CC BY
28
NANOCOPPER EFFECT ON THE TOXICITY OF TEXTILE PRODUCTS
Babii V.F., Bren N.I., Pimushyna M.V., Kondratenko O.Ye.
ВПЛИВ НАНОМ1Д1 НА ТОКСИЧН1СТЬ ТЕКСТИЛЬНИХ ВИРОБ1В
Oстаннiми роками на ринку УкраТни почали з'являтися hobí текстильнi вироби закордонного виробництва (шкарпетки, рушники, бiлизна тощо), виготовленi за iнновацiйними технологiями з використанням «мщ-ноТ нитки» — надчистого мщного нанопорошку, який рiвномiрно роз-подiляeться у волокнах полiамiду або полiестеру. Саме нанотехнологií дозволили отримати мщну пряжу — «мщну нитку», яка у подальшому стала використовуватись у нату-ральних i синтетичних тканинах. Технолопя застосування «мщноТ нитки» у складi рiзноманiтних тканин була розроблена Borkow G. i ствав-торами [1, 2]. За свщченням вироб-никiв, текстильн вироби, виготовле-нi з використанням мщ, мають низку корисних властивостей, зокрема дезЫф^ючий (антибактерiальний, антивiрусний, протигрибковий) ефект. За щею технологieю у свiтi з'явилося розмаТття побутових i промислових текстильних виробiв, що мiстять мiдь [3, 4]. Нин бюцид-ний ефект мд використовуеться у
ВЛИЯНИЕ НАНОМЕДИ НА ТОКСИЧНОСТЬ ТЕКСТИЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Бабий В.Ф., Брень Н.И., Пимушина М.В., Кондратенко Е.Е.
ГУ «Институт общественного здоровья им. А.Н. Марзеева НАМН Украины», г. Киев
Цель работы. Определение токсиколого-гигиенических показателей текстиля, произведенного с использованием «медной нити», в соответствии с критериями оценки сырья и материалов для текстильных, кожаных, меховых изделий с целью обоснования условий их безопасного использования. Материалы и методы. Объектом исследования были носочные изделия, изготовленные с применением «медных волокон». Для изучения общетоксического действия использовали метод суспензионной культуры подвижных клеток — сперматозоидов быка, а в качестве тест-функции — их подвижность. В основе метода лежит анализ изменения зависимости показателя подвижности сперматозоидов от времени. Результаты. Оценка результатов испытаний осуществлялась путем сравнения полученных значений индексов токсичности для исследуемых образцов и допустимого интервала индекса токсичности. Исследуемый образец считали нетоксичным, если индекс токсичности омел значение от 70% до 120%. Результаты определения общетоксического действия текстильних изделий с «медными волокнами» (на примере носочных изделий) показали, что индекс токсичности составляет 78,7%, что соответствует определению «нетоксично». Таким образом, исследуемые текстильные изделия, изготовленные с использованием «медной нити», не проявляют токсических свойств и являются безопасными для потребителей. Ключевые слова: наномедь, токсичность, текстильные изделия, индекс токсичности.
БАБ1Й В.Ф., БРЕНЬ Н.1., П1МУШИНА М.В., КОНДРАТЕНКО o.e.
ДУ «1нститут громадського здоров'я ím. О.М. Марзеева НАМН УкраТни», м. КиТв
УДК 613.48:677.027.65034.3 : 648.6
K^40Bi слова: наномщь, токсичшсть, текстильн вироби, шдекс токсичность
© Бабй В.Ф., Брень Н.1., Пiмушина М.В., Кондратенко O.G. СТАТТЯ, 2016.
виробництвi текстилю, латексу, Ыших полiмерних виробiв, про-сочених оксидом мд [1, 2], анти-вiрусних масок [3], тканин для перев'язки ран, що сприяють загоенню ран [5], а також шкарпе-ток, що збер^ають ноги па^ен^в, хворих на цукровий дiабет, вщ Ыфекцм, осюпьки останш е особливо сприйнятливими до Ыфекцм ступень ыг [6, 7].
Вщомо, що на початку 2000-х роюв в 1зраТл були проведет масштабы дослщження задля встановлення доцшьност застосування шкарпеток, просочених оксидом мщ, для еютрування вмськових [8]. За результатами цього дослщження, шкарпетки, що мютили волокна з оксиду мд були рекомендовав як важлива частина персонального еютру-вання вмськових Армií Оборони 1зраТ'лю. Таким чином, 1зраТ'ль став першою краТ'ною, армiя якоí стала використовувати антимк-робнi шкарпетки, виготовленi на основi iнновацiйних технологiй з використанням наном^д [8]. У подальшому використання шкарпеток, просочених оксидом мд набуло поширення у багатьох армiях провщних краíн свiту: США, Великобританií, Китаю та шших. На сучасному ринку багатьох зарубiжних краíн шкарпетки, виготовлеш з застосуван-ням «мщних волокон», якi при-значенi для захисту нiг вiд Ыфек-цй е поширеними i доступними для населення.
Введення в обк на територп нашоí краíни текстильних мате-рiалiв, а також íх реалiзацiя i використання, згiдно з законодав-ством Украíни щодо охорони здоров'я, мае вщбуватися за умови Т'х вiдповiдностi саштарно-токси-колопчним показникам та ппе-нiчним нормативам для по-передження можливого негативного впливу на здоров'я населення. Виходячи з цього метою цього дослщження було встановлення токсиколого-ппешчних показниюв текстилю, вироблено-го з застосуванням «мщноТ' нитки», вщповщно до критерiíв оцн ки сировини та матерiалiв для текстильних, шюряних, хутряних виробiв з метою обфунтування умов безпечного íх використання.
Матерiали та методи дослщ-ження. Об'ектом даного дослщження були шкарпетковi вироби, виготовлеш з застосуванням «мщних волокон». Матерiал, з якого виробляються таю шкарпетки, мютить таю компоненти: полiестер — 61% або нейлон —
№ 3 2016 Environment & Health 26
59%; полiестер-купрон — 11% або нейлон-купрон — 36%; еластан — 3-5%; бавовна — до 9%.
Для дослщження загально-токсичноТ дií використовували метод суспензiйноТ короткочас-ноТ культури рухливих клiтин — сперматозощв бика, а в якост тест-функци — Тхню рухливiсть [9]. В основi методу лежить ана-лiз змiни залежностi показника рухливост сперматозоТдiв вiд часу. Оцiнка показника рухливо-стi здiйснюeться пiдрахунком змши iнтенсивностi свiтлового потоку при пересуванш спер-матозоТдiв через оптичну зону.
Експериментально встанов-лено, що мiж результатами оцiнки загальноТ токсичностi на цтюному органiзмi ссавцiв та цитотоксичнютю для спермато-зощв бика юнуе значний сту-пiнь кореляцiТ (г = 0,83), що доз-воляе визначати критери екс-траполяцiТ результа^в експери-ментiв, отриманих за цим методом, на цтюний оргаызм [10].
Для визначення iндексу ток-сичностi готували витяжку зразка шкарпеток. Для цього вiдповiдно до методики моде-лювання водноТ витяжки при визначенш iндексу токсичностi зразок витримували у бщи-стильованiй водi за температу-ри 40ОС протягом 24-х годин у стввщношенш маси зразка (т) до об'ему води (V) як 1 : 50, де т = 8,0696 г; V = 403,48 мл.
Дослщження витяжок на ток-сичнють проводили на аналiза-торi токсичностi АТ-05, що складався з блоку пробопщго-товки та блоку вимiрювання. У кожному експеримент використовували по 5 капiлярiв контрольного та дослщжуваного розчину. Оцiнка ступеня ток-сичност визначалася за величиною iндексу токсичност 1(, яка дорiвнюe стввщношен-ню середнього часу рухливостi сперматозоТдiв у доотджува-ному зразку та середнього часу Тх рухливостi у контрольному зразку.
Дослщжуваний зразок готу-вався шляхом додавання до 100 мл водноТ витяжки 4 г глю-кози та 1 г тризамщеного цитрату натрю. Для визначення ступеня токсичност дослщжуваного зразка порiвнювали його з контрольним середови-щем, яким був розчин глюкози (4%) та цитрат натрiю тризами щений (1%) у дистильованiй водi (100 мл). Це ж контрольне
ППбШЧШ ПРОБЛЕМИ НАНОТЕХНОЛОГ1Й —
середовище використовува-лось як розчин для вiдтавання сперми. ^сля вщтавання гранул сперматозоíдiв протягом 5-7 хвилин у кожну пробiрку з контрольним та дослщжуваним розчинами додавали по 0,1 мл маточно!' суспензи спермато-зоíдiв.
Результати дослщження та Тх обговорення. Оцшка ре-зультатiв випробувань здм-снювалась шляхом порiвняння отриманих значень iндексiв токсичност для дослiджуваних зразкiв та допустимого штер-валу iндексу токсичностi. Дослщжуваний зразок вважали нетоксичним, якщо Ыдекс ток-сичностi мав значення вщ 70% до 120%.
Результати експерименту представлено у таблицк
Результати визначення шдек-су токсичностi шкарпеткових виробiв: обсяг вiдтавання — 0,8; кшькють циклiв — 16; iндекс токсичност lt = 78,7%.
Величина шдексу токсичностi розраховуеться автоматично з
урахуванням коефiцiента коре-ляцií (r = 0,83). Результати експерименту у графiчному вигля-дi представленi на рисунку.
Як показали результати до-слщжень, у дослiджуваному зразку шдекс токсичностi lt мае значення 78,7%, перебувае у межах 70-120% та вщповщае визначенню «нетоксично». Результати пщтверджуються графiком, представленим на рисунку: площi фiгур, утворе-них лiнiями контрольного та дослщжуваного зразкiв, щен-тичш, що свiдчить про близь-юсть значень рухливостi спер-матозоíдiв.
Таким чином, результати визначення гостро!' токсичност наданого зразка шкарпеток методом in vitro показали, що за показником шдексу токсич-ност шкарпетковi вироби, як виготовленi з застосуванням «мщно! нитки», е безпечними для споживачiв.
Висновок
Отриманi результати визначення загальнотоксично' дм
Таблиця
Динамiка змши рухливостi сперматозо'^в (у.о.) при визначеннi iндексу токсичностi шкарпеткових виробiв
Цикл Контрольн1 серп Дослщн1 сери
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
1 6756 6005 7194 6549 7034 6017 5391 5191 5629 5703
2 6076 6110 7126 5942 6933 6241 5165 5092 4921 5651
3 4930 6057 6018 5863 6582 4895 4327 5127 4875 5228
4 3464 4989 4898 4459 5981 2902 4341 3703 3522 3253
5 1341 4021 4453 1995 4894 824 2974 1990 2115 1207
6 162 1864 4082 557 4299 92 2408 711 968 601
7 0 730 3642 294 3835 0 1464 164 583 112
8 0 241 2919 4 2540 0 580 1 103 0
9 0 119 2067 0 2170 0 307 0 0 0
10 0 29 1657 0 1541 0 95 0 0 5
11 0 0 1195 0 1068 0 20 0 0 0
12 0 0 824 0 553 0 0 0 0 0
13 0 0 421 0 519 0 18 0 0 0
14 0 0 384 0 366 0 0 0 0 0
15 0 0 192 0 97 0 0 0 0 0
16 0 0 106 0 40 0 0 0 0 0
27 Environment & Health №32016
NANOCOPPER EFFECT ON THE TOXICITY OF TEXTILE PRODUCTS
BabiiV.F., BrenN.I., PimushynaM.V., KondratenkoO.Ye.
State Institution "O.M. MarzeievInstitute for Public Health of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine"
Objective. We determined the toxicological and hygienic indicators of textiles produced using "a copper filament" in accordance with the criteria of the evaluation of raw material and textile, leather, fur ones and products of them to justify the conditions for their safe use. Materials and methods. Hosiery produced with "copper fibers" was the object of the study. For the study of general toxic effect we used a method of the suspended culture of motile cells-bull sperm, and their motility
was a test function. The method is based on the analysis of the change of the dependence of sperm motility index from time.
Results. Evaluation of test results was carried out comparing the obtained toxicity indices for the test samples and the allowable range of toxicity index. The studied sample was considered as non-toxic one if index of toxicity had a value from 70% to 120%. Results of the determination of general toxic effect of textile products with "copper fibers" (by way of example of hosiery) showed that the index of toxicity made up 78.7% that agrees with the definition of "non-toxic". Thus studied textile products, made with "copper filament", do not manifest toxic properties and are safe for consumers. Keywords: nanocopper, toxicity, textile products, index of toxicity.
текстильних виробiв з «мщни-ми волокнами» (на прикладi шкарпеток), проведет за методом експрес-оцшки загаль-ноТ токсичност з використан-ням культури кттин, показали, що шдекс токсичност стано-вить 78,7%, що перебувае у межах вщ 70% до 120% i вщпо-вщае визначенню «нетоксично». Таким чином, дослщжуваш текстильш вироби не про-являють токсичних властиво-стей та е безпечними для спо-живачiв.
Л1ТЕРАТУРА
1. Borkov G. Putting copper into action: copper-impregnated products with potent biocidal activities / G. Borkov, J. Gabbay // FASEB J. — 2004. — Vol. 18, № 14. — P. 1728-1730.
2. Copper oxide impregnated textiles with potent biocidal activities / J. Gabbay, J. Mishal, E. Magen et al. // Journal of Industrial Textiles. — 2006. — Vol. 35, № 4. — P. 323-335.
3. A novel anti-influenza copper oxide containing respiratory face mask / G. Borkov,
S.S. Zhou, T. Page, Y J. Gabbay // PLOS ONE. — 2010. — Vol. 5, № 6. — P. 1932-6203.
4. Borkov G. Copper oxide
impregnated wound dressing: biocidal and safety studies / G. Borkov, N. Okon-Levy, YJ. Gabbay // Wounds. — 2010.
— Vol. 22, № 12. — P. 301-310.
5. Molecular mechanisms of enhanced wound healing by copper oxide-impregnated dressings / G. Borkov,
YJ. Gabbay, R. Dardik et al. // Wound. Repair Regen. — 2010.
— Vol. 18, № 2. — P. 266-275.
6. Zatcoff R.C. Treatment of tinea pedis with socks containing copper impregnated fibers / R.C Zatcoff, M.S. Smith,
G. Borkov // The Foot. — 2008.
— Vol. 18. — P. 136-141.
7. Borkov G. Reducing the risk of skin pathologies in diabetics by using copper impregnated socks / G. Borkov, R.C. Zatcoff, YJ. Gabbay // Med. Hypotheses.
— 2009. — Vol. 73, № 4. — P. 883-886.
8. Borkow G. Protection of Soldiers' Feet by Copper Oxide Impregnated Socks // Advances in Military Technology. — 2013.
— Vol. 8, № 2. — Р. 1-8.
9. Пааташвилли К.А. Влияние некоторых синтетических сред и различных химических соединений на биологические свойства сперматозоидов
Рисунок
Визначення шдексу токсичност шкарпеткових виробiв
у-е-
гиоо
i i ........I . i
\ E ! j i ! : : i • !
V Y \ w с
\\ i
V v4 : XH.^ i j :
Контроль
10 12 M 13 1S (, цикл ---Опыт
Примтки:
m — показник рухливостi сперматозо^в; t — кльксть цикл'¡в.
кроликов и быков : автореф. дис. канд. биол. наук. — Л. ; Пушкин, 1973. — 23 с.
10. Ротенберг Ю.С. О наличии корреляций между токсичностью химических агентов и их ингибиторной активностью для изолированных митохондрий // Бюл. экспер. биол. и мед. — 1974. — № 7. — С. 65-67. REFERENCES
1. Borkov G., Gabbay J. FASEB J. 2004 ; 18 (14) : 17281730.
2. Gabbay J., Mishal J., Magen E., Zatcoff R.C., Shemer-Avni Y., Borkov G. Journal of Industrial Textiles. 2006 ; 35 (4) : 323-335 .
3. BorkovG., Zhou S.S., Page T., Gabbay Y.J. PLOS ONE. 2010 ; 5 (6) : 1932-6203.
4. Borkov G., Okon-Levy N., Gabbay Y.J. Wounds. 2010 ; 22 (12) : 301-310.
5. Borkov G., Gabbay Y.J., Dardik R., Eidelman R., Ikher S., Huszar M. Wound. Repair Regen. 2010 ; 18 (2) : 266-275.
6. Zatcoff R.C., Smith M.S., Borkov G. The Foot. 2008 ; 18 : 136-141.
7. Borkov G., Zatcoff R.C., Gabbay Y.J. Med. Hypotheses. 2009 ; 73(4) : 883-886.
8. Borkow G. Advances in Military Technology. 2013 ; 8 (2) : 1-8.
9. Paatashvilli K.A. Vliianie nekotorykh sinteticheskikh sred i razlichnykh khimicheskikh soedi-nenii na biologicheskie svoistva spermatozoidov krolikov i bykov : avtoref. diss. kand. biol. nauk [Impact of Some Synthetic Mediums and Various Chemical Compounds on the Biological Properties of Rats' and Oxen's Spermatozoon]. Leningrad (Pushkin) ; 1973 : 23 p. (in Russian).
RotenbergYu.S. Biul. eksper-im. biol. i med. 1974 ; 7 : 65-67 (in Russian). Надiйшла до редакцИ 02.12.2015
№ 3 2016 Environment & Health 28
