Registration Number
0823U100742, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
30-10-2023
popup.evolution
.
Title
Comparative toxicological and hygienic assessment and prevention of the adverse effects of titanium dioxide nanopowders and titanium dioxide-silver nanocomposite in production conditions
Author
Vasyl M. Riabovol,
popup.head Andrii I. Kurchenko
popup.head Oleksandr P. Yavorovskii
popup.opponent Borys P. Kuzminov
popup.opponent Vitalii P. Babii
popup.review Anna M. Antonenko
popup.review Vasyl D. Aleksiychuk
popup.rada
Bogomolets National Medical University
Description
Широке використання наноматеріалів стрімко впроваджується у різні галузі економічної діяльності, включаючи біологію і медицину. В науковій літературі та електронних інформаційних джерелах є багато відомостей щодо токсичності і різних проявів біологічної дії наноматеріалів – фулеренів, карбонових нанотрубок, оксиду цинку, оксиду алюмінію, оксиду церію, золота, заліза, оксиду заліза, срібла, кобальту, лантану, свинцю та інших. Разом з тим, на етапі планування дисертаційної роботи відомості про токсичні властивості нанопорошків на основі діоксиду титану, одержаних методом термічного розкладу метатитанової кислоти, для нанодіоксиду титану були представлені обмежено, а для нанокомпозитних матеріалів діоксиду титану з сріблом цілком відсутні. Токсичний вплив наночастинок металів пов’язують з їх нанорозмірністю та великою поверхневою активністю, що дозволяє їм проникати в клітини та взаємодіяти з біологічними структурами. Це може призводити до створення реактивних кисневих форм, спричинення окислювального стресу, пошкодження ДНК, руйнування клітинних мембран, порушення функції органів та тканин, запалення та імунотоксичності, а також до розвитку довготривалих наслідків, таких як рак, нейротоксичність, репродуктивні порушення та інших негативних ефектів.
Перспективними є наноматеріали на основі діоксиду титану, з високою фотокаталітичною активністю, які застосовуються для знешкодження органічних забруднювачів, знезаражування, створення антимікробних та самоочисних поверхонь. Фотокаталітичну активність наночастинок TiO2 можна значно підвищити шляхом модифікування нанодіоксиду титану певною кількості наносрібла (нано-TiO2-Ag). В Інституті проблем матеріалознавства імені І.М. Францевича НАН України нанопорошки на основі діоксиду титану синтезують власним оригінальним методом – термічного розкладу метатитанової кислоти.
Актуальною для здоров’я людини та збереження довкілля є проблема забезпечення безпечного виробництва і використання наноматеріалів. При виготовленні нанопорошків TiO2 і TiO2-Ag під час виконання ручних операцій є ризик вдихання працівником повітря робочої зони забрудненого пиловими частинками як ультрамікроскопічного, так і нанодіапазону, а також потрапляння їх на його одяг, шкіру та слизові оболонки. Відсутність ґрунтовних знань щодо ступеня токсичності наноматеріалів та їх потенційної небезпеки для організму людини вимагає проведення відповідних гігієнічних, токсикологічних, медичних і біологічних досліджень.
За мету дисертаційного дослідження ми ставили вивчення особливостей токсичного впливу нанопорошків діоксиду титану та композиту нанодіоксиду титану з наносріблом в експерименті на лабораторних тваринах, моделях in vitro та наукове обґрунтування заходів профілактики їх можливої несприятливої дії на організм операторів синтезу, зокрема, визначення орієнтовно безпечних рівнів впливу цих наноматеріалів в повітрі робочої зони.
В дисертації наведено вирішення актуальної наукової проблеми гігієни праці і профілактичної медицини в цілому щодо попередження несприятливої дії нанопорошків діоксиду титану та нанокомпозиту діоксиду титану з сріблом на здоров’я операторів їх синтезу.
Вперше проведено гігієнічну оцінку технологічного процесу і факторів виробничого середовища при отримані нових нанопорошків діоксиду титану та композиту нанодіоксиду титану з наносріблом методом термічного розкладу метатитанової кислоти на багатосекційній обертовій печі в «Інституті проблем матеріалознавства імені І.М. Францевича НАН України». Для виявлення фракцій ультра- і наночастинок у повітрі робочої зони, розроблено спеціальний метод, який дозволяв стабілізувати і утримувати наночастинки в завислому стані у глюкозо-цитратному буфері при відборі проб повітря у робочій зоні та при подальших аналітичних дослідженнях. На «Спосіб стабілізації нанопорошків металів та їх похідних глюкозо-цитратним буфером» нами отримано патент на корисну модель №148325, що має практичне значення. Встановлено, що специфічним і потенційно небезпечним чинником в процесі виготовлення нанопорошків TiO2 і TiO2-Ag методом термічного розкладу метатитанової кислоти в багатосекційній обертовій печі є аерозоль ультра- і наночастинок діоксиду титану, що виявлені з застосуванням методу лазерної гранулометрії в процесі синтезу нанопорошку TiO2 на робочому місці оператора біля пульта керування з домінуванням фракції розмірами від 19,5 нм до 38,91 нм; методом оптико-емісійної спектроскопії встановлено вміст титану в повітрі робочої зони від 0,13 до 3,3 мкг/м3.
Registration Date
2023-10-02
popup.nrat_date
2023-10-02 / 2026-07-05
