******************************************************************* * П Р О Б Л Е М Ы Х И М И Ч Е С К О Й Б Е З О П А С Н О С Т И * ******************************************************************* **** Х И М И Я * И * Ж И З Н Ь *************** ******************************************************************* ** Сообщение UCS-INFO.1814, 29 декабря 2007 г. * ******************************************************************* Нано-будущее ОНИЩЕНКО ПРИГЛЯДЕЛСЯ И К НАНО-МАТЕРИАЛАМ ГЛАВНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ САНИТАРНЫЙ ВРАЧ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ П О С Т А Н О В Л Е Н И Е 31.10.2007 N 79 Об утверждении Концепции токсикологических исследований, методологии оценки риска, методов идентификации и количественного определения наноматериалов В соответствии с Федеральным законом от 30.03.1999 52-ФЗ "О санитарно- эпидемиологическом благополучии населения" (Собрание законодательства Российской Федерации, 1999, 14, ст. 1650; 2002, 1 (ч.1), ст.1; 2003, 2, ст.167; 27 (ч.1), ст.2700; 2004, 35, ст.3607; 2005, 19, ст.1752; 2006, 1, ст.10; 2006, 52 (ч. 1), ст. 5498; 2007, 1 (ч. 1), ст. 21; 2007, 1 (1 ч.), ст. 29; 2007, 27, ст. 3213, .2007, 46, ст. 5554) ПОСТАНОВЛЯЮ: 1. Утвердить Концепцию токсикологических исследований, методологии оценки риска, методов идентификации и количественного определения наноматериалов (Приложение ). 2. Руководителям Управлений Роспотребнадзора по субъектам Российской Федерации, главным врачам ФГУЗ "Центр гигиены и эпидемиологии в субъектах Российской Федерации": 2.1. При проведении санитарно-эпидемиологической экспертизы и государственной регистрации продукции, полученной с использованием нанотехнологии или содержащей наноматериалы и организации государственного санитарно-эпидемиологического надзора в организациях использующих нанотехнологии и наноматериалы использовать основные положения Концепции; 2.2. С учетом положений Концепции усилить работу с руководителями хозяйствующих субъектов, направленную на разъяснение необходимости размещения в информации для потребителей сведений об использовании при изготовлении продукции нанотехнологий или наноматериалов. 3. Управлению организации службы государственной регистрации и лицензирования организовать ведение регистра наночастиц и наноматериалов в рамках федерального регистра потенциально опасных химических и биологических веществ. 4. Руководителям хозяйствующих субъектов при направлении продукции с использованием наноматериалов на санитарно-эпидемиологическую экспертизу руководствоваться требованиями приказа Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека от 19.07.2007 224 "О санитарно-эпидемиологических экспертизах, обследованиях исследованиях, испытаниях и токсикологических гигиенических и иных видах оценок" (зарегистрирован Минюстом России 20.07.2007 N 9866). 5. Контроль за исполнением постановления возложить на заместителя руководителя Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Л.П.Гульченко. Г.Г.Онищенко http://www.rospotrebnadzor.ru/docs/decision/?id=1532 Приложение УТВЕРЖДЕНА постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 31 октября 2007 г. N 79 КОНЦЕПЦИЯ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ, МЕТОДОЛОГИИ ОЦЕНКИ РИСКА, МЕТОДОВ ИДЕНТИФИКАЦИИ И КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАНОМАТЕРИАЛОВ. Разработана: Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Г.Г.Онищенко, Б.Г. Бокитько), Научно-исследовательским институтом питания РАМН (В.А.Тутельян, В.В.Бессонов, М.М. Гаппаров, И.В. Гмошинский, С.А.Хотимченко, С.А.Шевелева), Научно-исследовательским институтом эпидемиологии и микробиологии им. Почетного академика Н.Ф.Гамалеи РАМН (А.Л.Гинцбург, Б.С. Народицкий), Научно-исследовательским институтом биомедицинской химии им.В.Н.Ореховича РАМН (А.И. Арчаков), Научно-исследовательским институтом экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н.Сысина РАМН (Ю.А. Рахманин), Научно-исследовательским институтом медицины труда РАМН (Н.Ф. Измеров), Государственным научный центром Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем РАН (А.И. Григорьев), Московским государственным университетом Минобрнауки России (М.П. Кирпичников, К.В. Шайтан), Центральным научно-исследовательским институтом эпидемиологии Роспотребнадзора (В.И. Покровский), Федеральным научным центром гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана Роспотребнадзора (А.И. Потапов). I. ВВЕДЕНИЕ В настоящее время всё возрастающее внимание во всем мире уделяется перспективам развития нанотехнологий, то есть технологий направленного получения и использования веществ и материалов в диапазоне размеров до 100 нанометров. Особенности поведения вещества в виде частиц таких размеров, свойства которых во многом определяются законами квантовой физики, открывают широкие перспективы в целенаправленном получении материалов с новыми свойствами, такими как уникальная механическая прочность, особые спектральные, электрические, магнитные, химические, биологические характеристики. Такие материалы могут найти и уже находят применение в микроэлектронике, энергетике, строительстве, химической промышленности, научных исследованиях. Уникальные свойства наноматериалов и их биологическая активность могут быть использованы, в частности, для адресной доставки лекарственных препаратов, для борьбы с онкологическими заболеваниями и инфекциями, для целей генной и молекулярной инженерии, для улучшения качества окружающей среды, в парфюмерно-косметической и пищевой промышленности и многих других областях применения. Использование нанотехнологий и наноматериалов бесспорно является одним из самых перспективных направлений науки и техники в ХХI веке. Учитывая, что в перспективе ожидается тесный контакт человека и других биологических объектов с наноматериалами изучение вопросов потенциальных рисков их использования представляется первостепенной задачей. За рубежом проблема безопасности наноматериалов в настоящее время выдвигается на первый план. Такие исследования проводятся в США (FDA), Евросоюзе, а также в ряде международных организаций (ВОЗ, ФАО, ILSI). На приоритетное развитие нанотехнологий указал Президент Российской Федерации В.В.Путин в Послании Федеральному Собранию Российской Федерации от 26 апреля 2007 года. В Федеральном законе от 19.07.2007 N 139-ФЗ <О Российской корпорации нанотехнологий> предусмотрено создание правовой основы для регулирования деятельности Российской корпорации нанотехнологий, целью которой является содействие реализации государственной политики в сфере нанотехнологий, развития инновационной инфраструктуры в сфере нанотехнологий, реализации проектов создания перспективных нанотехнологий и наноиндустрии. II. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ 1. Федеральный закон от 30.03.1999 ?52-ФЗ <О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения> (с изменениями и дополнениями). 2. Федеральный закон от 02.01.2000 N 29-ФЗ <О качестве и безопасности пищевых продуктов> (с изменениями и дополнениями). 3. Федеральный закон от 19.07.2007 N 139-ФЗ <О Российской корпорации нанотехнологий>. 4. Постановление Правительства Российской Федерации от 21.12.2000 N 988 <О государственной регистрации новых пищевых продуктов, материалов и изделий> . 5. Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации N 54 от 23.07.2007 <О надзоре за продукцией, полученной с использованием нанотехнологий и содержащей наноматериалы> . III. ОПРЕДЕЛЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ НАНОМАТЕРИАЛОВ 6. В настоящее время в мире зарегистрировано и выпускается промышленностью более 1800 наименований наноматериалов. Согласно данным о форме и химическом составе можно выделить следующие основные виды наноматериалов: - углеродные наночастицы (фуллерены, нанотрубки, графен, углеродные нанопены), - наночастицы простых веществ (не углерода), - наночастицы бинарных соединений, - препараты наночастиц сложных веществ. 7. В настоящее время основными областями применения наночастиц в технике, определяемыми их уникальными свойствами, отличными от свойств веществ в обычной (макродисперсной) форме, становятся создание высокопрочных, в том числе композитных, конструкционных материалов, микроэлектроника и оптика (микросхемы, компьютеры, оптические затворы и т.д.), энергетика (аккумуляторы, топливные элементы, высокотемпературная сверхпроводимость и др.), химическая технология, военное дело, научные исследования (метки и индикаторы), охрана окружающей среды (наночипы и наносенсоры). В медицине наноматериалы находят применение для целей транспорта лекарственных средств, в шовных и перевязочных материалах, для создания биосовместимых имплантантов и др. В парфюмерно-косметической промышленности наночастицы используются как составная часть солнцезащитных кремов; в сельском хозяйстве - для более эффективной доставки средств защиты растений и удобрений, для нанокапсулирования вакцин; предполагается использование наночастиц для доставки ДНК в растения в целях генной инженерии. В пищевой промышленности наноматериалы находят применение в фильтрах для очистки воды, при получении более легких, прочных, более термически устойчивых и обладающих антимикробным действием упаковочных материалов, при обогащении пищевых продуктов микронутриентами. Использование наночипов предполагается для идентификации условий и сроков хранения пищевой продукции и обнаружения патогенных микроорганизмов. Число известных наноматериалов, их производимые количества и область их использования постоянно расширяются. IV. ХАРАКТЕРИСТИКА НОВЫХ СВОЙСТВ И ПОВЕДЕНИЯ НАНОМАТЕРИАЛОВ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТАХ 8. Наночастицы и наноматериалы обладают комплексом физических, химических свойств и биологическим действием, которые часто радикально отличаются от свойств этого же вещества в форме сплошных фаз или макроскопических дисперсий. Эта специфика наноматериалов определяется известными законами квантовой физики. В наноразмерном состоянии можно выделить следующие физико-химические особенности поведения веществ: - увеличение химического потенциала веществ на межфазной границе высокой кривизны. Для макрочастиц (размерами порядка микрона и более) данный эффект незначителен (не более долей процента). Большая кривизна поверхности наночастиц и изменение топологии связи атомов на поверхности приводит к изменению их химических потенциалов. Вследствие этого существенно изменяется растворимость, реакционная и каталитическая способность наночастиц и их компонентов; - большая удельная поверхность наноматериалов. Очень высокая удельная поверхность (в расчете на единицу массы) наноматериалов увеличивает их адсорбционную емкость, химическую реакционную способность и каталитические свойства. Это может приводить, в частности, к увеличению продукции свободных радикалов и активных форм кислорода, и далее к повреждению биологических структур (липиды, белки, нуклеиновые кислоты, в частности, ДНК); - небольшие размеры и разнообразие форм наночастиц. Наночастицы, вследствие своих небольших размеров, могут связываться с нуклеиновыми кислотами (вызывая, в частности, образование аддуктов ДНК), белками, встраиваться в мембраны, проникать в клеточные органеллы и, тем самым, изменять функции биоструктур. Следует обратить внимание на то, что наночастицы могут не вызывать иммунный ответ. Процессы переноса наночастиц в окружающей среде с воздушными и водными потоками, их накопление в почве, донных отложениях могут также значительно отличаться от поведения частиц веществ более крупного размера; - высокая адсорбционная активность. Из-за своей высокоразвитой поверхности наночастицы обладают свойствами высокоэффективных адсорбентов, то есть, способны поглощать на единицу своей массы во много раз больше адсорбируемых веществ, чем макроскопические дисперсии. Возможна, в частности, адсорбция на наночастицах различных контаминантов и облегчение их транспорта внутрь клетки, что резко увеличивает токсичность последних. Многие наноматериалы обладают гидрофобными свойствами или являются электрически заряженными, что усиливает как процессы адсорбции на них различных токсикантов, так и их способность проникать через барьеры организма; - высокая способность к аккумуляции. Возможно, что из-за малого размера наночастицы могут не распознаваться защитными системами организма, не подвергаются биотрансформации и не выводятся из организма. Это ведет к накоплению наноматериалов в растительных, животных организмах, а также микроорганизмах, передаче по пищевой цепи, что, тем самым, увеличивает их поступление в организм человека. 9. Совокупность изложенных факторов свидетельствует о том, что наноматериалы могут обладать совершенно иными физико-химическими свойствами и биологическим (в том числе токсическим) действием, чем вещества в обычном физико-химическом состоянии, в связи с чем, они относятся к новым видам материалов и продукции, характеристика потенциального риска которых для здоровья человека и состояния среды обитания во всех случаях является обязательной. V. ОСОБЕННОСТЬ ОЦЕНКИ РИСКА ПРОИЗВОДСТВА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАНОМАТЕРИАЛОВ 10. Существующая в настоящее время методология оценки риска основывается на полной токсикологической оценке конкретного вещества или соединения, определении зависимости <доза-эффект>, данных содержания вещества в объектах окружающей среды и пищевых продуктах, расчете нагрузки на население, что позволяет рассчитать как не канцерогенные, так и канцерогенные риски. Для наноматериалов, ввиду изложенной выше специфики их свойств, данная методология может быть неприменима (или применима ограниченно) вследствие следующих причин: - токсичность наночастиц не может быть выведена по сравнению с аналогами в макродиспесной форме или в виде сплошных фаз, так как токсикологические свойства наноматериалов являются результатом не только их химического состава, но и разнообразия их других особенностей, таких как поверхностные характеристики, размер, форма, состав, химическая реактивность и др.; - имеющиеся токсикологические методологии основаны на определении токсичности вещества относительно массовой концентрации, что не приемлемо для наноматериалов, для которых одним из основных определяющих свойств будет величина площади поверхности или число наночастиц; - отсутствуют стандартизованные индикаторы нанотоксичности, которые должны обязательно учитывать вклад таких характеристик, как поверхностные характеристики, размер, форма, состав, химическая реактивность составляющих их частиц; - отсутствуют данные об органах-мишенях действия конкретных наноматериалов; - методы выявления, идентификации и количественного определения наноматериалов в объектах окружающей среды, пищевых продуктах и биосредах, которые могли бы достоверно отличить их от химических аналогов в макродисперсной форме, не достаточно разработаны; - отсутствуют или недоступны новые базы данных и математические модели, опирающиеся на достижения биоинформатики и на экспериментальные данные по токсичности отдельных наноматериалов. 11. В связи с этим необходимо, чтобы каждый индивидуальный наноматериал был в полной мере изучен в токсикологическом аспекте с определением допустимой суточной дозы или условно переносимого недельного (месячного) поступления. Необходимо также создать информационные ресурсы по биобезопасности наноматериалов. VI. АНАЛИЗ СВЕДЕНИЙ О БЕЗОПАСНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАНОМАТЕРИАЛОВ 12. Несмотря на то, что наноматериалы в мире уже используются более 10 лет, ни один вид наноматериалов не был изучен в полном объеме на безопасность ни в одной из стран мира. Фактически, во всем мире проводилось незначительное количество таких исследований, которые не позволяют точно оценить потенциальные риски использования наноматериалов. Кроме того, требуется разработка высокочувствительных и адекватных методов определения наноматериалов в объектах окружающей среды, пищевых продуктах и биосредах. В настоящее время в мире разрабатываются методы определения наноматериалов, основанные на использовании масс-спектрометрии матрично-активированной лазерной десорбции/ионизации (МАЛДИ), электрических и белковых биосенсеров, радиоактивных, стабильноизотопных и спиновых меток, электронной микроскопии, атомно-силовой микроскопии, рентгеновской эмиссионной спектрометрии, квазиупругого лазерного светорассеяния, высокоэффективной обращеннофазовой жидкостной хроматографии, аналитического центрифугирования. Пути поступления. Считается, что существует три основных пути поступления наноматериалов в организм человека: ингаляционный, через кожу и перорально. Возможно, есть и другие пути как, например, через обонятельный нерв непосредственно в мозг. Распределение. В настоящее время нет надежных и убедительных данных по распределению наночастиц и наноматериалов по органам и тканям, и отсутствуют достоверные данные по критическим органам. Наиболее изучен ингаляционный путь поступления наноматериалов. При этом установлено, что некоторые наноматериалы, поступающие с воздухом, в дальнейшем могут определяться в различных органах и тканях, в том числе мозге, что не исключает возможности их проникновения через гематоэнцефалический барьер. В отношении их распределения по органам и тканям при пероральном поступлении данные в настоящее время отсутствуют. Выведение. Возможно, что наночастицы могут экскретироваться с мочой, через желчь, кишечник, а также с выдыхаемым воздухом. В отношении их выделения с потом и молоком данные отсутствуют. Обобщенная схема путей поступления, распределения и выведения наноматериалов в организме человека представлена на рисунке 1. Рис.1. Схема путей поступления, распределения и выведения наноматериалов в организме человека Токсичность. Имеющиеся в настоящее время в небольшом количестве исследования в этом направлении указывают на то, что наноматериалы могут быть токсичными, тогда как их эквивалент в обычной форме в этой же концентрации безопасен. Показано, что даже однократная ингаляция углеродных нанотрубок вызывает у экспериментальных животных воспалительный процесс в легочной ткани с последующим некрозом клеток и развитием фиброза, что, возможно, в дальнейшем способно привести к раку легких. Наноматериалы обладают нейротоксичностью, том числе, по-видимому, за счет прохождения через гематоэнцефалический барьер, вызывая окислительный стресс в клетках мозга; кардиотоксичность и гепатотоксичность наноматериалов также определяется развитием окислительного стресса и воспалительной реакции, что приводит к апоптозу и некрозу клеток; имеются отдельные сведения, что наночастицы могут усиливать ответы на аллергены. В отношении влияния наноматериалов на генотоксичность, гормональный и иммунный статус, тератогенность, эмбриотоксичность, мутагенность, канцерогенность достоверные данные в литературе отсутствуют. Наряду с возможными токсическими свойствами, в литературе рассматриваются возможности применения наноматериалов, в качестве, в частности, селективных переносчиков лекарств к органам и тканям. Возрастает также число разработок т.н. <нанопищи>, то есть использования некоторых нутриентов (главным образом жирорастворимых витаминов, макро- и микроэлементов, биологически активных веществ) в виде наночастиц или в комплексе с инертными наноматериалами - носителями с целью обогащения как продуктов массового потребления, так и специализированных продуктов питания для профилактики алиментарно-зависимых состояний у населения. Однако эффективность использования в питании человека продуктов, содержащих наночастицы пищевых веществ, в настоящее время практически не изучена. Это обусловливает необходимость оценки биодоступности и усвояемости компонентов пищевых продуктов, получаемых нанотехнологическим путем. Таким образом, токсичность наноматериалов, согласно имеющимся литературным данным, обусловлена, в первую очередь, развитием окислительного стресса и повреждением ДНК, что может приводить к развитию воспалительной реакции, апоптозу и некрозу клети. Нельзя исключать, однако и наличия других механизмов токсичности наноматериалов, связанных, в частности, с их повреждающим действием на клеточные мембраны и органеллы, усилением транспорта потенциально токсичных компонентов через барьеры организма, а также возможной генотоксичностью и аллергезтрующим действием. VII. ПОРЯДОК ОРГАНИЗАЦИИ НАДЗОРА И ПРОВЕДЕНИЯ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ НАНОМАТЕРИАЛОВ 13. Создание и организация ведения регистра наночастиц и наноматериалов в рамках федерального регистра потенциально опасных химических и биологических веществ осуществляется Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. 14.5. Оценка безопасности и проведение токсикологических исследований. 14.1. Оценка безопасности и проведение токсикологических исследований наноматериалов включает в себя: 14.2 Анализ данных, разработку, составление и утверждение плана необходимых токсикологических исследований с выделением учреждений- исполнителей и определением приоритетных направлений и объектов исследования; 14.3. Разработку методов обнаружения, идентификации и количественного определения наноматериалов в объектах окружающей среды, пищевых продуктах и биологических средах; 15.4. Изучение: - взаимодействия наноматериалов с липидами, белками, нуклеиновыми кислотами (ДНК, РНК, клеточными мембранами, рибосомами, ферментами, цитохромами Р-450) в системах in vitro; - механизмов проникновения наноматериалов через биомембраны, связывания с мембранными рецепторами в системе in vitro; - изменения характеристик наночастиц (гидрофильности/гидрофобности, адсорбционных характеристик, способности к образованию ассоциатов) в составе модельных систем, воспроизводящих различные среды организма (желудочное и кишечное содержимое, кровь, лимфа, желчь, моча и т.д.); - в моделях in vitro выживаемости пробиотических микроорганизмов нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта в присутствии наноматериалов; - отдаленных эффектов (мутагенность, эмбриотоксичность, тератогенность, канцерогенность); - влияния наноматериалов на экспрессию генов и генотоксичность, протеомный профиль, метаболомный профиль и потенциальную аллергенность, развитие апоптоза; - процессов всасывания наноматериалов в желудочно-кишечном тракте на моделях in situ и in vivo; 14.5. Определение параметров: - острой, подострой, субхронической и хронической токсичности и изучение распределения наноматериалов по органам и тканям; - органотоксичности (нейротоксичность, гепатотоксичность, кардиотоксичность, иммунотоксичность, нефротоксичность и др.); - I и II фазы метаболизма ксенобиотиков и системы антиоксидантной защиты. 14.6. Определение влияния наноматериалов на микробиоценоз желудочно-кишечного тракта. 15. Оценка безопасности и проведение токсикологических исследований продукции, содержащей наноматериалы, включает в себя: 15.1.Оценку безопасности наноматериалов используемых: - в пищевых продуктах; - при создании лекарственных препаратов и вакцин; - в упаковочных материалах для пищевых продуктов; - при создании парфюмерно-косметической продукции; - при создании дезинфекционных средств; - при создании средств защиты растений; - при использовании в воде и очистке воды. 15.2. Оценку безопасности наноматериалов присутствующих в атмосферном воздухе и воздухе рабочей зоны. 15.3. Изучение безопасности рабочих мест на производствах, использующих нанотехнологии. 15.4. Оценку эффективности использования в питании человека продуктов, содержащих наночастицы пищевых веществ, биодоступность и усвояемость компонентов пищевых продуктов, получаемых нанотехнологическими методами. 15.5. Пострегистрационный мониторинг наноматериалов. http://www.rospotrebnadzor.ru/files/docs/appendix/1532_app1.zip ************************************************************** * Бюллетень выпускается Союзом "За химическую Безопасность" * * (http://www.seu.ru/members/ucs) * * Редактор и издатель Лев А.Федоров. Бюллетени имеются на * * сайте: http://www.seu.ru/members/ucs/ucs-info * * *********************************** * * Адрес: 117292 Москва, ул.Профсоюзная, 8-2-83 * * Тел: (7-495)-129-05-96, E-mail: lefed@online.ru * ************************** Распространяется * * "UCS-PRESS" 2007 г. * по электронной почте * ************************************************************** =-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=