Токсическое действие однослойных углеродных нанотрубок на лёгкие мышей через 7 и 90 дней после внутритрахеального введения

Наноматериалы — часть промышленной революции, связанной с разработкой лёгких, но прочных материалов для самых разных целей. Однослойные углеродные нанотрубки — важный представитель этого класса материалов. По структуре они напоминают свёрнутые в трубки листы графита, обычно закрытые с одного конца; диаметр отдельных нанотрубок составляет около 1 нм, а длина — несколько микрометров, однако они часто плотно объединяются в микроскопические стержни или жгуты. Углеродные нанотрубки обладают уникальными электрическими, механическими и термическими свойствами и могут найти широкое применение в электронной, компьютерной и аэрокосмической промышленности. Необработанные нанотрубки очень лёгкие, поэтому могут попадать в воздух и потенциально достигать лёгких. Поскольку токсическое действие нанотрубок на лёгкие неизвестно, было изучено их влияние на лёгочную ткань. Три исследованных продукта были получены разными методами и содержали разные типы и количества остаточных каталитических металлов. Мышам однократно вводили в трахею 0, 0,1 или 0,5 мг углеродных нанотрубок, технический углерод в качестве отрицательного контроля либо кварц в качестве положительного контроля. Через 7 или 90 дней после введения животных умерщвляли для гистопатологического исследования лёгких. Через 7 дней все продукты, содержащие нанотрубки, вызывали у животных дозозависимое образование эпителиоидных гранулём, а в некоторых случаях — интерстициальное воспаление. К 90-му дню эти поражения сохранялись и становились более выраженными; у некоторых животных также выявляли перибронхиальное воспаление и некроз, распространявшийся на межальвеолярные перегородки. Лёгкие мышей, получавших технический углерод, были нормальными, тогда как при введении высокой дозы кварца наблюдали воспаление от лёгкой до умеренной степени. Эти результаты показывают, что в описанных экспериментальных условиях при равной массе углеродные нанотрубки, попавшие в лёгкие, значительно токсичнее технического углерода и могут быть токсичнее кварца, который считается серьёзной профессиональной опасностью при хроническом ингаляционном воздействии.