Характеристики і вплив наночастинок нуль-валентного заліза

Abstract

Нанотехнології є новим напрямком науки і технологій, що швидко розвивається. Наночастинки металів, які мають розмір менше 100 нм, стають все більш важливими продуктами нанотехнології. Важливе місце серед них належить наночастинкам заліза: наночастинки нульвалентного заліза (Fe0), наночастинки оксиду заліза або суперпарамагнітні наночастинки оксиду заліза, композитні наноматеріали. Нестача досліджень, які оцінюють вплив Fe0 на здоров’я та екологічні ризики використання в даний час є перешкодою його комерціалізації. Мало відомостей про механізми взаємодії наночастинок заліза з клітинами і субклітинними структурами, про їх вплив на генетичний матеріал клітини. Тому, питання безпечності та впливу нанозаліза на організм стає особливо актуальним і вимагає ретельних досліджень. На основі проведеного аналізу даних літератури зроблено такі узагальнення: на сьогодні біологічний вплив наночастинок Fe0 за умов in vitro та in vivo є вивчений не достатньо і потребує подальшого вияснення, потребують подальшого вивчення механізми взаємодії наночастинок із клітиною, що може забезпечити поступ у розробці нових препаратів на основі наночастинок залізо нульової валентності (Fe0), актуальності набуває оцінка їх впливу на функціональний стан органів жіночої репродуктивної системи з використанням тварин; Нанотехнологии как новое направление науки и технологий, быстро развиваются. Наночастицы металлов размером менее 100 нм, становятся все более важными продуктами нанотехнологии. Важное место среди них принадлежит наночастицам железа: наночастицы нольвалентного железа (Fe0), наночастицы оксида железа или суперпарамагнитные наночастицы оксида железа, композитные наноматериалы. Отсутствие исследований, оценивающих влияние Fe0 на здоровье и экологические риски его использования, в настоящее время является препятствием его коммерциализации. Мало сведений о механизмах взаимодействия наночастиц железа с клетками и субклеточными структурами, об их влиянии на генетический материал клетки. Поэтому, вопрос безопасности и влияния наножелеза на организм становится актуальным и требует тщательных исследований. Проведенный анализ данных литературы дает возможность сделать следующие обобщения: на сегодня биологическое воздействие наночастиц Fe0 в условиях in vitro и in vivo изучено недостаточно и требует дальнейшего выяснения, дальнейшее изучение механизмов взаимодействия наночастиц с клеткой может обеспечить прогресс в разработке новых препаратов на основе Fe0, особую актуальность приобретает оценка их влияния на функциональное состояние органов женской репродуктивной системы с использованием животных; Nanotechnology as a new area of science and technology is developing rapidly. Nanoparticles of metals which have a size less than 100 nm, are becoming increasingly important nanotechnology products. Prominent among them are iron nanoparticles: zero-valent iron nanoparticles, (nZVI), superparamagnetic iron oxide nanoparticles, composite nanomaterials. Due to its characteristics, they are becoming increasingly used in agriculture, electronics, medicine and became the center of intensive research as yet remain unknown environmental risks and their effects on living organisms. The lack of studies that evaluate the nZVI impact on health and environmental risks of using currently blocks its commercialization. Few details are known about the mechanisms of interaction of iron nanoparticles with cells and subcellular structures, their effects on the genetic material of cells. Therefore, the issue of safety and effects of nZVI is particularly important and requires careful research. The aim is to collect, analys and synthes of the literature data about the characteristics, safety and effects of zero-valent iron nanoparticles. nZVI are generally as a structure on a «core-shell». To protect nZVI from rapid oxidation core particle comprising zero valence iron coated. In various organic molecules, the membrane can be formed oxides Fe2+ and Fe3+, as a result of oxidation. nZVI in chemical reactions favor the donor of electrons, while the shell is involved in the formation of chemical complexes. Among nanomaterials, nZVI — a new generation of products that are used for strategies to restore the environment and are considered acceptable option for the treatment of contaminated soil and ground water systems. It is believed that the mechanisms by which nZVI causes cell damage may be divided into two groups: 1) the direct impact on cells and 2) indirect impact, changing the chemical characteristics of water. Thus, adsorption nZVI on external cell membranes could lead to increased permeability of membranes or even breach the membrane bilayer of lipids. While nZVI may also lead to a rapid formation of free radicals. Redox-active nZVI reacts with oxygen or water and releases Fe2+. Fe2+ ions additionally generate reactive oxygen species (ROS) through the Fenton reaction. nZVI may generate ROS indirectly, so damage groups of iron-sulfur cofactors in many enzymes, leading to the launch Fenton reaction, which catalyzes the increase in ROS. Thus, the ROS generated could be released into the cytosol and run mitochondria ROS-induced ROS release, which could lead to cell damage and death. Thus, based on the analysis of the literature data it could be made the following: today the biological effects of nZVI under conditions in vitro and in vivo are studied not enough and need further clarification, require further study the mechanisms of interaction of nanoparticles with cells that can ensure progress in developing new drugs based on zero-valent iron nanoparticles, and their impact on functional status of the female reproductive system using animals is becoming current and needed of.