Гигиеническая оценка производства многослойных углеродных нанотрубок с изучением медико-биологических эффектов фактических ингаляционных экспозиций тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 14.02.01, кандидат наук Халиуллин, Тимур Оскарович

• Халиуллин, Тимур Оскарович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Халиуллин, Тимур Оскарович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЭКСПОЗИЦИЯ НА РАБОЧИХ МЕСТАХ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ МНОГОСЛОЙНЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Идентификация опасности и оценка риска на рабочих местах, имеющих контакт с УНТ

1.2 Биологические эффекты УНТ в опытах in vivo

1.3 Биологические эффекты МУНТ в опытах in vitro. Молекулярные механизмы токсичности

1.4 Гипотезы воздействия на организм человека

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Общая схема организации исследования

2.2 Исследование отрасли наноиндустрии

2.3 Гигиеническое исследование на базе ООО «Нанотехцентр» (г. Тамбов) и ВлГТУ

2.3.1 Определение участков технологического процесса, на которых возможна экспозиция к аэрозолю МУНТ

2.3.3 Отбор проб воздуха для термоаналитического анализа и ПЭМ

2.3.4 Определение содержания элементного углерода в отобранных образцах методом термооптического анализа

2.3.4 Просвечивающая электронная микроскопии

2.3.5 Отбор проб воздуха для оценки удельной поверхности аэрозоля МУНТ

2.4 Изучение биологических эффектов МУНТ в токсикологических экспериментах in vivo и in vitro

2.4.1 Изучение биологических эффектов легочной экспозиции МУНТ у мышей

2.4.2 Оценка токсических эффектов углеродных нанотрубок в культурах клеток RAW 264.7 макрофагов и бронхиального эпителия BEAS-2B

2.5 Проведение панельного биомарерного исследования среди работников

2.5.1 Анкетный опрос и интервью

2.5.2 Отбор лиц для исследования

2.5.3 Отбор проб крови, назального лаважа и индуцированной мокроты у работников

2.5.4. Определение биохимических показателей и маркеров экспозиции к МУНТ в сыворотке крови, назальном лаваже и образцах индуцированной мокроты

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Результаты оценки экспозиция к МУНТ в условиях предприятия

3.2 Результаты in vivo исследования на мышах линии C57/BL6

3.3 Результаты оценки токсических эффектов углеродных нанотрубок в культурах клеток макрофагов и бронхиального

эпителия

3.4 Результаты панельного исследования среди работников предприятиий-производителей МУНТ

4 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ВЫВОДЫ

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Гигиеническая оценка производства многослойных углеродных нанотрубок с изучением медико-биологических эффектов фактических ингаляционных экспозиций»

ВВЕДЕНИЕ

Углеродные наноразмерные структуры, похожие на трубки, впервые были обнаружены в 1952 г. и описаны Радушкевичем и соавт. [6]. В частности, среди наблюдавшихся частиц сажи они описали частицы, имеющие «...вытянутую червеобразную форму с характерными окончаниями, свидетельствующими о направленности роста». Кроме того, авторы отметили, что частицы, «...выращенные в некоторых случаях на отдельных крупинках железа в атмосфере окиси углерода, имеют правильную нитевидную форму с плотными окончаниями». К сожалению, дальнейшие изыскания в этой области на тот момент прекратились. В 1975 году Endo были описаны углеродные трубки диаметром менее 100 ангстрем, полученные методом конденсации паров [79], но более детального изучения не последовало. В итоге официальным открывателем углеродных нанотрубок считается Iijima, наблюдавший коаксиальные многослойные углеродные нанотрубки с различным внутренним диаметром и числом слоев через просвечивающий электронный микроскоп [60].

Углеродная нанотрубка представляет собой свернутый в один или несколько слоев лист графена, который, в свою очередь, является двумерным кристаллом, состоящим из одиночного слоя атомов углерода, собранных в гексагональную решётку. В зависимости от количества структурообразующих слоев выделяют одно- и многослойные УНТ. Иногда в литературе также встречается термин «двуслойные» УНТ [46].

Эти наночастицы обладают уникальными физико-химическими свойствами. Они чрезвычайно устойчивы к механическим нагрузкам [113], могут являться как проводниками, так и полупроводниками, в зависимости от формы структурообразующего листа графена, обладают хорошей теплопроводностью, способны поглощать некоторые виды ЭМ излучений, в частности, микроволновое.

В 1990-х годах, после возвращения интереса мирового сообщества были разработаны промышленные способы получения УНТ. Основными методами получения различных видов нанотрубок являются электродуговой метод, метод лазерной абляции, дисмутация монооксида углерода под высоким давлением, метод каталитического пиролиза углеводородов и электролитический синтез [36, 65].Кроме того, УНТ образуются и вполне естественным образом в результате сгорания ископаемого топлива, а также в результате работы различных двигателей, работающих на углеводородном топливе [97], хотя материал в данном случае весьма разнороден вследствие отсутствия контроля горения. Основной проблемой, которую пока не удается решить в промышленном получении УНТ, остается получение нанотрубок с одинаковым диаметром и типом свертки.

Спектр возможного применения этих наночастиц весьма широк - по прочностным характеристикам они превосходят сталь и кевлар, обладают высокой тепло- и электропроводностью. В мире наблюдается значительный рост предприятий, производящих и использующих готовые УНТ, а их мировой рынок достиг $192 миллионов в 2011 году. В 2012 году ожидаемый совокупный доход составил $239 миллионов долларов. Динамика рынка дает основания предполагать рост до $527 миллионов долларов в 2016 году со среднегодовым темпом 22,4% [4]. Одновременно растет число лиц, потенциально экспонированных к аэрозолю углеродных нанотрубок на своих рабочих ме-стах[78]. В России пока что существует лишь несколько предприятий-производителей МУНТ - в Тамбове, во Владимире, Новосибирске, Казани, Калининграде, однако их количество будет увеличиваться в связи с ростом спроса на продукцию.

Согласно определению Евросоюза от 2011 года [17], наноматериалом признается естественное, произведенное или побочно образовавшееся вещество, содержащее несвязанные или агломерированные или агрегированные частицы, 50% или более из которых имеют одну или более размерностей в диапазоне 1-100 нм. УНТ, подпадая под категорию «наноматериал», вслед-

ствие своей морфологии являются волокнами, в соответствии с определением ВОЗ [137]. Как указано в документе [137], волокнами считаются удлиненные структуры с отношением диаметра к длине 1:3 или более с длиной более 5 мкм и диаметром меньшим или равным 3 мкм. Соотношение размерностей углеродной нанотрубки - более 100, а длина вполне может превышать 5 мкм. Соответственно, рассматривать эти новые частицы нанодиапазона необходимо через призму имеющегося опыта изучения волокон различной природы. Так, уже с двадцатых годов XX века было известно, что волокна асбеста, имеющие диаметр менее микрона могут приводить к развитию патологических состояний, приводящих нередко к преждевременной смерти [37]. Накоплен значительный объем сведений о заболеваниях органов дыхания от воздействия аэрозолей самых разных волоконных частиц [49, 59]. Волокнистая структура углеродных нанотрубок может обуславливать патогенность, свойственную минеральным волокнам [68, 70, 138].

Другим патогенетическим механизмом действия УНТ может являться оксидативный стресс. Обладая высокой удельной поверхностью и большей проникающей способностью, наночастицы гораздо более реактогенны, чем частицы микродиапазона и способны генерировать активные формы кислорода (АФК) в больших количествах [102]. Как было показано, оксидативный стресс, играет важную роль в патогенезе пылевой патологии [1], что необходимо принимать во внимание при оценке биологических эффектов аэрозолей наночастиц в целом и УНТ в частности.

Вышеперечисленные обстоятельства обуславливают необходимость опережающих исследований биологических эффектов УНТ и изучения потенциально вредного для человека воздействия. Накопленные данные дают основания предположить наличие риска здоровью людей, имеющих производственный контакт с углеродными наночастицами. Остро встают вопросы выбора методов оценки состояния здоровья, проведения медицинских осмотров и предотвращения потенциально вредного воздействия на здоровье.

Гигиенические исследования УНТ как фактора рабочей среды были начаты в середине 90-х годов. Ингаляционный путь поступления в организм для аэрозолированных УНТ на рабочих местах является наиболее вероятным, в сравнении с перкутанным и пероральным [42]. Довольно быстро выяснилось, что обычные гравиметрические методики малоприменимы для исследования аэрозолей УНТ. Проблемы с методологической базой привели к тому, что сведений о реальных производственных экспозициях крайне мало, а по российским производствам этих данных совсем нет. Относительная закрытость новой отрасли, отсутствие информации об адекватных биомаркерах до сих пор ограничивают исследования медико-биологических эффектов рамками лабораторных экспериментов in vitro и in vivo.

Таким образом, актуальность данного исследования определяется следующими обстоятельствами:

1) рынок УНТ постоянно растет, в связи с чем увеличивается популяция лиц, подверженных производственной экспозиции;

2) отсутствуют унифицированные подходы к гигиенической оценке экспозиции к МУНТ;

3) несмотря на предварительные экспериментальные данные rio токсическим эффектам, медико-биологическое действие МУНТ на человека остается во многом невыясненным, что не позволяет разрабатывать эффективные профилактические программы для сохранения здоровья работников.

Цель работы - гигиеническая оценка экспозиции к промышленным многослойным углеродным нанотрубкам с установлением медико-биологических эффектов фактических ингаляционных экспозиций.

В соответствии с целью ставились следующие задачи:

1. Гигиеническая оценка рабочих мест на предприятиях-производителях МУНТ и инструментальная оценка экспозиции к МУНТ на рабочих местах.

2. Изучение биологических эффектов легочной экспозиции к промышленным МУНТ в аспирационном эксперименте на мышах в дозах, соответствующих экспозиционному сценарию на рабочих местах.

3. Определение биологических механизмов действия промышленных МУНТ на культурах клеток макрофагов и бронхиального эпителия.

4. Оценка воздействия аэрозолей МУНТ на здоровье работников в ходе панельного исследования с применением биомаркеров, отобранных на основе предшествующего эксперимента in vivo.

5. Разработка гигиенических рекомендаций по охране здоровья лиц, занятых в производстве и применении МУНТ.

Научная новизна исследования

Впервые изучены экспозиционные сценарии на рабочих местах предприятий-производителей МУНТ, доказано присутствие агломератов МУНТ в воздухе рабочей зоны, определены максимальные разовые и среднесменные концентрации аэрозоля МУНТ.

Установлено, что нативные (неочищенные) МУНТ в дозах, близких к реальным производственным условиям, вызывали развитие локального воспаления, индукцию оксидативного стресса и развитие фиброза в ткани легких мышей.

Впервые выявлен профиброгенный эффект МУНТ в группе экспонированных работников.

Теоретическая значимость результатов исследования

Результаты исследования способствуют выполнению актуальной гигиенической задачи сохранения здоровья трудоспособного населения и могут быть использованы для планирования, подготовки и проведения гигиениче-

ских, токсикологических экспериментов, а также эпидемиологических исследований среди работников предприятий, имеющих контакт с УНТ.

Практическая значимость и внедрение

Апробирован эффективный метод определения МУНТ в воздушной среде и разработаны «Методические рекомендации по контролю содержания УНТ в воздухе рабочей зоны». Рекомендации подготовлены авторским коллективом в составе: Т.О.Халиуллин,. Р.Р.Залялов, О.Л.Васильева, Л.М.Фатхутдинова, Н.Х.Амиров, утверждены Научным Советом РАМН 45 по медико-экологическим проблемам здоровья работающих в 2013 г.

Предложены чувствительные биомаркеры - трансформирующий фактор роста бета (TGF-ß) и фактор Krebs von den Lungen - 6 (KL-6) для изучения биологических эффектов МУНТ в эксперименте И осуществления периодических медицинских осмотров работающих в контакте с аэрозолем МУНТ.

На предприятии ООО «Нанотехцентр», г.Тамбов внедрена система контроля содержания МУНТ в воздухе рабочей зоны и биомониторинга работников (акт внедрения от 18.09.2013).

Результаты исследования используются в учебном процессе на кафедрах общей гигиены и гигиены, медицины труда ГБОУ ВПО «Казанский ГМУ» Минздрава РФ (акты внедрения от 6.09.2013 и от 23.10.2013).

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. МУНТ обнаруживаются в воздухе рабочих зон предприятия-производителя на основных этапах технологического процесса и в нерабочее время. Максимальная разовая концентрация МУНТ в воздухе рабочей зоны достигает 157,77 мкг/м3. Рассчитанные индивидуальные средневзвешенные концентрации респирабельной фракции - 4,58-6,96 мкг/м3.

2. Легочная экспозиция к МУНТ может повышать риск развития фиброген-ных эффектов у человека.

3. Выявлены биомаркеры, которые могут быть использованы для оценки токсических эффектов МУНТ при легочной экспозиции у человека: TGF-b в сыворотке крови, KL-6 в индуцированной мокроте. Оценка цитокиново-го профиля (IL-ip и цитокины группы Th2) в различных биологических средах (кровь, индуцированная мокрота) является перспективным направлением дальнейших исследований.

Апробация работы

Основные положения диссертации были доложены на VIII Всероссийском конгрессе «Профессия и здоровье» (25-27 ноября 2009 г., г. Москва), Республиканской научно-практической конференции «Идель» (24-26 февраля 2010 г., г. Казань), XV-XVIII Всероссийских научно-практических конференциях «Молодые ученые в медицине» (г. Казань, 2010-2013), XI международной научно-практической конференции «Нанотехнологии в промышленности» (8-9 декабря 2010 года, г. Казань), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Связь заболеваний с профессией» (19-20 мая 2011 г., г. Казань), 5-й международной конференции «NanoEHS 2011» (9-12 августа 2011г., г. Бостон, США), 51-й конференции Американского Общества Токсикологов «SOT 2012 Meeting» (11-15 марта 2012 г., г. Сан-Франциско, США), 6-й Международной конференции по нанотоксико-логии «Nanotoxicology 2012» (4-7 сентября, г. Пекин, Китай), Международном конгрессе по безопасности искусственных наночастиц «SENN2012» (2831 октября 2012г., г. Хельсинки, Финляндия), IV Международном Казанском инновационном нанотехнологическом форуме NANOTECH'2012 (27-29 ноября 2012 года), II Международной школе-конференции «ANNT 2013»(15-19 августа 2013 года, г. Листвянка, Иркутская область), Российской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные вопросы медицинской биохимии и клинической лабораторной диагностики» (23-26 сентября 2013 г., г. Казань).

Публикации

Основные положения диссертации изложены в 15 печатных работах, в том числе в четырех публикациях из Перечня ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата наук:

Токсичность искусственных наночастиц. / JI.M. Фатхутдинова, Т.О.Халиуллин, Р.Р.Залялов // Казанский медицинский журнал. - 2009. -Т.ХС.-№4.-С.578-584.

Carbon Nanotubes Enhance Metastatic Growth of Lung Carcinoma via Up-Regulation of Myeloid-Derived Suppressor Cells. / Shvedova AA, Tkach AV, Ki-sin E.R., Khaliullin Т., Stanley S., Gutkin D.W., Star A., Chen Y., Shurin G.V., Kagan V.E., ShurinM.R..//Small.-2013.-№9-10.-P. 1691 - 1695.

Токсические эффекты углеродных нанотрубок в культурах клеток макрофагов и бронхиального эпителия / Халиуллин Т.О., Кисин Е.Р., Мюрр-эй Э. , Залялов P.P., Шведова A.A., Фатхутдинова JLM. // Токсикологический вестник.-2013.-№4.-С. 17-21.

Пилотное кросс-секционное исследование по оценке потенциального фиброгенного риска в условиях реальных экспозиций к аэрозолю многослойных углеродных нанотрубок на рабочих местах ./ Фатхутдинова Л.М., Халиуллин Т.О., Васильева О.Л., Залялов P.P., Валеева И.Х., Мустафин И.Г., Шведова A.A. // Казанский медицинский журнал. - 2013. - №5. - С.770-774.

Степень личного участия

Автором составлен план исследования, проанализированы литературные источники по проблеме, проведена гигиеническая оценка и отобраны пробы воздуха на рабочих местах предприятий-производителей МУНТ1, вы-

1 Термоэлементный анализ и ПЭМ проводились в лаборатории Национального института охраны и медицины труда, г.Цинциннати, США. Диссертант выражает благодарность доктору Э.М.Бирч за выполненные лабораторные исследования.

полнены эксперименты in vivo и in vitro2, проведено анкетирование работников предприятий-производителей, организован отбор биологических проб3, выполнены ИФА и проточная флоуцитометрия образцов4, проведен статистический анализ в среде R5.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 137 страницах машинописного текста, содержит 11 таблиц, 27 рисунков, 1 схему и состоит из введения, литературного обзора, методов исследования, результатов исследований и их обсуждения, выводов, практических рекомендаций и внедрения, списка литературы, содержащего 142 источника (в том числе 22 отечественных и 120 зарубежных авторов), 4 приложения.

2 Диссертант выражает благодарность Е.Р. Кисиной, Э. Мюррэй, A.B. Ткачу, доктору В. Кастранове (Национальный институт охраны и медицины труда, г.Моргантаун, США) за оказанную поддержку в ходе проведения исследования.

3 Пробы отбирались обученным средним медицинским персоналом (И.И.Мухаметшина).

4 Диссертант выражает благодарность проф. И.Г. Мустафину и с.н.с., д.м.н. И.Х.Валеевой (ГБОУ ВПО «Казанский ГМУ» Минздрава РФ) за оказанную поддержку в ходе проведения исследования.

5 Диссертант выражает благодарность проф., д.б.н. В.К. Шитикову (Российская академия наук. Институт экологии Волжского бассейна, г.Тольятти) и д.б.н., проф. Савельеву A.A. (кафедра биохимии ГБОУ ВПО «Казанский (Поволжский) федеральный университет» Минобрнауки РФ) за консультативную помощь.

1. ЭКСПОЗИЦИЯ НА РАБОЧИХ МЕСТАХ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ

ЭФФЕКТЫ МНОГОСЛОЙНЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК

(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Идентификация опасности и оценка риска на рабочих местах,

имеющих контакт с УНТ

На сегодняшний день основным методом промышленного синтеза МУНТ является метод каталитического пиролиза углеводородов (catalytic vapor deposition - CVD) [34]. Произведенный таким способом продукт содержит, как правило, побочные вещества, такие как остаточный аморфный углерод, металлы-катализаторы (Со, Ni, Fe, Mo) и другие вещества (Al, М112О3, Si). Некоторые предприятия и лаборатории используют также электродуговой метод, лазерную абляцию и метод дисмутации монооксида углерода под высоким давлением [31,115].

Количество предприятий, на которых производятся или применяются МУНТ растет из года в год, при этом гигиенические исследования, ставящие перед собой целью характеризацию УНТ (как многослойных, так и однослойных) как фактора рабочей среды и трудового процесса, появились лишь в начале 2000-х.

Данные, полученные Baron, Joseph и Maynard [28, 64, 82] свидетельствовали о концентрации аэрозоля ОУНТ в воздухе на рабочих местах про-

л

изводителя до 53 мкг/м . Эта цифра была найдена расчетным методом, исходя из количества катализатора (Ni) в воздухе (содержание его в образцах ОУНТ было относительно постоянно ~ 30±5%).

Для того, чтобы отличить МУНТ от обычной пыли J. Pauluhn и соавт. [112] использовали кобальт в качестве индикатора. Содержание МУНТ на рабочих местах (предприятие Bayer) оказалось ниже переделов обнаружения (< 1 мкг/м3).

Определение количества частиц различного размера в воздухе различными методами и сканирующаяю электронная микроскопия для идентифика-

ции позволили определить многие гигиенические особенности производственных процессов, включая основные источники загрязнения, специфика аэрозолей УНТ, эффективность локальной и общей вентиляции [64, 82, 112].

Задача количественной оценки УНТ была решена с помощью метода термооптического анализа, первоначально предназначенного для определения концентрации продуктов горения дизельного топлива [29]. В основе метода - определение содержания углерода в образце путем окисления его в условиях высокой температуры на подложке Мп02, восстановления в мета-наторе и измерения итоговых концентраций метана пламенно-ионизационным детектором. Особенностью является постоянный контроль температуры и коэффициента пропускания исследуемого фильтра с помощью лазера, что позволяет в итоге получить отдельные данные по содержанию углерода органического происхождения и элементного углерода [104]. М.М. МеШпег и соавт. впервые предложили его в 2007 году для углеродных нановолокон [86]. В дальнейшем метод был дополнен и усовершенствован [38, 85], были определены концентрации ОУНТ и углеродных нановолокон на нескольких предприятиях, однако сведения о содержании МУНТ на рабочих местах предприятий-производителей до сих пор отсутствуют.

Для того, чтобы перейти к оценке степени риска на рабочих местах необходимы сведения о допустимых уровнях воздействия УНТ, но их разработка сталкивается с различными трудностями. Это и многообразие различных типов УНТ, сложность и трудоемкость выявления и количественной оценки, недостаток информации о биологических эффектах.

Одним из способов установления ориентировочных безопасных уровней воздействия является экстраполяция результатов экспериментов на животных, взяв за основу минимальный уровень вредного воздействия с применением методологии оценки риска и установлением фактора неопределенности. Компания №посу1, проведя оценку риска и получив фактор неопределенности 40, установила предельно допустимую взвешенную среднесменную концентрацию для своих МУНТ 2,5 мкг/м3, базируясь на минимальных уров-

нях вредного воздействия, показанных Ma-Hock и соавт. [80] в ингаляционном эксперименте на крысах [100]. Aschberger и соавт. [26] предложили ОБУВ I мкг/м для МУНТ, взятых Ma-Hock [80] и 2 мкг/м для использованных Pauluhn и соавт [112], применив факторы неопределенности 50 и 25 соответственно (полученных после пересчета уровней экспозиции и показателей внешнего дыхания крысы и человека).

Японским национальным институтом передовой промышленной науки и технологии был установлен ПДУ в 30 мкг/мЗ для всех типов УНТ [99, 98]. Норматив был установлен на 15-летний период по результатам ингаляционного эксперимента на крысах, проведенного Morimoto и соавт. с ОУНТ и МУНТ [92].

Наконец, в апреле 2013 года был опубликован доклад Национального института охраны и медицины труда, который установил рекомендованный уровень экспозиции к УНТ всех типов (REL-recommended exposure level) в 1 мкг/м3, определенный с помощью метода термооптического анализа. Выбор этого значения был основан на имеющихся данных ингаляционных экспериментов у крыс, а также на нижнем пределе детекции УНТ в пробах.

Таким образом, предложенные на сегодняшний день в мире рекомендованные уровни воздействия для различых УНТ варьируются от 1 до 50 мкг/м3 (для среднесменных концентрации). Для сравнения, в России установлена максимальная разовая концентрация для черной сажи в 4 мг/м ; средне-сменные концентрации установлены для углеродных композитных материалов - 1 мг/м3 [17]. К сожалению, отечественным специалистам приходится ориентироваться на эти цифры, например при выдаче санитарно-эпидемиологичесеих заключений на продукцию.

Роспотребнадзором РФ в 2010 году были установлены ОБУВ для трех наноматериалов, включая ОУНТ [2]. Составители документа руководствовались предложенным в 2007 году Британским Институтом Стандартов ПДУ 0,01 волокно/см3, рассчитанным как 1/10 от ПДУ для волокон асбеста. В настоящих условиях следует признать, что данный подход не обоснован. Па-

раллельно с этим в 2010 году Роспотребнадзор выпустил несколько методических рекомендаций по количественному определению наноматериалов, в том числе углеродных нанотрубок [8, 7, 10]. Согласно этим документам, для выявления, идентификации и подсчета количества частиц УНТ предлагается использовать метод просвечивающей электронной микроскопи с контрастированием солями тяжёлых металлов. В качестве дополнительных методов идентификации могут применяться методы инфракрасной фотолюминесцентной спектроскопии и ИК-спектроскопии поглощения. Отбор проб воздуха предлагается вести через аппарат Кротова с осаждением частиц аэрозоля на воду. Несмотря на наличие методик, в открытой литературе отсутствуют какие-либо данные о содержании УНТ в воздухе на рабочих местах, где имеется контакт с этим наноматериалом.

Параллельно развиваются методы визуализации волокон МУНТ. Обычная световая микроскопия позволяет выявить крупные агломераты размером в несколько микрон, но не дает представления о структуре этих агломератов. Частицы видны как в светлом, так и в темном поле, т.к. хорошо рассеивают свет. Электронная микроскопия позволяет разглядеть отдельные нанотрубки, а также определить размерные характеристики, количество слоев, дефекты, частицы катализаторы, в том числе внутри трубок. Наиболее релевантной в плане характеризации и выявления считается просвечивающая электронная микроскопия. В отношении УНТ используется, как правило, методики, аналогичные выявлению и подсчету асбестовых волокон. В США, например, применяется модифицированный метод NIOSH Method 7402 [104], который позволяет подсчитать количество агломератов, выявить отдельные волокна и матрикс, дать приблизительное представление о содержании частиц в воздухе.

Несмотря на определенный пул гигиенических исследований, единые подходы к оценке экспозиции в мире и в России только разрабатываются. Оценка экспозиции к аэрозолю МУНТ на рабочих местах остается уделом

немногочисленных научно-исследовательских групп и лабораторий крупных химических концернов

1.2 Биологические эффекты УНТ в опытах in vivo

Целесообразно начать обзор с исследований биологических эффектов однослойных УНТ. В 1997 г. Huczko и соавт. впервые использовали фулле-реновую сажу с высоким содержанием ОУНТ в опыте на морских свинках (оценка легочного воспаления, 25 мг/кг) и кроликах (раздражающее действие, модифицированный тест Дрейза). В обоих случаях негативныхэффек-тов зарегистрировано не было. Кроме того, также не было выявлено аллергических реакций у 40 добровольцев, в ходе постановки 96-часовых кожных проб [58]. Хотя это исследование продолжало серию опытов по оценке токсичности фуллеренов, оно пробудило интерес научного сообщества к углеродным нанотрубкам. В начале 2000-х сразу несколько групп ученых из разных стран приступили к исследованию первых коммерчески доступных образцов ОУНТ.

Lam и соавт. [74] в эксперименте на мышах сравнили ОУНТ, частицы черной сажи и кварца. У животных, получивших интратрахеально 0.1-0.5 мг нанотрубок количество гранулем в легких было больше, а воспалительный ответ был значительно сильнее, чем у экспонированных к кварцу и саже. В то м же году Warheit и соавт. [135] в пилотном исследовании поставили целью сравнить легочные эффекты воздействия ОУНТ, кремния в виде кристаллов кварца и карбонила железа у крыс, получивших 1 или 5 мг/кг соответствующего вещества методом интратрахеальной инсталляции. В группе крыс, получившей ОУНТ, наблюдались транзиторные воспаление и повреждение тканей, а также дозонезависимое развитие мультифокальных гранулем без прогрессирования. Авторы заключили, что гранулемы являлись следствием неспецифической реакции организма на инородное тело. При дозе в 5 мг/кг 15% подопытных животных погибло в ходе затравки вследствие асфиксии,

обусловленной закупоркой крупных воздуховодов, что говорило о необходимости тщательной проработки дизайна экспериментов.

В опыте БЬуеёоуа и соавт. [126] у мышей, получивших ОУНТ, обнаружили дозозависимый воспалительный и фибротический ответы наряду с увеличением толщины альвеолярной стенки. В то же время, образцы, взятые для сравнения - наноразмерная сажа и диоксид кремния: не вызвали утолщения альвеолярной стенки, не привели к образованию гранулем и вызвали значительно меньший воспалительный ответ в тех же дозировках (10, 20, 30, 40 мкг/мышь). Из интересных особенностей данного исследования следует отметить быстрое, дозозависимое и прогрессирующее развитие интерстициаль-ного фиброза в областях легких, далеких от выявленных аггрегатов УНТ. Впоследствии те же исследователи провели похожий эксперимент [123], причем одна из групп мышей содержалась на диете с недостаточным поступлением витамина Е. ОУНТ (40 мкг на мышь, фарингеальная аспирация) вызвали через 24 часа острый воспалительный ответ с увеличением количества воспалительных клеток, полиморфноядерных лейкоцитов (ПЯЛ), высвобождением лактатдегидрогеназы (ЛДГ), повышением общего белка в лаважной жидкости и уровней провоспалительных цитокинов 1Ь-6 и ТМР-а. Фиброти-ческие изменения были охарактеризованы авторами как гранулематозная бронхоинтерстициальная пневмония. Все изменения, включая профиброти-ческие (ТвР-р через 7 дней после экспозиции, содержание коллагена, морфология тканей легких) были значительно более выражены в группе мышей с дефицитом витамина Е. Авторы предположили, что дефицит витамина Е обуславливает болеее сильный воспалительный ответ и выраженность фиброза.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Халиуллин, Тимур Оскарович, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Величковский Б.Т. Экологическая пульмонология. Роль свободноради-кальных процессов - Екатеринбург : 2001. - 85 с.

2. ГН 1.2.2633-10. Гигиенические нормативы содержания приоритетных наноматериалов в объектах окружающей среды. - Введ. 2010-05-25. - М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2011

3. ГОСТ Р 54578-2011. Воздух рабочей зоны. Аэрозоли преимущественно фиброгенного действия. Общие принципы гигиенического контроля и оценки воздействия. - Москва : Стандартинформ, 2012. - IV, 10 с.

4. Гусев A.A. Половые различия физиологического эффекта углеродного наноструктурного материала - перспективного носителя лекарственных препаратов в эксперименте на лабораторных мышах / A.A. Гусев, И.А. Полякова, А.Г. Ткачев и др. // Научные ведомости БелГУ. Серия: Естественные науки. - 2010. - №13. - С. 107-112

5. Доклад Global Markets and Technologies for Carbon Nanotubes. [Электронный ресурс] // Сайт: BCC Research. Market forecasting. URL: http://www.bccresearch.com/report/carbon-nantubes-markets-technologies-nan024e.html (дата обращения 08.06.13)

6. Радушкевич Л.В., Лукьянович В.М. О структуре углерода, образующегося при термическом разложении окиси углерода на железном контакте. // Журнал физической химии. - 1952. - 26. - С. 88-95

7. MP 1.2.0037-11. Контроль наноматериалов в воздухе. Утв. Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г. Онищенко 17 октября 2011 г. - [Электронный ресурс] Доступ из справ.-правовой системы "ГАРАНТ".

8. MP 1.2.2639-10. Использование методов количественного определения наноматериалов на предприятиях наноиндустрии. Утв. Руководителем

Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г. Онищенко 24 мая 2010 г. - [Электронный ресурс] Доступ из справ.-правовой системы "ГАРАНТ".

9. МУ 1.2.2520-09. Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности нанома-териалов. Утв. Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г. Онищенко 5 Июня 2009 г. - [Электронный ресурс] Доступ из справ.-правовой системы "ГАРАНТ".

10.MP 1.2.0024-11 Контроль наноматериалов, применяемых в химической промышленности. Утв. Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г. Онищенко 17 Июня 2011 г. - [Электронный ресурс] Доступ из справ.-правовой системы "ГАРАНТ".

11.MP 1.2.2566-09 Оценка безопасности наноматериалов in vitro и в модельных системах in vivo. Утв. Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г. Онищенко 10 Декабря 2009 г. - [Электронный ресурс] Доступ из справ.-правовой системы "ГАРАНТ".

12.МУ 1.2.2636-10. Проведение санитарно-эпидемиологической экспертизы продукции, полученной с использованием нанотехнологий и наноматериалов. Утв. Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г. Онищенко 24 мая 2010 г. - [Электронный ресурс] Доступ из справ.-правовой системы "ГАРАНТ".

13.МУК 4.1.2468-09. Измерение массовых концентраций пыли в воздухе рабочей зоны предприятий горнорудной и нерудной промышленности. Утв. Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г. Онищенко 2 февраля 2009 г. -[Электронный ресурс] Доступ из справ.-правовой системы "ГАРАНТ".

14.Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 53434-2009. Принципы надлежащей лабораторной практики. [Электронный ресурс]. Утв. Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 2 декабря 2009 г. №544-ст. - [Электронный ресурс] Доступ из справ.-правовой системы "ГАРАНТ".

15.Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 23 июля 2007 года N 54 "О надзоре за продукцией, полученной с использованием нанотехнологий и содержащей наноматериалы". - [Электронный ресурс] Доступ из справ.-правовой системы "ГАРАНТ".

16.Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 31 октября 2007 года N 79 "Об утверждении Концепции токсикологических исследований, методологии оценки риска, методов идентификации и количественного определения наноматериалов". -[Электронный ресурс] Доступ из справ.-правовой системы "ГАРАНТ".

17.Программная среда Я. [Электронный ресурс] URL:http://www.r-project.org/

18.Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны: Гигиенические нормативы. М.: Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ Минздрава России, 1998.

19.Рекомендация комиссии Евросоюза относительно определения термина «наноматериал». [Электронный ресурс] 1Л1Ь:Ьир://еиг-1ех.еигора.еи/Ьехип8егу/ЬехШ8егу.ао?ип=СЕЬЕХ:32011Н0696:ЕН:ЫОТ (Дата обращения: 15.10.2013)

20.Р 2.2.1766-03. Руководство по оценке профессионального риска для здоровья работников. Организационно-методические основы, принципы и критерии оценки. Утв. Главным государственным санитарным врачом, Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации Г.Г. Онищенко 24 июня 2003 г. - Доступ из справ.-правовой системы "ГАРАНТ".

21. Гигиенические требования к организации технологических процессов, производственному оборудованию и рабочему инструменту. СП 2.2.2.1327-03ю — [Электронный ресурс] Доступ из справ.-правовой системы "ГАРАНТ".

22.Федеральный закон от 26 июня 2008 года N 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений». - [Электронный ресурс] Доступ из справ.-правовой системы "ГАРАНТ".

23.Федеральный закон от 27 декабря 2002 года N 184-ФЗ «О техническом регулировании». - [Электронный ресурс] Доступ из справ.-правовой системы "ГАРАНТ".

24.Федеральный закон от 30 марта 1999 года N 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения». - [Электронный ресурс] Доступ из справ.-правовой системы "ГАРАНТ".

25.Шитиков В.К., Розенберг Г.С. Рандомизация и бутстреп: статистический анализ в биологии и экологии с использованием R. - Тольятти: «Кассандра», 2013. - 289 с.

26.Aschberger К. Review of carbon nanotubes toxicity and exposure - appraisal of human health risk assessment based on open literature. / K. Aschberger, H.J. Johnston, V. Stone, et al. // Crit Rev Toxicol. - 2010. - Vol. 40(9). - P. 759 -790.

27.Bandoh S. Sequential changes of KL-6 in sera of patients with interstitial pneumonia associated with polymyositis/dermatomyositis. / S. Bandoh, J. Fu-jita, Y. Ohtsuki et al. // AnnRheumDis. - 2000. - Vol.59(4). - P. 257 - 62.

28.Baron P.A., Maynard A.D., Foley M. Evaluation of aerosol release during the handling of unrefined single walled carbon nanotubes material. // NIOSH Report. NIOSH DART-02-191. - 2002.

29.Birch M.E. Occupational monitoring of particulate diesel exhaust by NIOSH method 5040. // Appl Occup Environ Hyg. - 2002. - Vol. 17(6). - P. 400 - 405.

30.Bonner J.C. Interlaboratory evaluation of rodent pulmonary responses to engineered nanomaterials: the NIEHS Nano GO Consortium. / J.C. Bonner, R.M. Silva, A.J. Taylor et al. // Environ Health Perspect. - 2013. - Vol.l21(6) . - P. 676 - 82.

31 .Bronikowski M.J., Gas-phase production of carbon single-walled nanotubes from carbon monoxide via the HiPco process: A parametric study. / M.J. Bronikowski, P. A. Willis, D.T. Colbert et al. // Journal of Vacuum Science Technology A: Vacuum Surf, and Films. - 2002. - Vol. 19. - P. 1800 - 1805.

32.Cai X., Ramalingam R., Wong H.S. Characterization of carbon nanotube protein corona by using quantitative proteomics. / X. Cai, R. Ramalingam, H.S. Wong // Nanomedicine. - 2013. - Vol. 9(5). - P. 583 - 93.

33.Carrero-Sanchez J.C. Biocompatibility and toxicological studies of carbon nanotubes doped with nitrogen. / J.C. Carrero-Sanchez, A.L. Elias, R. Mancilla // Nano Letters - 2006. - Vol.6(8). - P. 1609 - 16.

34.Cassell, A.M.; Raymakers, J.A.; Kong, J.; Dai, H.J., Large scale CVD synthesis of single walled carbon nanotubes. // J Phys Chem B. - 1999. - Vol. 103. - P. 6484 - 6492

35.Coleman, J.N.; Khan, U.; Blau, W.J.; Gun'ko, Y.K., Small but strong: A review of the mechanical properties of carbon nanotube-polymer composites. // Carbon. - 2006. - 44. - P. 1624 - 1652.

36.Collins P.G., Avouris P. Nanotubes for electronics. // Sci Am. - 2000. - Vol. 283(6). - P. 62 - 69.

37.Cooke W.E. Fibrosis of the Lungs due to the Inhalation of Asbestos Dust. // British Medical Journal. - 1924. - Vol.147.

38.Dahm M.M., Evans D.E., Schubauer-Berigan M.K., Birch M.E., Deddens J.A. Occupational exposure assessment in carbon nanotube and nanofiber primary and secondary manufacturers: mobile direct-reading sampling. // Ann Occup Hyg. - 2013. - Vol. 57(3) . - P. 328 - 344

39.Davoren M., Herzog E., Casey A. In vitro toxicity evaluation of single walled carbon nanotubes on human A549 lung cells. // Toxicol In Vitro. - 2007. -№21(3).-P. 438^148.

40.de Gabory L. Carbon nanotubes have a deleterious effect on the nose: the first in vitro data. / L. de Gabory, R. Bareille, R. Daculsi // Rhinology. - 2011. — Vol49(4). - P. 445-52.

41.de Winter-Sorkina R., Cassee F.R.. Multiple Path Particle Dosimetry Model (MPPD v 1.0): A Model for Human and Rat Airway Particle Dosimetry. National Institute for Public Health and the Environment (RIVM) Report; Bilt-hoven, Netherlands, 2002.

42.Donaldson K. Carbon nanotubes: a review of their properties in relation to pulmonary toxicology and workplace safety. / K. Donaldson, R. Aitken, L. Tran et al. // Toxicol Sci. - 2006. - Vol. 92(1). - P. 5 - 22.

43.Drent M., Cobben N.A.M., Henderson R.F. Usefulness of lactate dehydrogenase and its isoenzymes as indicators of lung damage or inflammation. // Eur Respir J. - 1996. - Vol. 9. - PP. 1736 - 1742.

44.Drew, R.T., Kuschner, M., Bernstein, D.M. The chronic effects of exposure of rats to sized glass fibres. // Ann. Occup. Hyg. -1987. - Vol. 31. - P. 711 -729.

45.Erdely A. Cross-talk between lung and systemic circulation during carbon nanotube respiratory exposure. Potential biomarkers. / A. Erdely, T. Hulder-man, R. Salmen et al. // Nano Letters - 2009. - Vol.9(l). - P. 36 - 43.

46.Flahaut E., Peigney A., Laurent Ch. Double-walled carbon nanotubes in composite powders. // J Nanosci Nanotechnol. - 2003. - Vol.3(l-2) . - P. 151 - 158.

47.Fujitani T. Teratogenicity of multi-wall carbon nanotube (MWCNT) in ICR mice. / T. Fujitani, K. Ohyama, A. Hirose et al.// Journal of Toxicological Sciences. - 2012. - Vol. 37(1) . - P. 81 - 89.

48.Ghosh M., Chakraborty A., Bandyopadhyay M., Mukherjee A. Multi-walled carbon nanotubes (MWCNT): induction of DNA damage in plant and mammalian cells. // Journal of Hazardous Materials. - 2011. - Vol. 197. - P. 327 - 36.

49.Greim H. Toxicity of fibers and particles. Report of the workshop held in Munich, Germany 26-27 October 2000. / H. Greim, P. Borm, R. Schins et al. // In-hal Toxicol. - 2001. - Vol. 13(9). - PP.737-54.

50.Grubek-Jaworska H. Preliminary results on the pathogenic effects of intratracheal exposure to one-dimensional nanocarbons. / H. Grubek-Jaworska, P. Nejman, K. Czuminska et al. // Carbon. - 2006. - Vol. 44. - P. 1057 - 1063.

51.Han J.H. Monitoring multiwalled carbon nanotube exposure in carbon nanotube research facility. / J.H. Han, E.J. Lee, J.H. Lee et al.// Inhal Toxicol. - 2008. -Vol. 20(8).-P. 741-749.

52.He X. Multiwalled carbon nanotubes induce a fibrogenic response by stimulating reactive oxygen species production, activating NF-kB signaling, and promoting fibroblast-to-myofibroblast transformation. / X. He, S.H. Young, D. Schwegler-Berry et al. // Chem Res Toxicol. - 2011. - Vol. 24(12). - P. 2237 -2248.

53.Herzog E. Dispersion medium modulates oxidative stress response of human lung epithelial cells upon exposure to carbon nanomaterial samples. / E. Herzog, H.J. Byrne, M. Davoren et al.// Toxicol Appl Pharmacol. - 2009. - Vol. 236(3).-P. 276-281.

54.Hirano S., Fujitani Y., Furuyama A., Kanno S. Uptake and cytotoxic effects of multi-walled carbon nanotubes in human bronchial epithelial cells. // Toxicol Appl Pharmacol. - 2010.-Vol.249(l) .-P. 8-15.

55.Hirano S., Kanno S, Furuyama A. Multi-walled carbon nanotubes injure the plasma membrane of macrophages. // Toxicol Appl Pharmacol. - 2008. - Vol. 232(2).-P. 244-51.

56.Hu X. In vitro evaluation of cytotoxicity of engineered carbon nanotubes in selected human cell lines. / X. Hu, S. Cook, P. Wang et al.// Sci Total Environ. — 2010.-Vol. 408(8).-P. 1812-1817.

57.Human respiratory tract model for radiological protection. A report of a Task Group of the International Commission on Radiological Protection. // Ann ICRP. - 1994. - Vol.24(1-3). - P. 1-482.

58.Huzcko A. Physiological testing of carbon nanotubes: are they asbestos-like? / A. Huzcko, H. Lange, E. Calko et al. // Fullerene Sci Technol. - 1997. - Vol. 9. -P. 251-254.

59.IARC (International Agency for Research on Cancer). Manmade Vitreous Fibres. IARC Monogr Eval Carcinog Risks Hum. - 2002. - Vol.81. - P. 1-418. 60.1ijima S. Helical microtubules of graphitic carbon. // Nature. - 1991. - Vol. 354.-P. 56-58.

61.lives M., Rydman E., Savolainen K., Alenius H. Rigid rod-like carbon nanotubes induce signs of allergic asthma. // 2-й Международной школы конференции ANNT-2013, 15-19 Августа 2013, Листвянка, Иркутская область, Россия: сборник тезисов под редакцей Ведягина А., Новосибирск, Россия.

- 192 с.

62 Jia G. Cytotoxicity of carbon nanomaterials: single-wall nanotube, multi-wall nanotube, and fullerene. / G. Jia, H. Wang, L. Yan et al. // Environ Sci Technol.

- 2005. - Vol.39(5) . - P. 1378-1383.

63.Jones P.W., Quirk F.H., Baveystock C.M. The St George's Respiratory Questionnaire. // Respir Med. - 1991. - Vol.85 Suppl B. - P. 25-37.

64.Joseph G. Industrial hygiene air monitoring report. // DuPont Co. internal report. - 2002.

65.Jose-Yacaman, M.; Miki-Yoshida, M.; Rendon, L.; Santiesteban, J. G. Catalytic growth of carbon microtubules with fullerene structure. // Appl. Phys. Lett. -1993.-Vol. 62 (6).-P. 657.

66.Kagan V.E. Direct and indirect effects of single walled carbon nanotubes on RAW 264.7 macrophages: role of iron. / V.E. Kagan, Y.Y. Tyurina, V.A. Tyu-rin et al. // Toxicol Lett. - 2006. - Vol. 165(1) . - P. 88-100.

67.Kang S., Mauter M.S., Elimelech M. Microbial cytotoxicity of carbon-based nanomaterials: implications for river water and wastewater effluent. // Environ Sci Technol. - 2009. - Vol.43(7) . - P. 2648-2653.

68.Kanno J., Takagi A., Nishimura T., Hlrose A. Mesothelioma induction by micrometer-sized multi-walled carbon nanotube intraperitoneally injected to p53 heterozygous mice.//The toxicologist. Salt Lake City, Utah: Oxford University Press.-2010.-P.1397.

69.Kato T. Genotoxicity of multi-walled carbon nanotubes in both in vitro and in vivo assay systems. / T. Kato, Y. Totsuka, K. Ishino et al. // Nanotoxicology. -2013. - Vol. 7(4) . - P. 452-461.

70.Kim J.S. Toxicogenomic comparison of multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs) and asbestos. / J.S. Kim, K.S. Song, J.K. Lee et al. // Arch Toxicol.

- 2012. - Vol.86. - P.553-562.

71.Kondo T. KL-6 concentration in pulmonary epithelial lining fluid is a useful prognostic indicator in patients with acute respiratory distress syndrome. / T. Kondo, N. Hattori, N. Ishikawa et al.// RespirRes. - 2011. - Vol. 22. - P. 12-32.

72.Kubiczkova L., Sedlarikova L., Hajek R., Sevcikova S. TGF-|3 - an excellent servant but a bad master. // J Transl Med. - 2012. - Vol. 10. - 183.

73.Lakatos H.F. Oropharyngeal aspiration of a silica suspension produces a superior model of silicosis in the mouse when compared to intratracheal instillation. / H.F. Lakatos, H.A. Burgess, T.H. Thatcher et al. // Exp Lung Res. - 2006. -Vol. 32(5).-P. 181-199.

74.Lam C. W., James J.T., McCluskey R., Hunter R.L. Pulmonary toxicity of single-wall carbon nanotubes in mice 7 and 90 days after intratracheal instillation. // Toxicol Sci. - 2004. - Vol. 77(1). - P. 126-34.

75.Lee Y.J., Kim H.T., Lee K.W. Development of monitoring technology for airborne particulate matter. // Environmental Monitoring and Assessment - 2001.

- Vol.70(l-2). - P.3-20.

76.Li J.G. Comparative study of pathological lesions induced by multiwalled carbon nanotubes in lungs of mice by intratracheal instillation and inhalation. /

J.G. Li, W.X. Li, J.Y. Xu et al. // Environ Toxicol. - 2007 Aug. - Vol.22(4). -P.415-21.

77.Liou S.H. Pilot study of health hazards among engineered nanoparticles manufacturing workers. / S.H. Liou, M.H. Lin, C.H. Hsu et al. // Journal of Occupational and Environmental Medicine. - 2010. - vol. 60. - P.A100.

78.Lux Research. The Nanotech Report. 5th ed; New York. - NY: Lux Research. -2007.

79.Endo M., Oberlin A., Koyam T. High resolution electron microscope observations of graphitized carbon fibers // Carbon. - 1976. - Vol. 14, No. 2. - P. 133 — 135.

80.Ma-Hock L. Inhalation toxicity of multiwall carbon nanotubes in rats exposed for 3 months. / L. Ma-Hock, S. Treumann, V. Strauss et al. // Toxicol Sci. -2009. - Vol. 112(2). - P.468-81.

81.Mangum J.B. Single-walled carbon nanotube (SWCNT)-induced interstitial fibrosis in the lungs of rats is associated with increased levels of PDGF mRNA and the formation of unique intercellular carbon structures that bridge alveolar macrophages in situ. / J.B. Mangum, E.A. Turpin, A. Antao-Menezes et al. // Part Fibre Toxicol. 2006 Nov 29;3:15.

82.Maynard A.D. Exposure to carbon nanotube material: Aerosol release during the handling of unrefined single-walled carbon nanotube material. / A.D. Maynard, P.A. Baron, M. Foley et al. // Journal of Toxicology and Environmental Health A. - 2004. - Vol.67. - P. 87-107.

83.Mercer R.R. Pulmonary fibrotic response to aspiration of multi-walled carbon nanotubes. [Электронный ресурс] / R.R. Mercer, A.F. Hubbs, J.F. Scabilloni et al. // Part Fibre Toxicol. - 2011 Jul 22. - Vol.8:21. URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3152886/(дата обращения: 06.08.2012).

84.Mercer R.R. Alteration of deposition pattern and pulmonary response as a result of improved dispersion of aspirated single-walled carbon nanotubes in a mouse

model. / R.R. Mercer, J. Scabilloni, L. Wang et al. / Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. - 2008. - Vol.294(l). - P. L87-97.

85.Methner M., Hodson L., Geraci C. Nanoparticle emission assessment technique (NEAT) for the identification and measurement of potential inhalation exposure to engineered nanomaterials—part A. // J Occup Environ Hyg. - 2010. -Vol.7(3). - P.127-32.

86.Methner M.M. Identification and characterization of potential sources of worker exposure to carbon nanofibers during polymer composite laboratory operations. / M.M. Methner, M.E. Birch, D.E. Evans et al. // J Occup Environ Hyg. -2007. - Vol.4(12). - P. D125-130.

87.Methner M.M. Engineering case reports. Effectiveness of local exhaust ventilation (LEV) in controlling engineered nanomaterial emissions during reactor cleanout operations. // J Occup Environ Hyg. - 2008. - Vol. 5(6). - P.63-9.

88.Migliore L. Carbon nanotubes induce oxidative DNA damage in RAW 264.7 cells. / L. Migliore, D. Saracino, A. Bonelli et al. // Environ Mol Mutagen. -2010. - Vol.51(4). - P. 294-303.

89.Mitchell L.A. Pulmonary and systemic immune response to inhaled multiwalled carbon nanotubes. / L.A. Mitchell, J. Gao, R.V. Wal et al. // Toxicol Sci. -2007. - Vol.lOO(l). - P. 203-214.

90.Mitchell L.A., Lauer F.T., Burchiel S.W., McDonald J.D. Mechanisms for how inhaled multiwalled carbon nanotubes suppress systemic immune function in mice. // Nat Nanotechnol. - 2009. - Vol.4(7). - P.451-456.

91 .Monteiro-Riviere N.A. Multi-walled carbon nanotube interactions with human epidermal keratinocytes. / N.A. Monteiro-Riviere, R.J. Nemanich, A.O. Inman et al. // Toxicol Lett. - 2005. - Vol.l55(3). - P.377-84.

92.Morimoto Y. Inhalation Toxicity Assessment of Carbon-Based Nanoparticles. / Y. Morimoto, M. Horie, N. Kobayashi et al. [Электронный ресурс] // Acc Chem Res. - 2012 May 11.

URL:http://pubs.acs.org/doi/abs/l 0.102 l/ar20031 lb (дата обращения: 18.02.2013).

93.Mossman, B.T., Churg, A. Mechanisms in the pathogenesis of asbestosis and silicosis. // Am. J. Respir. Crit. Care Med. - 1998. - Vol.157. - P. 1666-1680.

94.Muller J. Structural defects play a major role in the acute lung toxicity of multiwall carbon nanotubes: toxicological aspects. / J. Muller, F. Huaux, A. Fonse-ca et al. // Chem Res Toxicol. - 2008. - Vol.21(9). - P.1698-1705.

95.Muller J. Respiratory toxicity of multi-wall carbon nanotubes. / J. Muller, F. Huaux, N. Moreau et al. // Toxicology and Applied Pharmacology. - 2005 15. -Vol.207(3). -P.221-231.

96.Murr L.E. Cytotoxicity assessment of some carbon nanotubes and related carbon nanoparticle aggregates and the implications for anthropogenic carbon nanotube aggregates in the environment. / L.E. Murr, K.M. Garza, K.F. Soto et al. // International Journal of Environmental Research and Public Health. -2005.-Vol. 2(1).-P. 31-42.

97.Murr L.E. Carbon nanotubes, nanocrystal forms, and complex nanoparticle aggregates in common fuel-gas combustion sources and the ambient air. / L.E. Murr, J.J. Bang, E.V. Esquivel et al. // Journal of Nanoparticle Research. -2004. - Vol. 6 (2/3). - P. 241-251.

98.Risk assessment of manufactured nanomaterials: carbon nanotubes (CNTs). // NEDO project (P06041) "Research and Development of Nanoparticle Characterization Methods". - Nakanishi J. (ed).; 2011.

99.Risk assessment of manufactured nanomaterials: "Approaches"—Overview of approaches and results. // NEDO project (P06041) "Research and Development of Nanoparticle Characterization Methods.". - Nakanishi J.; 2011.

100. Nanocyl. Responsible care and nanomaterials case study Nanocyl. // [электронный ресурс] Презентация на конференции European Responsible Care Conference, Брюсель, Belgium: The European Chemical Industry Council (CEFIC).

URL:http://www.cefic.org/Documents/ResponsibleCare/04_Nanocyl.pdf

101. Nau G.J. A chemoattractant cytokine associated with granulomas in tuberculosis and silicosis. / G.J. Nau, P.Guilfoile, G.L. Chupp et al. // Proc Natl Acad Sci USA. - 1997. - Vol. 94. - P. 6414-6419

102. Nel A., Xia Т., Madler L., Li N. Toxic potential of materials at the nanolev-el. // Science. - 2006. - Vol.311(5761). - P. 622-627.

103. NIOSH Current intelligence bulletin 65. Occupational exposure to carbon nanotubes and nanofibers. [Электронный ресурс] URL:http://www.cdc.gov/niosh/docs/2013-145/pdfs/2013-145.pdf (дата обращения 06.08.2013)

104. NIOSH Current intelligence bulletin. Occupational exposure to carbon nanotubes and nanofibers. [Электронный ресурс]

http://www.cdc.gov/niosh/docket/review/docketl 61 a/pdfs/carbonNanotubeCIB _PublicReviewOfDraft.pdf (дата обращения 12.12.12)

105. Nygaard U.C. Single-walled and multi-walled carbon nanotubes promote allergic immune responses in mice. / U.C. Nygaard, J.S. Hansen, M. Samuelsen et al. // Toxicological Sciences. - 2009. - Vol.l09(l). - P. 113-123.

106. Oberdorster, G., Oberdorster, E., Oberdorster, J. Nanotoxicology: an emerging discipline evolving from studies of ultrafine particles. // Environ. Health Perspect. - 2005. - Vol.113. - P. 823-839.

107. Paggiaro P.L. Sputum induction / P.L. Paggiaro, P. Chanez, O. Holz et al. // Eur Respir J Suppl. - 2002. - Vol.37. - P.3s-8s.

108. Palomaki J. Long, needle-like carbon nanotubes and asbestos activate the NLRP3 inflammasome through a similar mechanism. / J. Palomaki, E. Valimaki, J. Sund et al. // ACS Nano. - 2011. - Vol.5(9). - P. 6861-6870.

109. Palomaki J. Engineered nanomaterials cause cytotoxicity and activation on mouse antigen presenting cells. / J. Palomaki, P. Karisola, L. Pylkkanen et al. // Toxicology. - 2010. - Vol.67(l-3). - P. 125-131.

110. Park E.K., Thomas P.S., Johnson A.R., Yates D.H. Osteopontin levels in an asbestos-exposed population. // Clin Cancer Res. - 2009. - Vol.l5(4). - P. 1362-1366.

111. Pass H.I. Asbestos exposure, pleural mesothelioma, and serum osteopontin levels. / H.I. Pass, D. Lott, F.N. Lonardo et al. //English Journal of Medicine. -2005. - Vol.353(15). - P. 1564-1573.

112. Pauluhn J. Multi-walled carbon nanotubes (Baytubes): approach for derivation of occupational exposure limit. // Regul Toxicol Pharmacol. - 2010. - Vol. 57(1).-P. 78-89.

113. Peng B. Measurements of near-ultimate strength for multiwalled carbon nanotubes and irradiation-induced crosslinking improvements. / B. Peng; M. Locascio, P. Zapol et al. // Nature Nanotechnology. - 2008. - Vol. 3(10). - P. 626-631.

114. Poland C.A. Carbon nanotubes introduced into the abdominal cavity of mice show asbestos-like pathogenicity in a pilot study. / C.A. Poland, R. Duffin, I. Kinloch et al. // Nat Nanotechnol. - 2008. - Vol. 3(7). - P. 423-428.

115. Popov V.N. Carbon nanotubes: properties and application. // Materials Science and Engineering. - 2004. - Vol.43. - P. 61 -102.

116. Porter D.W. Mouse pulmonary dose- and time course-responses induced by exposure to multi-walled carbon nanotubes. / D.W. Porter, A.F. Hubbs, R.R. Mercer et al. // Toxicology. - 2010. - Vol.269(2-3). - P. 136-147.

117. Pulskamp K., Diabate S., Krug H.F. Carbon nanotubes show no sign of acute toxicity but induce intracellular reactive oxygen species in dependence on contaminants. // Toxicol Lett. - 2007. - Vol. 168(1). - P. 58-74.

118. Ryman-Rasmussen J.P. Inhaled carbon nanotubes reach the subpleural tissue in mice. / J.P. Ryman-Rasmussen, M.F. Cesta, A.R. Brody et al. // Nat Nanotechnol. - 2009. - Vol.4(l 1). - P.747-751.

119. Sargent L.M., Reynolds S.H., Castranova V. Potential pulmonary effects of engineered carbon nanotubes: in vitro genotoxic effects. // Nanotoxicology. -2010.-Vol.4.-P. 396-408.

120. Sharma V. DNA damaging potential of zinc oxide nanoparticles in human epidermal cells. / V. Sharma, R.K. Shukla, N. Saxena et al. // Toxicol Lett. -2009. - Vol. 185(3). - P. 211-218.

121. Shiels M.S. Circulating markers of interstitial lung disease and subsequent risk of lung cancer. / M.S. Shiels, A.K. Chaturvedi, H.A. Katki et al. // Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. - 2011. - Vol.20(10). - P. 2262-2272.

122. Shvedova A.A. Inhalation vs. aspiration of single-walled carbon nanotubes in C57BL/6 mice: inflammation, fibrosis, oxidative stress, and mutagenesis. / A.A. Shvedova, E. Kisin, A.R. Murray et al. // Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. - 2008. - Vol.295(4). - P. 552-565.

123. Shvedova A.A. Vitamin E deficiency enhances pulmonary inflammatory response and oxidative stress induced by single-walled carbon nanotubes in C57BL/6 mice. / Shvedova A.A., Kisin E., Murray A.R. et al.// Toxicol Appl Pharmacol. - 2007. - Vol. 221(3). - P. 339-348.

124. Shvedova A.A. Exposure to carbon nanotube material: assessment of nanotube cytotoxicity using human keratinocyte cells. / A.A. Shvedova, V. Castranova, E.R. Kisin et al. // J Toxicol Environ Health A. - 2003. -

Vol.66(20). -P.1909-1926.

125. Shvedova A.A. Impaired clearance and enhanced pulmonary inflammato-ry/fibrotic response to carbon nanotubes in myeloperoxidase-deficient mice. / A.A. Shvedova, A.A. Kapralov, W.H. Feng et al. //PLoS One. - 2012. -Vol.7(3). [Электронный ресурс]

URL:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3316527/ (дата обращения 06.08.13)

126. Shvedova A.A. Unusual inflammatory and fibrogenic pulmonary responses to single-walled carbon nanotubes in mice. / A.A. Shvedova, E.R. Kisin, R. Mercer et al. // Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol. - 2005. - Vol. 289. -P. 698-708.

127. Snyder-Talkington B.N. Multi-walled carbon nanotubes induce human microvascular endothelial cellular effects in an alveolar-capillary co-culture with small airway epithelial cells. / B.N. Snyder-Talkington, D. Schwegler-Berry, V. Castranova et al. // Part Fibre Toxicol. - 2013. -Vol. 1. - P. 10-35.

128. Srivastava R.K. Multi-walled carbon nanotubes induce oxidative stress and apoptosis in human lung cancer cell line-A549. / R.K. Srivastava, A.B. Pant, M.P. Kashyap et al. // Nanotoxicology. - 2011. - Vol. 5(2). - P. 195- 207.

129. Stone K.C. Allometric relationships of cell numbers and size in the mammalian lung. / K.C. Stone, R.R. Mercer, P. Gehr et al. // Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. - 1992. - Vol.6. - P.235-243.

130. Tabet L. Adverse effects of industrial multiwalled carbon nanotubes on human pulmonary cells. / L. Tabet, C. Bussy, N. Amara // J Toxicol Environ Health A. - 2009. - Vol. №72(2). -P. 60-73.

131. Takagi A. Induction of mesothelioma in p53+/- mouse by intraperitoneal application of multi-wall carbon nanotube. / A. Takagi, A. Hirose, T. Nishimura // Journal of Toxicological Sciences - 2008. - Vol.33(l). - P. 105-16.

132. Takahashi T., Munakata M., Suzuki I., Kawakami Y. Serum and bron-choalveolar fluid KL-6 levels in patients with pulmonary alveolar proteinosis. // Am. J. Respir. Crit. Care Med. - 1998. - Vol. 158 no. 4. - P. 1294-1298

133. Tian F., Cui D., Schwarz H., Estrada G.G., Kobayashi H. Cytotoxicity of single-wall carbon nanotubes on human fibroblasts. // Toxicol In Vitro. - 2006. - Vol.№20(7). - P. 1202-1212

134. Tong H. Influence of acid fimctionalization on the cardiopulmonary toxicity of carbon nanotubes and carbon black particles in mice. / H. Tong, J.K. McGee, R.K. Saxena // Toxicology and Applied Pharmacology. - 2009. -Vol.l5;239(3). - P. 224-32.

135. Warheit D.B. Comparative pulmonary toxicity assessment of single-wall carbon nanotubes in rats. / D.B. Warheit, B.R. Laurence, K.L. Reed // Toxicological Sciences. - 2004. - Vol.77. - P. 117-125

136. Weinkauf H., Brehm-Stecher B.F. Enhanced dark field microscopy for rapid artifact-free detection of nanoparticle binding to Candida albicans cells and hy-phae. // Biotechnol J. - 2009. - Vol.4(6). - P.871-879

137. WHO. Reference Methods for Measuring Airborne Man-Made Mineral Fibers. Environmental Health Series 4. Copenhagen:World Health Organization, 1985

138. Wick P. The degree and kind of agglomeration affect carbon nanotube cytotoxicity. / P. Wick, P. Manser, L.K. Limbach //Toxicol Lett. - 2007. -Vol. 168(2).-P. 121-31.

139. William I.G.; Dewar R.A. Flame Ionization Detector for Gas Chromatography.//Nature. - 1958.-Vol.181 (4611). -P.760

140. Wu M. Case report: Lung disease in World Trade Center responders exposed to dust and smoke: carbon nanotubes found in the lungs of World Trade Center patients and dust samples. / M. Wu, R.E. Gordon, R. Herbert et. al. // Environmental Health Perspectives - 2010. - Vol.118(4). - P. 499-504.

141. Wynn T.A. Fibrotic disease and the T(H)1/T(H)2 paradigm. // Nat Rev Immunol. - 2004. - Vol.4(8). - P.583-94.

142. Lakatos H.F. Oropharyngeal aspiration of a silica suspension produces a superior model of silicosis in the mouse when compared to intratracheal instillation. / H.F. Lakatos, H.A. Burgess, T.H. Thatcher et.al. // Exp Lung Res. -2006. - Vol.32(5). - P. 181-99.