近年来,随着纳米技术的兴起和快速发展,纳米材料越来越广泛地应用于机械化工、信息技术、环境保护、生物医学等社会生活的各个领域,环境中天然存在的纳米颗粒和人造的纳米颗粒污染也越来越多,从原料开采、产品的生产到使用中的磨损和消耗,都会造成纳米颗粒在环境中的释放,引起职业人群、普通人群乃至整个生态系统的暴露。
众所周知,在纳米尺度下,由于纳米材料尺寸在1 ~ 100 nm 之间,它具有特有的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等,从而呈现出既不同于其分子形式、也不同于其宏观大块材料的物理化学性质。这些小尺寸的纳米材料与生物体中的细胞或蛋白质分子尺寸相当,甚至更小,但它们所产生的化学和生物效应与其化学成分相同的常规材料会有很大不同。所以,人们普遍担心纳米颗粒进入生物体后,可表现出特殊的生物学性质,产生某些特殊的毒性。在应用纳米材料的同时,人们也在更多地关注纳米材料对人类健康和环境可能产生的影响。目前,已经有一大批科学家把纳米材料的生物安全性问题研究提上了日程。
纳米二氧化钛TiO2由于具有良好的热稳定性、耐化学腐蚀性和光学催化特性等,目前已被大力地开发生产和应用,是目前国内产量最高、需求最大、应用领域最广泛的纳米材料之一。纳米二氧化钛TiO2广泛用于涂料(48%) 、塑料(19%) 、树脂(10%) 、造纸(8%) 、纤维(3%) 、橡胶(2%) 、其他(10%) 如废水处理、杀菌、医药、日化、食品、陶瓷、化妆品等与人们的日常生活息息相关的行业,纳米二氧化钛TiO2的大量生产及其在众多领域的广泛应用,使得我们不可避免地大量接触纳米二氧化钛TiO2,因此其毒性也得到越来越广泛的关注。虽然到目前为止有关其毒性研究的相关资料已经有很多,但还没有关于纳米TiO2流行病学方面的研究,而且大多研究只侧重某一种暴露途径或对某个特定部位产生的影响,缺乏各种不同暴露途径的体内外毒性研究的对比数据,对其生物安全性尚未进行较为全面系统的评价。
通过实验分析得出的主要结论是: (1) 纳米二氧化钛TiO2粒径尺寸越小,越容易进入细胞,对细胞的毒性越大,颗粒数目超出一定的范围也能引起毒性。(2) 纳米二氧化钛TiO2经不同的暴露途径作用于生物体对机体的影响不同,毒作用的主要器官及损伤程度存在较大差异。(3) 纳米二氧化钛TiO2在较低浓度范围内体内体外毒性均较低。因此,将纳米二氧化钛TiO2颗粒应用于体内时,应将其控制在有效浓度范围内使用。(4) 纳米二氧化钛TiO2的体内毒性研究结果与体外细胞毒性研究结果不太一致,因此体外的研究结果不能完全代表其体内毒性。
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