Možné riziko výskytu uhlíkatých nanočástic v pevných produktech hoření. Nanosloučeniny a životní prostředí

Toxikologie fullerenu C₆₀

Toxikologie fullerenu C₆₀

I v případě fullerenu platí „problém“ ambivalence. Se vzrůstajícím podílem nanomateriálů v komerčních výrobcích se rozvíjí také debata, zda jejich ekologické a společenské dopady nepřeváží nad získanými výhodami. Do dnešního dne se pouze velmi málo studií zabývalo následky jak přímé, tak nepřímé expozice nanomateriálům z toxikologického hlediska a doposud také nebyla stanovena závazná kritéria pro kvantifikaci jejich toxického účinku [15].

Dostupné studie týkající se účinku fullerenů na živé organismy si v mnoha ohledech svými výsledky vzájemně odporují.

Kolosnjaj et al. [16] dospěli po recenzi prací publikovaných v letech 1990 až 2006 k závěru, že je jen málo důkazů k prokázaní jednoznačné akutní a subakutní toxicity nemodifikovaného C₆₀, zatímco jeho chemicky modifikované deriváty mohou být toxické. Publikovaná studie [17] demonstruje silnou korelaci mezi přítomností C₆₀ a poškozením DNA.

Dle výzkumníků chemické fakulty z Tel Avivu a lékařských pracovišť na Harvardu se ukončily úspěšné testy, které prokázaly, že fullereny dodané do mozku stimulují jeho činnost a prodlužují život mozkovým buňkám [18]. Test bioakumulace fullerenu v oktanolu jako substituentu lidské tkáně prokázal srovnatelný bioakumulační potenciál jako DDT [19]. Adiční produkt fullerenu a kyseliny malonové (je rozpustný ve vodě), je efektivní neuroprotektivní antioxidant jak in vitro, tak in vivo. Patentově je chráněná příprava desítek aduktů fullerenů a jeho derivátů s  L a D aminokyselinami jako preparátu proti tumorovým buňkám [20].

Unikátní elektrochemické vlastnosti fullerenů jim umožňují působit jako oxidační nebo antioxidační činidla (v závislosti na charakteru funkčních skupin navázaných na jejich povrchu a na prostředí). Někteří autoři jim připisují schopnost vychytávat volné radikály [21-22], ale byly popsány také jako zdroj kyslíkových radikálů vně i uvnitř biologických systémů [23]. V současné době je za nejvýznamnější cestu toxického působení považován oxidativní stres,
který je definován jako nerovnováha mezi produkcí volných kyslíkových radikálů a jejich odstraňováním antioxidanty. Tato nerovnováha může vést k oxidativnímu poškození buněk (peroxidace lipidů, ztráta funkce proteinů, poškození nukleových kyselin, buněčná smrt).

Studie provedené na keratinocytech prokázaly rychlou absorpci fullerenů těmito kožními buňkami [24-25]. Vzhledem k výsledkům studií věnovaných potenciální toxicitě fullerenů při kontaktu s kůží je třeba maximální opatrnosti a použití osobních ochranných prostředků při manipulaci s fullereny.

Vodní klastry fullerenů vykazují významnou antibakteriální aktivitu vůči různým druhům bakterií při rozličných podmínkách expozice. Antibakteriální aktivita byla popsána jak za přítomnosti světla nebo kyslíku, tak v jejich nepřítomnosti a rostla s rostoucí dávkou i dobou expozice, což by mohlo také představovat nový směr v oblasti dezinfekce [26-27]. A takto by se dalo pokračovat dále … Rovněž se začal objevovat názor, že klasické standardní testy toxicity, které se používají k posouzení chemické toxicity mohou u nanosloučenin uhlíku přinést rozporuplné výsledky [28].

Přestože otázka toxicity fullerenů není doposud uspokojivě vyřešena, je z uvedených studií zřejmé, že fullereny, podobně jako jiná xenobiotika, pronikají do organismu prostřednictvím dýchacího nebo trávícího ústrojí, přes tělní povrchy nebo injekčně.