Sản phẩm nano - coi chừng cường điệu và lừa dối

Những ứng dụng quan trọng của nano trong đời sống đã được chứng minh. Song, đi kèm nó luôn có cả những cường điệu và lừa dối... chỉ vì mục tiêu lợi nhuận.

Phóng to

Trước các quảng cáo hấp dẫn về tính năng của khẩu trang nano, người tiêu dùng cần tỉnh táo để tránh chuốc họa vào thân - Ảnh: H.T.V.

Sự ra đời vật liệu nano là một bước đột phá trong ngành khoa học vật liệu, thúc đẩy sự phát triển của nhiều ngành khoa học cơ bản và khoa học ứng dụng như điện tử, dệt may, mỹ phẩm, hóa chất, môi trường, y khoa... Chỉ trong lĩnh vực y khoa, hạt nano có thể có những ứng dụng tiềm năng như: (I) chất mang thuốc; (II) chẩn đoán hình ảnh; (III) điều trị ung thư; (IV) cảm biến sinh học; (V) chất kháng khuẩn (1).

Mới đây trên thị trường Việt Nam đã xuất hiện một số sản phẩm mang nhãn hiệu nano như khẩu trang có mang hạt nano hay các sản phẩm dinh dưỡng/thực phẩm chức năng nano.

Tuy nhiên, độc tính của hạt nano đối với cơ thể con người còn chưa được hiểu biết đầy đủ, dù đã có nhiều nghiên cứu gần đây về vấn đề này. Vì vậy, bài viết này có mục đích cung cấp cho độc giả những thông tin cập nhật về độc tính tiềm ẩn của các sản phẩm có chứa hạt nano. Đồng thời bước đầu kiến nghị các cơ quan chức năng sớm xây dựng hệ thống văn bản quy phạm về quản lý và đánh giá độc tính cho các loại sản phẩm này.

Hạt nano là gì?

Theo định nghĩa chuẩn của Hiệp hội Kiểm định và vật liệu Hoa Kỳ (2), hạt nano bao gồm những hạt có kích thước nằm trong khoảng từ 1-100nm. Hạt nano rất đa dạng về chủng loại, có thể là hạt nano kim loại, nano chất bán chất hoặc nano polymer và thường có một số hình dạng như: hình cầu, hình que, thể ống, thể đĩa và dạng tấm.

Xét cùng một khối lượng thì tổng diện tích bề mặt của hạt nano sẽ lớn hơn rất nhiều lần so với vật liệu khối. Chính vì vậy, các tính chất hóa - lý như khả năng hấp phụ (absorbing), khả năng thẩm thấu qua bề mặt, hoạt tính xúc tác của hạt nano mạnh hơn nhiều so với các hạt có kích thước lớn (3). Đây chính là nguyên nhân dẫn đến những tác hại tiềm ẩn của các hạt nano.

Phóng to

Cơ chế đáp ứng đại thực bào của phổi đối với các kháng nguyên ngoại lai (vi khuẩn gây bệnh) trong sự hiện diện (B) và bất hiện diện (A) của hạt nano Al2O3 trong phế nang phổi

Độc tính tiềm ẩn của hạt nano

Thống kê các bài báo bàn về độc tính nano (nanotoxicity) được đăng trên các tạp chí chuyên ngành thuộc Nhà xuất bản Elsevier cho thấy số lượng công trình nghiên cứu đã gia tăng nhanh chóng. Nếu như năm 2000 chỉ có 117 công trình khoa học được công bố về độc tố nano thì đến năm 2011 con số này đã lên tới 4.655 công trình. Điều này cho thấy độc tính của các hạt nano/sản phẩm nano là vấn đề được cộng đồng khoa học đặc biệt quan tâm do nó có thể gây ra độc tính tức thời hoặc lâu dài, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người.

Trong nghiên cứu về độc tính nano, người ta thường quan tâm hai khía cạnh quan trọng, đó là sự tích tụ sinh học (bioaccumulation) của các hạt nano trong cơ thể và độc tính gây ra bởi kích thước hạt nano (4). Do hạt nano có kích thước tương tự các thành phần điển hình của tế bào và protein, nên khi đi vào cơ thể, các hạt nano có thể dễ dàng vượt qua những rào cản về mặt cơ học tự nhiên trong cơ thể, kết quả là có thể xảy ra tương tác giữa protein và hạt nano, hoặc giữa hạt nano với các mô gây bất lợi cho hệ thống miễn dịch (5).

Trong một nghiên cứu năm 2007, các nhà khoa học Đức (6) đã chỉ ra rằng hạt nano vàng (Au) có thể làm tổn thương hàng loạt tế bào người sau 12 giờ phơi nhiễm với hạt nano Au có kích thước khoảng 1.4nm.

Tương tự, titantium dioxide (TiO2) được xem là an toàn và được sử dụng trong kem chống nắng khi kích thước hạt ở cấp độ micromet, trong khi theo kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học Anh trên vật chủ là chuột (7), nếu kích thước hạt TiO2 nhỏ hơn 60nm, nó có thể thâm nhập qua biểu mô và làm tổn thương tế bào não.

Một nghiên cứu khác được các nhà khoa học của Đại học Quốc gia Singapore (8) thực hiện cho thấy hạt nano bạc (Ag) - loại hạt được dùng phổ biến làm chất kháng khuẩn cho một số sản phẩm gia dụng như tủ lạnh, máy giặt - lại có thể dễ dàng thâm nhập vào màng tế bào và làm tổn thương các bào quan như ti thể và ADN của tế bào người.

Mới đây nhóm nhà khoa học Mỹ do Braydich-Stolle và cộng sự đã trưng ra bằng chứng về sự ảnh hưởng của hạt nano oxit nhôm (Al2O3) đến cơ chế miễn dịch đại thực bào phế nang phổi (alveolar macrophages) đối với các kháng nguyên ngoại lai (8). Khi vắng mặt các hạt nano ở phế nang phổi, các kháng nguyên sẽ bị vô hiệu hóa và bị đào thải nhờ cơ chế đại thực bào phế nang như chúng ta thấy ở hình (A).

Khi có các hạt nano, chúng sẽ ức chế và làm vô hoạt phản ứng đại bào phế nang, làm cho kháng nguyên không được nhận biết, do đó sẽ không có phản ứng miễn dịch và kết quả sẽ làm tổn thương màng phổi hoặc kẽ phổi.

Như vậy, cho đến nay đã có rất nhiều nghiên cứu cảnh báo về độc tính nano, đặc biệt là độc tính mãn, và những ảnh hưởng của hạt nano trực tiếp đến độc tính ở cấp độ tế bào (cytotoxicity), hoặc đi xa hơn có thể ảnh hưởng đến độc tính ở cấp độ gen (genotoxicity). Chính điều này là một trong những nguyên nhân dẫn đến việc dè dặt sử dụng hạt nano trong các sinh phẩm y khoa.

Nếu có sử dụng thì cũng thường ở trong các trường hợp chẩn đoán thật khẩn thiết, hoặc trong việc điều trị những căn bệnh hiểm nghèo như ung thư khi bệnh nhân còn rất ít sự lựa chọn về liệu pháp, với sự thảo luận kỹ càng giữa bác sĩ và bệnh nhân về các tác hại có thể gặp phải.

Cần hành lang pháp lý

Nhìn chung, trước khi đưa một sinh phẩm vào tiêu thụ, người ta cần phải xây dựng văn bản quy phạm về tiêu chuẩn đánh giá độc tính, bao gồm độc tính cấp (acute toxicity) và độc tính mãn (chronic toxicity) của sản phẩm đó đối với sức khỏe con người. Với các sinh phẩm có chứa hạt nano sử dụng trong y sinh hoặc dinh dưỡng thì bộ quy tắc đánh giá càng phải nghiêm ngặt hơn.

Ngay từ những năm 2000, Ủy ban châu Âu (EC) đã tiến hành xây dựng văn bản quy phạm hướng dẫn đánh giá rủi ro của các sản phẩm nano đối với sức khỏe con người và môi trường, văn bản này được ban hành năm 2005 và tiếp tục được bổ sung sửa đổi vào năm 2009 (9), trong phần liên quan đến sức khỏe con người, người ta tập trung vào các hướng chính:

(I) Tương tác giữa hạt nano và protein

(II) Xác định động học độc tố (toxicokinetics), cụ thể là phải xem xét về sự dịch chuyển và sự phân tán của các hạt nano sau khi phơi nhiễm qua đường hô hấp, đường tiêu hóa, hay qua tiếp xúc.

(III) Đánh giá khả năng bài tiết của các hạt nano ra khỏi cơ thể

(IV) Nghiên cứu độc tố tế bào của hạt nano

(V) Nghiên cứu độc tố gen của hạt nano.

Thiết nghĩ các cơ quản chủ quản cần sớm xây dựng và ban hành những văn bản pháp quy để quản lý các sản phẩm có chứa vật liệu nano. Đồng thời cần sớm xây dựng và ban hành bộ tiêu chuẩn đánh giá độc tính của các sản phẩm nano, đặc biệt các sản phẩm liên quan đến chăm sóc y tế và thực phẩm. Người tiêu dùng cũng nên cảnh giác trước những quảng cáo phóng đại quá mức về tính năng và hiệu quả của các sản phẩm nano để tránh bị ảnh hưởng xấu đến sức khỏe và môi trường.

__________

(1) Q A Pankhurst et al (2003) J. Phys. D: Appl. Phys. 36 R167.
(2) American Society of Testing and Materials.
(3) Nel et al. (2006). Science 311, 622-627.
(4) A.D. Maynard et al. (2011). Toxicological Sciences 120, S109-S129
(5) Braydich-Stolle et al. (2010) ACS Nano, 4, 3661-3670
(6) Y. Pan et al. (2007), Small 3 (11), 1941-1949
(7) G. Federici et al.(2007). Aquat Toxicol. 84, 415-30.
(8) P. V. AshaRani et al. (2009). ACS Nano 3, 279–290.
(9) http://ec.europa.eu/health/ph_risk/committees/04_scenihr/docs/scenihr_o_023.pdf