Исследователи из Дрезденского технического университета, Лейпцигского центра им. Гельмгольца по проблемам окружающей среды и Фраунгоферовского института керамических технологий и систем изучали воздействие частиц карбида вольфрама и смеси карбида вольфрама с кобальтом величиной до 150 нм на культуры легочных, кожных и кишечных клеток человека, а также клеток головного мозга крысы.

Клетка центральной нервной системы (глиоцит) с включениями частиц карбида вольфрама. Увеличение в 12 500 раз. Фото: Armin Springer, Max Bergmann Center of Biomaterials, Technische Universitat Dresden

Карбид вольфрама, благодаря особой твердости, применяется прежде всего в изготовлении инструментов. Добавление кобальта повышает жесткость этого материала. При этом в местах производства инструментов в воздухе и на поверхностях может содержаться значительное количество наноразмерной пыли этого материала, воздействие которой до сих пор не было изучено. Между тем, прежде чем допускать к массовому применению тот или иной материал, дающий нанопыль, необходимо выяснить возможные риски воздействия этого материала на здоровье человека и на окружающую среду.

Химико-физические исследования подтвердили, что как частицы карбида вольфрама, так и частицы смеси его с кобальтом стабилизируются альбуминами и сывороткой, содержащихся в питательных растворах. Это важный вывод, поскольку частицы столь малых размеров могут оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека. При добавлении альбумина в питательный раствор в лаборатории возникают условия, приближенные к натуральным. С помощью методов электронной микроскопии было доказано проникновение частиц в исследуемые клетки. Дальнейшие биологические исследования показали, что наночастицы карбида вольфрама сами по себе практически не токсичны, в то время как смеси этих частиц с кобальтом в определенных концентрациях становятся токсичными. При этом токсичность таких смесей оказалась выше, чем токсичность «чистых» ионов кобальта в тех же концентрациях. Почему это так, пока не совсем ясно. Возможно, наночастицы действуют как «троянский конь», повышая восприимчивость клетки к ядовитым ионам кобальта. Ученые намерены продолжать исследование воздействия фактора величины частиц и эффектов смеси на состояние клеток, с тем чтобы как можно точнее определить степень опасности этих наночастиц для здоровья.

Результаты этого и других исследований будут обсуждаться на симпозиуме, посвященному нанотехнологиям и токсичности для окружающей среды и здоровья человека, который пройдет 18-19 марта 2009 г. в Лейпцигском центре им. Гельмгольца по проблемам окружающей среды. Это будет итоговое мероприятие в рамках трехлетнего исследовательского проекта INOS («Идентификация и оценка рисков для здоровья и окружающей среды со стороны технических наночастиц»), посвященного изучению частиц алмаза, карбида вольфрама, диоксида титана, нитрида титана, кобальта, платины, керамико-металлических смесей, а также углеродных нанотрубок и копоти. Проект финансируется федеральным министерством образования и науки Германии наряду с двумя другими родственными проектами (NanoCare и TRACER). Общий объем финансирования — 7.6 млн евро.