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.
