Лёгочная токсичность одностенных углеродных нанотрубок у мышей через 7 и 90 дней после интратрахеальной инстилляции

Наноматериалы являются частью промышленной революции, направленной на разработку лёгких, но прочных материалов для различных целей. Одностенные углеродные нанотрубки представляют собой важный класс таких материалов. По структуре они напоминают свёрнутые графитовые листы, обычно с закрытым одним концом; отдельные нанотрубки имеют диаметр около 1 нм и длину в несколько микрометров, однако часто плотно объединяются, образуя стержни или жгуты микроскопических размеров. Углеродные нанотрубки обладают уникальными электрическими, механическими и тепловыми свойствами и имеют множество потенциальных применений в электронной, компьютерной и аэрокосмической промышленности. Необработанные нанотрубки очень лёгкие, поэтому могут переходить в воздух и потенциально достигать лёгких. Поскольку лёгочная токсичность нанотрубок неизвестна, было исследовано их воздействие на лёгкие. Три изученных продукта были изготовлены различными методами и содержали разные виды и количества остаточных каталитических металлов. Мышам интратрахеально вводили 0, 0,1 или 0,5 мг углеродных нанотрубок, технический углерод в качестве отрицательного контроля или кварц в качестве положительного контроля; животных подвергали эвтаназии через 7 или 90 дней после однократного введения для гистопатологического исследования лёгких. Все продукты на основе нанотрубок вызывали дозозависимое образование эпителиоидных гранулём и в некоторых случаях интерстициальное воспаление у животных в группах, обследованных через 7 дней. Эти поражения сохранялись и были более выраженными в группах, обследованных через 90 дней; в лёгких некоторых животных также выявлялись перибронхиальное воспаление и некроз, распространявшиеся на альвеолярные перегородки. Лёгкие мышей, получавших технический углерод, оставались нормальными, тогда как у мышей, получавших высокую дозу кварца, выявлялось воспаление от лёгкой до умеренной степени. Эти результаты показывают, что в описанных условиях эксперимента и при сравнении равных по массе доз, если углеродные нанотрубки достигают лёгких, они значительно токсичнее технического углерода и могут быть токсичнее кварца, который считается серьёзной профессиональной опасностью для здоровья при хроническом ингаляционном воздействии.