نانوذرات دی اکسید تیتانیوم (NPs TiO2) در افزودنی‌های غذایی، رنگ‌ها، مواد دارویی و آرایشی استفاده می‌شود. اخیراً بحث‌های فزاینده‌ای در مورد سرطانزایی این نانوذره پرکاربرد وجود داشته است. محققان سرطان زایی نانوذرات TiO2 را با انجام یک آزمایش قرار گرفتن در معرض استنشاق بیست و شش هفته ای با استفاده از مدل موش CByB6F1-Tg(HRAS)2Jic (rasH2) تعیین کردند. این مطالعه در Scientific Reports منتشر شده است.
بر اساس اندازه ذرات، اصلاح سطح و ساختار کریستالی، TiO2 به انواع مختلفی طبقه بندی شده است. در طبیعت، TiO2 به صورت سه ساختار کریستالی معدنی به نام‌های روتیل، آناتاز و بروکیت وجود دارد. تحت شرایط فیزیولوژیکی نرمال، TiO2 حلالیت ضعیفی از خود نشان می دهد و برای مدت طولانی، حتی پس از یک دوره کوتاه قرار گرفتن در معرض، باقی می ماند.
قبل از توسعه نانوذرات TiO2، TiO2 به عنوان یک رنگدانه سفید برای حدود 100 سال استفاده می شد. رنگدانه TiO2 به دلیل رنگ سفید روشن طبیعی و ضریب شکست بالا به طور گسترده در رنگ ها استفاده می شود. نانوذرات TiO2، با پتانسیل و شفافیت قابل توجهی برای مهار اشعه ماوراء بنفش، برای ضد آفتاب استفاده شده است.
آیا نانوذرات دی اکسید تیتانیوم سرطان زا هستند؟
از آنجایی که TiO2 به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است، انسان ها از طریق چندین مسیر در معرض آن قرار می گیرند. اخیراً بحث و جدل بزرگی در رابطه با طبقه بندی سرطان زا TiO2 ظاهر شده است. به عنوان مثال، تجویز خوراکی TiO2 با درجه غذایی باعث ایجاد هیپرپلازی اپیتلیال در روده موش‌ها و موش‌ها شد. علاوه بر این، چندین مطالعه همچنین سوالاتی را در مورد اینکه آیا TiO2 باعث تظاهر تومورها در دستگاه گوارش می شود، مطرح کرده اند. با این وجود، چندین مطالعه دیگر به شدت با این نتایج در تناقض بوده و هیچ گونه اثر سرطان زایی مربوط به تجویز خوراکی TiO2 را ثبت نکرده اند.
اکثر مشاهدات در مورد TiO2 بر اساس مطالعات کوتاه مدت حیوانی و آزمایشات آزمایشگاهی بوده است. جالب توجه است، سرطانزایی جزئی تا قابل توجهی در موش هایی که در معرض استنشاق TiO2 قرار گرفتند مشاهده شد. اثر سرطان زا وابسته به غلظت TiO2 بود. اگرچه، بر اساس این یافته‌ها، آژانس بین‌المللی تحقیقات سرطان (IARC) TiO2 را یک عامل سرطان‌زای احتمالی برای انسان می‌دانست، اما هیچ شواهد ملموسی برای تأیید آن گزارش نشده است. علاوه بر این، به جز موش، هیچ حیوان دیگری، از جمله موش و همستر، در مواجهه با TiO2 هیچ گونه سرطان زایی را نشان نداد. این نتایج متناقض نیاز به تایید بیشتر سرطانزایی TiO2 را در حیوانات دیگر برانگیخت. در سال‌های اخیر مطالعات استنشاق مزمن به دلیل هزینه بالا و مسائل مربوط به رفاه حیوانات به طور قابل توجهی کاهش یافته است. بنابراین، نیاز به معرفی مدل های تجربی جدید برای ارزیابی دقیق و سریع سرطان زایی وجود دارد.
اثربخشی مدل موش‌های تراریخته RasH2 در ارزیابی سرطانزایی مزمن در یک مطالعه اخیر، دانشمندان مدل موش های تراریخته rasH2 را برای ارزیابی پتانسیل سرطان زایی مواد شیمیایی در زمانی که برای مدت طولانی، یعنی هجده ماه در معرض قرار می گیرند، توسعه دادند. علاوه بر این، این مدل می‌تواند برای تعیین سرطانزایی مواد شیمیایی برای مدت کوتاه‌تری، مثلاً شش ماه، مورد استفاده قرار گیرد.
تعیین سرطانزایی افزودنی‌های غذایی نشان داد که در مقایسه با مدل موش هتروزیگوت p53، موش‌های rasH2 به سرطان‌زاهای ژنوتوکسیک و غیر ژنوتوکسیک حساس‌تر بودند. در یک مطالعه اخیر، از مدل موش rasH2 برای تعیین اثر قرار گرفتن در معرض استنشاق سیستمیک نانوذرات TiO2 به مدت 26 هفته استفاده شد.
دانشمندان خطر ایجاد تومور در اندام های مختلف را ارزیابی کردند. در مطالعه تجربی 26 هفته ای استنشاقی، موش های rasH2 در معرض غلظت بسیار بالایی یعنی 32 میلی گرم بر متر مکعب نانوذرات TiO2 قرار گرفتند. مشاهده شد که حضور نانوذرات TiO2 باعث فاگوسیتوز ماکروفاژها در نواحی آلوئولی در موش‌های در معرض دید شد که کانون‌های التهابی را تشکیل دادند. این یافته به طور مداوم در هر دو جنس یافت شد. با این حال، بروز تومور، هیپرپلازی یا فیبروز مشاهده نشد.
علاوه بر این، افزایش ظرفیت تکثیر سلولی AEC2 در ضایعاتی که وقوع آن نشان دهنده منشا تومورهای ریه است، رخ نداد. تومور در هیچ عضو دیگری که مورد آزمایش قرار گرفت یافت نشد. مطالعات قبلی مرتبط با ارزیابی قرار گرفتن در معرض TiO2 در موش‌ها و همسترها با چالش‌های مختلفی مانند زمان قرار گرفتن در معرض خیلی کوتاه (مدل موش) یا طول عمر کوتاه‌تر (مدل همستر)، برای تعیین میزان بروز تومورهای ریه در مراحل بعدی مواجه بودند.
با این حال، یافته‌های این مطالعات با نتایج مدل موش rasH2 حاضر مطابقت داشت که نشان‌دهنده عدم اثر سرطانزایی TiO2 در هیچ اندامی بود.
التهاب مداوم فقط در موش‌هایی که در معرض 32 میلی‌گرم بر متر مکعب نانوذرات TiO2 بودند، مشاهده شد، اما در موش‌هایی که کمتر از 8 میلی‌گرم بر متر مکعب داشتند، مشاهده نشد. با این وجود، رسوب نانوذرات TiO2 در غدد لنفاوی مدیاستن در گروه قرار گرفتن در معرض mg/m3 32 شناسایی شد. این نتیجه نشان داد که استنشاق مزمن خطر مشکلات سلامتی طولانی مدت مربوط به اندام های ثانویه را افزایش می دهد.
در مجموع، اثر قرار گرفتن در معرض سیستماتیک استنشاقی نانوذرات TiO2 با استفاده از مدل موش rasH2 هیچ بروز ضایعات پره‌نئوپلاستیک گوارشی، ضایعات التهابی و تومورها را در موش‌های در معرض نشان نداد. علاوه بر این، هیچ گونه تظاهری از فیبروز ریوی و افزایش رسوب کلاژن در سپتوم آلوئول در همه گروه های مورد مطالعه مشاهده نشد. این مطالعه تأیید می‌کند که نانوذرات TiO2 اثرات فیبروتیک یا سرطانزایی جزئی بر روی موش‌ها نشان می‌دهند.
