدف بررسی ارتباط خواص فيزيكوشيميايی نانومواد و سميت آنها می‌باشد.

Nanomaterials involve the structures with at least one dimension of <100 nm. Recently, development in nanotechnology has led to the use of nanomaterials in many different fields. On the other hand, increasing use of nanomaterials has resulted in release of these materials to the environment. Therefore, before employing these materials in biological and living systems, they should be evaluated in terms of biocompatibility and distribution. Although the toxic effects of nanomaterials on living organisms, human health and the environment have been studied by some researchers, there are too much uncertainty regarding the effects and mechanisms of toxicity of nanomaterials. Therefore, understanding the toxicity effects of nanomaterials is highly desirable. Cellular uptake mechanisms and dispersion of nanomaterials in biological environments depend on their physicochemical properties. Therefore, knowledge of the unique characteristics of nanomaterials and the interactions of nanomaterials with biological systems, are important criteria for the safe use of nanomaterials. Properties of nanomaterials such as size, shape, aspect ratio, density, surface and structural defects and dissolving rate are the main causes of cytotoxicity and side effects of these materials in the body. Exposure to nanomaterials may cause a range of acute and chronic effects, including inflammation, exacerbation of asthma, metal fume fever, fibrosis, chronic inflammatory diseases and cancer. The present paper, reviews the previous studies aiming at the investigation of the relation between the physiochemical properties of nanomaterials and their toxicity.