Friday, 1 May 2009

Άγνωστοι οι κίνδυνοι για την υγεία από τη νανοτεχνολογία



Με τον χαρακτηρισμό της ως «επιστήμη του μέλλοντος», η νανοτεχνολογία ασχολείται με μικρό-σωματίδια που βρίσκουν ήδη εφαρμογές στην κοσμητική ιατρική, τη μηχανική αλλά και σε πρωτότυπες λύσεις στην καθημερινή ζωή. Όμως, πρόσφατες μελέτες επισημαίνουν επίσης ότι μερικά από αυτά τα σωματίδια που τελευταία χρησιμοποιούνται στη μηχανική, μπορεί να προκαλέσουν καρκίνο στον ανθρώπινο οργανισμό.

«Θα πρέπει να αναγνωρίσουμε ότι θα γίνουν λάθη και θα υπάρξουν κίνδυνοι», είπε ο καθηγητής, Harry Kroto, νικητής του βραβείου Νόμπελ Χημείας το 1996. «Από την άλλη, τα οφέλη από τη χρήση νανοτεχνολογίας μπορεί να είναι τεράστια. Για μένα είναι η επιστήμη του 21ου αιώνα».

Η νανοτεχνολογία αφορά την κατασκευή σωματιδίων πλάτους ενός νανόμετρου, ή ενός δισεκατομμυριοστού του μέτρου. Συγκριτικά, η ανθρώπινη τρίχα έχει πλάτος 80.000 νανόμετρα. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η πραγματοποίηση εργασιών σε τέτοια κλίμακα μπορεί να οδηγήσει στην κατασκευή νανομηχανών από άτομα, με τον ίδιο τρόπο που η ζωή ξεκινά από ένα μόνο κύτταρο.

Μερικοί επιστήμονες χρησιμοποιούν ήδη τη νανοτεχνολογία για να προσθέσουν μικρά σωματίδια ασημιού, γνωστού για τις αντιβακτηριδιακές του ιδιότητες, σε ξυράφια, χώρους αποθήκευσης φαγητού και αντι-αλλεργικές κάλτσες. Κάποιοι άλλοι εκμεταλλεύονται τις ασυνήθιστες συνθήκες που επικρατούν σε τέτοια κλίμακα. Για παράδειγμα, άτομα άνθρακα διαμορφώνονται, σε συνθήκες εργαστηρίου, σε σχήμα σωλήνα τα οποία είναι 100 φορές πιο δυνατά από το ατσάλι, ζυγίζοντας μόλις το ένα έκτο του.

Το πρόβλημα με αυτά τα σωματίδια είναι ότι μπορεί να αποδειχθούν επιβλαβή για τον ανθρώπινο οργανισμό, αν και οι επιστήμονες λένε ότι θα χρειαστεί να περάσουν χρόνια για να διαπιστωθεί κάτι τέτοιο. Τα νανοσωματίδια είναι τόσο μικρά που μπορούν να διαπεράσουν τη μεμβράνη του κυττάρου αλλά ταυτόχρονα έχουν μέγεθος ικανό να μεταφέρει στο DNA ξένο υλικό.

Ακόμη δεν έχουν πραγματοποιηθεί μακροχρόνιες μελέτες πάνω στο θέμα, όμως έχει διαπιστωθεί ανάπτυξη καρκίνου στον εγκέφαλο ψαριών που τους τοποθετήθηκαν νανοσωματίδια άνθρακα. Επιπλέον, ποντίκια που εισέπνευσαν τέτοια νανοσωματίδια παρουσίασαν προβλήματα στους πνεύμονες. «Δεν υπάρχει σίγουρος λόγος να πιστέψουμε ότι τα νανοσωματίδια θα είναι επικίνδυνα», σχολίασε ο John Balbus, επικεφαλής επιστήμονας της Περιβαλλοντικής Άμυνας, μιας ομάδας δημόσιας πολιτικής. «Ωστόσο θα πρέπει να είμαστε επιφυλακτικοί εξαιτίας της δυνατότητας να διεισδύσουν στο σώμα σε σημεία που τα σημερινά χημικά δεν μπορούν να φτάσουν».

Η χρηματοδότηση των ΗΠΑ στον τομέα έχει τριπλασιαστεί από το 2001, ενώ περιβαλλοντικές οργανώσεις παραπονιούνται ότι δεν έχουν ληφθεί απαραίτητα μέτρα προστασίας του περιβάλλοντος από αυτές τις έρευνες και τα πειράματα. «Καλούμε την κυβέρνηση να επενδύσει περισσότερα χρήματα στην ασφάλεια, την υγεία και την περιβαλλοντική έρευνα ώστε τα προϊόντα που θα παραχθούν να είναι ασφαλή», εξήγησε ο Ian Illuminato, μέλος της περιβαλλοντικής οργάνωσης Φίλοι της Γης. Η Επιτροπή Ποτών και Φαρμάκων των Ηνωμένων Πολιτειών ανακοίνωσε τον Ιούλιο ότι τα φάρμακα, καλλυντικά και άλλα προϊόντα που κατασκευάζονται με τη χρήση νανοτεχνολογίας δεν απαιτούν ειδικές διαδικασίες παραγωγής ή σήμανση στη συσκευασία τους, εξαιτίας της έλλειψης επιστημονικών αποδείξεων για τις πιθανές βλαβερές επιπτώσεις τους στην υγεία.

Είναι τα νανοϋλικά τοξικά;

Ενώ κατά τη διάρκεια της προηγούμενης δεκαετίας, η ανάπτυξη των νανοϋλικών προχώρησε γρήγορα με σκοπό μια ενδεχόμενη χρήση τους σε προϊόντα που κυμαίνονται από τις ηλιακές κυψέλες ως τα φάρμακα, εντούτοις, οι δοκιμές για τα πιθανά τοξικά αποτελέσματα αυτών των ουσιών στην υγεία του ανθρώπου και το περιβάλλον δεν εξελίσσονται τόσο γρήγορα.

Πριν λίγα χρόνια ένα πείραμα προκάλεσε ανησυχία για τις γνωστές δομές buckyballs ή φουλερένια, που μοιάζουν με μπάλες σχηματισμένες από μόρια άνθρακα. Άλλοι δε χημικοί επιβεβαιώνουν αυτά τα ευρήματα και αναφέρουν μια καινοτόμο μέθοδο που μπορεί να αφοπλίσει τα ενδεχομένως τοξικά φουλερένια.

Όπως προκαλούν ανησυχία και οι γενετικά τροποποιημένες τροφές έτσι και οι κυβερνήσεις και η βιομηχανία αρχίζουν να εξετάζουν την τοξικότητα των νανοϋλικών.

Νανομόρια άνθρακα που διεγείρονται για να εκπέμψουν φως

Το υπομοριακό μέγεθος αυτών των υλικών τα προικίζει με πολύτιμες ιδιότητες αλλά θα μπορούσε επίσης να τους επιτρέψει να αλληλεπιδράσουν με τα ζωντανά κύτταρα με απρόβλεπτους, και ενδεχομένως επικίνδυνους τρόπους. Παραδείγματος χάριν, ερευνητές διαπίστωσαν ότι φουλερένια μπορούν να καταστρέψουν κύτταρα του εγκεφάλου των ψαριών, διασπώντας τις μεμβράνες τους.

Μια ομάδα ερευνητών που καθοδηγήθηκαν από τον πανεπιστημιακό χημικό Vicki Colvin του Πανεπιστημίου Rice εξέθεσε ανθρώπινα κύτταρα συκωτιού και δέρματος καλλιεργημένα στο εργαστήριο, για 48 ώρες σε διαλύματα που περιέχουν διάφορες συγκεντρώσεις φουλερενίων. Η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι ένα ασθενές διάλυμα - 20 μέρη ανά δισεκατομμύριο - θα μπορούσαν να σκοτώνουν τα μισά από τα ανθρώπινα κύτταρα.

Οι ερευνητές του Rice επέκτειναν το πείραμά τους επιστρώνοντας τις σφαίρες από άνθρακα με απλές χημικές ουσίες, παραδείγματος χάριν, με υδροξύλιο ή διάφορες καρβοξυλικές ομάδες. Και τότε διαπίστωσαν ότι όσο περισσότερες επιστρωμένες χημικές ενώσεις υπήρχαν στα φουλερένια ή buckyballs, τόσο λιγότερο τοξικές γίνονταν. Στην πραγματικότητα, για αυτά τα buckyballs που είχαν το μεγαλύτερο αριθμό επιστρωμένων χημικών ομάδων, η συγκέντρωση που χρειάστηκε για να σκοτώσει τα μισά από τα ανθρώπινα κύτταρα, ήταν μεγαλύτερη κατά 10 εκατομμύρια φορές από αυτή που απαιτήθηκε με τα γυμνά φουλερένια.

Οι ερευνητές δίνουν και μια πιθανή εξήγηση για την πτώση στην τοξικότητα. Τα γυμνά φουλερένια είναι διακριτά συσσωματώματα στο διάλυμα, σημειώνουν. Εκείνα τα συσσωματώματα παράγουν χημικές ουσίες γνωστές ως ελεύθερες ρίζες, που μπορούν να επιτεθούν στις μεμβράνες των κυττάρων. Τα φουλερένια που είναι 'ντυμένα' με χημικές ουσίες δεν συγκεντρώνονται, έτσι οι ερευνητές δεν ανίχνευσαν καμιά ελεύθερη ρίζα στα διαλύματα εκείνων των μορίων.

Περαιτέρω αναλύσεις αποκάλυψαν ότι τα σύνολα των γυμνών φουλερενίων δεν έβλαψαν το DNA μέσα στα κύτταρα, μειώνοντας έτσι την πιθανότητα ότι αυτά τα νανοϋλικά θα μπορούσαν να είναι καρκινογόνα.

Τα επιστρωμένα φουλερένια στο πείραμα του Rice μπορεί να μην μειώνουν την τοξικότητα σε όλες τις καταστάσεις, σημειώνουν ερευνητές. Στο περιβάλλον, παραδείγματος χάριν, το υπεριώδες φως από τον ήλιο μπορεί να σπάσει τους δεσμούς των υδροξυλίων, κάνοντας έτσι και πάλι τοξικά τα φουλερένια. Από την άλλη, μέσα στο σώμα, τα επιστρωμένα buckyballs μπορεί να παραμείνουν άθικτα και να χρησιμεύσουν για την ακίνδυνη μεταφορά φαρμάκων.
Physics4u

No comments: