Методические рекомендации МР 1.2.0054-11 "Порядок и методы оценки воздействия искусственных наночастиц и наноматериалов на токсическое действие химических веществ" (утв. Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом РФ 29 декабря 2011 г.)

1.2. Гигиена, токсикология, санитария

Методические рекомендации МР 1.2.0054-11
"Порядок и методы оценки воздействия искусственных наночастиц и наноматериалов на токсическое действие химических веществ"
(утв. Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом РФ 29 декабря 2011 г.)

Введены в действие 29 декабря 2011 г.

Введены впервые

I. Область применения

1.1. Настоящие методические рекомендации определяют порядок и методы оценки безопасности искусственных наноматериалов по их влиянию на действие токсичных веществ химической природы обычной (традиционной) дисперсности, являющихся контаминантами окружающей среды.

1.2. Настоящие методические рекомендации могут применяться:

- при оценке безопасности разрабатываемых новых и уже используемых наноматериалов;

- при оценке кумулятивного и интегрального рисков для здоровья населения, связанных с процессами производства и оборота наноматериалов в условиях многофакторного воздействия;

- при проведении экспертизы продукции сельского хозяйства, пищевых продуктов, фармацевтической промышленности, биотехнологического производства, содержащих наночастицы и наноматериалы совместно с другими веществами химической природы, являющимися контаминантами окружающей среды.

1.3. Методические рекомендации разработаны с целью обеспечения единства методов проведения биологических тестов, измерений и представления результатов при оценке одновременного действия наноматериалов и химических токсикантов.

1.4. Методические рекомендации предназначены для специалистов органов и организаций Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, а также могут быть использованы научно-исследовательскими организациями гигиенического профиля, медицинскими учебными заведениями и иными организациями и учреждениями, проводящими исследования по оценке безопасности наноматериалов и продукции наноиндустрии.

II. Введение

В связи с быстрым развитием нанотехнологий в последнее время искусственные наночастицы и наноматериалы могут быть значимыми контаминантами объектов окружающей среды (атмосферный воздух, вода, почва и т.д.) и пищевых продуктов. При этом важно иметь в виду, что в большинстве случаев в условиях массированной антропогенной нагрузки на экосистемы наноматериалы воздействуют на организм человека не изолированно, а в сочетании с большим числом различных веществ химической и биологической природы, являющихся контаминантами объектов окружающей среды и имеющих традиционную степень дисперсности. Задача оценки интегрального риска, т.е. обусловленного совокупным действием на организм разных по механизму воздействия вредных факторов при разных путях их поступления, требует при своей корректной постановке учёта их возможного взаимодействия, приводящего либо к усилению токсического эффекта (синергизм), либо, напротив, к его ослаблению (антагонизм).

В рамках Федеральной целевой программы "Развитие инфраструктуры наноиндустрии на 2008-2011 гг." был разработан и утвержден в установленном порядке Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека ряд методических документов, включающих порядок и методы тестирования эффектов наночастиц и наноматериалов в биологических системах различного уровня организации. Это МУ 1.2.2520-09 "Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности наноматериалов", МУ 1.2.2634-10 "Микробиологическая и молекулярно генетическая оценка воздействия наноматериалов на представителей микробиоценоза", МУ 1.2.2635-10 "Медико-биологическая оценка безопасности наноматериалов", МУ 1.2.2741-10 "Порядок отбора проб для выявления и идентификации наноматериалов в лабораторных животных", МУ 1.2.2745-10 "Порядок отбора проб для характеристики действия наноматериалов на лабораторных животных", МУ 1.2.2869-11 "Порядок оценки токсического действия наноматериалов на лабораторных животных", МУ 1.2.2874-11 "Порядок выявления и идентификации наноматериалов в лабораторных животных", МР 1.2.2522-09 "Выявление наноматериалов, представляющих потенциальную опасность для здоровья человека", МР 1.2.2566-09 "Оценка безопасности наноматериалов in vitro и в модельных системах in vivo". Рассматриваемый комплекс методик позволяет проводить оценку безопасности наночастиц и наноматериалов на иерархически организованной системе биологических объектов in vitro и in vivo, включая культуры микроорганизмов, клеточные культуры, гидробионты (беспозвоночные и рыбы), высшие растения, организмы лабораторных животных с использованием комплекса морфологических, биохимических, токсикологических, микробиологических, физиологических и иных методов. Вместе с тем, вопрос об учёте в рамках указанной методологии совместных эффектов наночастиц и токсикантов "традиционной" природы сохраняет свою актуальность.

Принципиальная возможность усиления токсического действия химических веществ под действием наночастиц связана с двумя основными группами факторов.

Во-первых, согласно имеющимся в настоящее время данным, наночастицы в силу своих малых размеров способны относительно беспрепятственно проникать через физиологические барьеры организма и далее через биологические мембраны в клетки. При этом наночастицы многих видов (в первую очередь металлооксидные), вследствие своей высокой удельной площади поверхности и наличия нескомпенсированных валентных связей на межфазных границах высокой кривизны, обладают способностью к адсорбции больших количеств традиционных токсикантов (таких, как ионы тяжелых металлов, молекулы хлорорганических соединений и другие). Результатом такой суперпозиции свойств может быть транспорт дополнительных количеств токсикантов, связанных на наночастицах, в клетки организма (т.н. эффект "троянского коня").

Во-вторых, способность наночастиц различных видов проникать в клетки и взаимодействовать с ДНК, РНК и другими биополимерами может приводить к изменениям в экспрессии генов, транскрипции и трансляции белка. В результате возможны изменения в активности ряда ферментных систем, в том числе ферментов системы I и II фазы детоксикации ксенобиотиков и антиоксидантной защиты, что, в свою очередь, может приводить к аккумуляции дополнительных количеств химических токсикантов и не менее токсичных продуктов их неполного метаболизма в организме.

Методические подходы, позволяющие оценивать эти эффекты в условиях экспозиции наноматериалами, состоят в оценке показателей (биологических маркеров) токсического действия химических веществ на фоне поступления наноматериалов в сравнении с контрольной группой животных, получающих носитель наноматериала (дисперсионную среду) в соответствии с МУ 1.2.2520-09 "Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности наноматериалов". В качестве наиболее удобных моделей при этом рекомендуется использовать:

а) вариант воздействия на транспорт через барьеры организма, биораспределение и бионакопление химических токсикантов: оценка влияния наночастиц/наноматериалов на показатели интоксикации солями свинца при их введении через желудочно-кишечный тракт (совместно с тестируемым наноматериалом);

б) вариант воздействия наноматериалов на ферменты системы детоксикации ксенобиотиков и антиоксидантной защиты организма: оценка влияния наночастиц/наноматериалов на показатели острой интоксикацией четыреххлористым углеродом при его однократном парентеральном введении.

В результате проведения указанных тестов возможно установление действующих доз наночастиц и наноматериалов, оказывающих значимое усиление токсичности химических веществ и выявление возможных синергических/антагонистических отношений наноматериалов и традиционных токсикантов, что является основой для разработки сценариев оценки интегрального риска для здоровья населения.

III. Нормативные ссылки

3.1. Федеральный закон от 30 марта 1999 года N 52-ФЗ "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения".

3.2. Федеральный закон от 27 декабря 2002 года N 184-ФЗ "О техническом регулировании".

3.3. Федеральный закон от 26 июня 2008 года N 102-ФЗ "Об обеспечении единства измерений"

3.4. Федеральный закон от 10 января 2002 года N 7-ФЗ "Об охране окружающей среды".

3.5. Федеральный закон от 2 января 2000 года N 29-ФЗ "О качестве и безопасности пищевых продуктов".

3.6. Постановление Правительства Российской Федерации от 30 июня 2004 года N 322 "Об утверждении Положения о Федеральной службе в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека".

3.7. Постановление Правительства Российской Федерации от 21 декабря 2000 года N 987 "О государственном надзоре и контроле в области обеспечения качества и безопасности пищевых продуктов".

3.8. Постановление Правительства Российской Федерации от 21 декабря 2000 года N 988 "О государственной регистрации новых пищевых продуктов, материалов и изделий".

3.9. Постановление Правительства Российской Федерации от 2 февраля 2006 года N 60 "Об утверждении Положения о проведении социально-гигиенического мониторинга".

3.10. Постановление Правительства Российской Федерации от 15 сентября 2005 г. N 569 "О Положении об осуществлении государственного санитарно-эпидемиологического надзора в Российской Федерации".

3.11. Приказ Министерства здравоохранения СССР от 12 августа 1977 года N 755 "О мерах по дальнейшему совершенствованию организационных форм работы с использованием экспериментальных животных".

3.12. Приказ Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации от 23 августа 2010 года N 708н "Об утверждении Правил лабораторной практики".

3.13. Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 23 июля 2007 года N 54 "О надзоре за продукцией, полученной с использованием нанотехнологий и содержащих наноматериалы".

3.14. Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 31 октября 2007 года N 79 "Об утверждении Концепции токсикологических исследований, методологии оценки риска, методов идентификации и количественного определения наноматериалов".

3.15. СП 2.2.2.1327-03 "Гигиенические требования к организации технологических процессов, производственному оборудованию и рабочему инструменту".

3.16. СанПиН 2.3.2.1078-01 "Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов".

3.17. МУ 1.2.2520-09 "Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности наноматериалов".

3.18. МУ 1.2.2636-10 "Проведение санитарно-эпидемиологической экспертизы продукции, полученной с использованием нанотехнологий и наноматериалов".

3.19. МУ 1.2.2741-10 "Порядок отбора проб для выявления и идентификации наноматериалов в лабораторных животных".

3.20. МУ 1.2.2745-10 "Порядок отбора проб для характеристики действия наноматериалов на лабораторных животных".

3.21. МУ 1.2.2874-11 "Порядок выявления и идентификации наноматериалов в лабораторных животных".

3.22. МУ 1.2.2634-10 "Микробиологическая и молекулярно генетическая оценка воздействия наноматериалов на представителей микробиоценоза"

3.23. МУ 1.2.2635-10 "Медико-биологическая оценка безопасности наноматериалов".

3.24. МУ 1.2.2869-11 "Порядок оценки токсического действия наноматериалов на лабораторных животных".

3.25. МР 1.2.2522-09 "Выявление наноматериалов, представляющих потенциальную опасность для здоровья человека".

3.26. МР 1.2.2566-09 "Оценка безопасности наноматериалов in vitro и в модельных системах in vivo".

3.27. МР 1.2.0022-11 "Порядок отбора проб для контроля за наноматериалами".

3.28. МР 1.2.0023-11 "Контроль наноматериалов в пищевой продукции".

3.29. МР 1.2.0024-11 "Контроль наноматериалов, применяемых в химической промышленности".

3.30. МР 1.2.2639-10 "Использование методов количественного определения наноматериалов на предприятиях наноиндустрии и в контролирующих организациях".

3.31. МР 1.2.2641-10 "Определение приоритетных видов наноматериалов в объектах окружающей среды, живых организмах и пищевых продуктах".

3.32. Р 2.1.10.1920-04 "Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду".

3.33. ГОСТ 20288-74 "Реактивы. Углерод четыреххлористый. Технические условия".

3.34. ГОСТ 25336-82 "Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры".

3.41. ГОСТ 26678-85 "Холодильники и морозильники бытовые электрические компрессионные параметрического ряда. Общие технические условия".

3.42. ГОСТ Р 51652-2000 "Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Технические условия".

3.43. ГОСТ 30178-96 "Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения тяжелых металлов".

3.44. ГОСТ 26929-94 "Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения содержания токсичных элементов".

3.45. ГОСТ 24104-2001 "Весы лабораторные. Общие технические требования".

3.46. ГОСТ 1770-74 "Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия".

3.47. ГОСТ 4568-95 "Калий хлористый. Технические условия".

3.48 ГОСТ 14919 "Электроплиты, электроплитки и жарочные электрошкафы бытовые. Общие технические условия".

3.49. ГОСТ 9147-80 "Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия".

3.50. ГОСТ 19908-90 "Тигли, чаши, стаканы, колбы, воронки, пробирки и наконечники из прозрачного кварцевого стекла. Общие технические условия".

3.51. ГОСТ 5457-75 "Ацетилен растворенный и газообразный технический. Технические условия".

3.52. ГОСТ 6709-72 "Boдa диcтиллиpoвaннaя. Tеxничеcкие уcлoвия".

3.53. ГОСТ 11125-84 "Кислота азотная особой чистоты. Технические условия".

3.54. ГОСТ 14261-77 "Кислота соляная особой чистоты. Технические условия".

3.55. ГОСТ 18300-87 "Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия".

3.56. ГОСТ 7.32-2001 "Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления".

3.57. ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2006 "Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий".

IV. Общие положения

4.1. Целью оценки воздействия наноматериалов на показатели токсичности химических веществ является:

- установление возможного синергического/антагонистического взаимодействия наночастиц и наноматериалов с химическими токсикантами традиционной природы в условиях их сочетанного воздействия через объекты окружающей среды (атмосферный воздух, вода и другие) и пищевые продукты;

- выявление ферментных, биохимических и физиологических процессов, являющихся мишенями сочетанного токсического действия наноматериалов и химических токсикантов;

- установление зависимости доза-эффект, возможных эффектов кумуляции наночастиц в организмах животных на фоне интоксикации химическими веществами;

- токсиколого-гигиеническая и медико-биологическая оценка безопасности наноматериалов и продукции, их содержащей;

- гигиеническое нормирование содержания наноматериалов в объектах окружающей среды и потребительской продукции;

- экспертиза продукции, содержащей наночастицы и наноматериалы, производимой на территории Российской Федерации или ввозимой на территорию Российской Федерации;

- оценка интегрального риска для здоровья населения при сочетанном поступлении наноматериалов и химических токсикантов в организм с пищей, водой, атмосферным воздухом и иными путями;

- разработка мероприятий по охране окружающей среды от сочетанного воздействия наноматериалов и химических токсикантов.

4.2. Оценка воздействия наноматериалов на показатели токсичности химических веществ, являющихся контаминантами окружающей среды, проводится в модельных экспериментах in vivo, при путях поступления наночастиц и наноматериалов, максимально приближенных к условиям экспонирования ими через объекты окружающей среды в обстановке реального воздействия.

4.3. Объектами оценки воздействия наноматериалов на показатели токсичности химических веществ являются интегральные, морфологические, биохимические и функциональные (физиологические) показатели, являющиеся наиболее чувствительными маркерами интоксикации химическими веществами.

4.4. Выбор биологического объекта воздействия наночастиц и наноматериалов (вида, линии лабораторных животных), принципы выбора действующих доз, пути, длительность и кратность введения наночастиц и наноматериалов, состав опытных и контрольных групп тестируемых организмов устанавливаются для отдельных тест-систем в соответствии с МУ 1.2.2520-09 "Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности наноматериалов", МР 1.2.2566-09 "Оценка безопасности наноматериалов in vitro и в модельных системах in vivo", МУ 1.2.2634-10 "Микробиологическая и молекулярно генетическая оценка воздействия наноматериалов на представителей микробиоценоза", МУ 1.2.2635-10 "Медико-биологическая оценка безопасности наноматериалов", МУ 1.2.2869-11 "Порядок оценки токсического действия наноматериалов на лабораторных животных".

4.5. При выборе наноматериалов и химических токсикантов традиционной природы при оценке их токсического действия необходимо принимать во внимание:

- наличие сценариев возможного сочетанного воздействия на организм наноматериалов и контаминантов химической природы на данной территории, в условиях промышленного производства или при потреблении продукции определённого типа;

- данные литературы из источников, отвечающих критериям научной полноты и достоверности о наличии у тестируемых наноматериалов способности к связыванию и транспорту контаминантов химической природы и/или эффектов в отношении систем организма, ответственных за их биотрансформацию и/или выведение (клиренс);

- степень потенциальной опасности наноматериалов для здоровья человека в соответствии с МР 1.2.2522-09 "Выявление наноматериалов, представляющих потенциальную опасность для здоровья человека".

4.6. Лаборатория (организация), проводящая исследования по влиянию наночастиц и наноматериалов на токсическое действие контаминантов окружающей среды химической природы, должна быть аккредитована на проведение работ в соответствующей области. В лаборатории должны соблюдаться правила надлежащей лабораторной практики в соответствии с приказом Министерства здравоохранения и социально развития Российской Федерации от 23 августа 2010 года N 708н "Об утверждении Правил лабораторной практики".

4.7. В организации (лаборатории), проводящей исследования по влиянию наночастиц и наноматериалов на токсическое действие контаминантов окружающей среды химической природы, должна быть разработана программа по обеспечению качества проводимых исследований. Все производственные операции проводятся в соответствии со Стандартными операционными процедурами (СОП), осуществляемыми в целях обеспечения качества, достоверности и воспроизводимости результатов исследования.

4.8. Организации (лаборатории), проводящие исследования по влиянию наночастиц и наноматериалов на токсическое действие контаминантов окружающей среды химической природы, должны быть укомплектованы необходимым оборудованием и средствами измерений, прошедшими поверку (калибровку) в установленном порядке. Эксплуатация оборудования и средств измерений проводится в соответствии с техническим паспортом и инструкцией по применению. Результаты проведения поверки (калибровки) и текущего ремонта оборудования фиксируются в специальном журнале, доступном в любое время сотрудникам, эксплуатирующим оборудование или обеспечивающим его обслуживание. Применяются средства измерений, имеющие сертификат и зарегистрированные в Государственном реестре средств измерений.

4.9. Организации (лаборатории), проводящие исследования по влиянию наночастиц и наноматериалов на токсическое действие контаминантов окружающей среды химической природы, должны иметь помещения для содержания и работы с лабораторными животными (виварии, клиники лабораторных животных), требования к которым изложены в МУ 1.2.2869-11 "Порядок оценки токсического действия наноматериалов на лабораторных животных".

4.10. Организации (лаборатории) проводящие исследования по влиянию наночастиц и наноматериалов на токсическое действие контаминантов окружающей среды химической природы, должны иметь специальные оборудованные помещения для работы с биологическим материалом (препарирование, пробоподготовка). Для обработки материала, содержащего наноматериалы, должны быть установлены ламинарные шкафы, обеспечивающие вертикальный поток воздуха, а также возможность работы без ламинарного потока и длительную экспозицию облучения внутренних поверхностей ультрафиолетовым светом.

4.11. Организации (лаборатории), проводящие исследования по влиянию наночастиц и наноматериалов на токсическое действие контаминантов окружающей среды химической природы, должны иметь оборудование, обеспечивающее безопасность работы с наноматериалами неорганического и биогенного происхождения: ламинарные вытяжные шкафы, перчаточные боксы, снабжённые системой вентиляции (НЕРА-фильтры), препятствующие поступлению аэрозоля наноматериалов в воздух производственных помещений и в окружающую среду.

4.12. Документом, подтверждающим результаты проведённых исследований наноматериалов, является отчёт о проведённом исследовании. Отчет содержит следующие сведения:

- название исследования;

- адрес организации;

- даты начала и завершения исследований;

- цель и задачи исследования;

- характеристика тестируемого наноматериала (химический состав, CAS-номер, средний, минимальный и максимальный размер частиц, форма частиц, наличие примесей, состав дисперсионной среды (носителя) в соответствии с МУ 1.2.2636-10 "Проведение санитарно-эпидемиологической экспертизы продукции, полученной с использованием нанотехнологий и наноматериалов";

- характеристика применяемого модельного химического токсиканта (химический состав, номер CAS, степень чистоты, наличие токсичных примесей, фирма-производитель, токсикологическая характеристика (в том числе ));

- перечень исследованных биологических образцов и применяемых стандартных образцов;

- вид, линию, пол и возраст используемых лабораторных животных;

- состав применяемых рационов, условия содержания животных,

- метод введения наночастиц/наноматериалов и контаминантов окружающей среды химической природы, применяемые дозы, длительность и кратность введения;

- схема проведения исследования;

- перечень использованных средств измерений и вспомогательного оборудования и режимы их работы;

- методы статистической обработки результатов;

- результаты исследования, представленные в виде обобщающих таблиц, рисунков с соответствующей статистической обработкой и комментариев к ним;

- заключение; выводы; список использованных источников.

Оформление отчёта о результатах исследования должно соответствовать требованиям ГОСТ 7.32-2001 "Отчёт о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления".

Отчет о результатах проведенного исследования составляется ответственным исполнителем, утверждается руководителем организации и скрепляется печатью организации.

4.13. Организация (лаборатория), проводящая исследования по влиянию наночастиц и наноматериалов на токсическое действие контаминантов окружающей среды химической природы, должна обеспечить конфиденциальность результатов исследований в рамках принятых ею обязательств и в соответствии с законодательством Российской Федерации.

V. Порядок изучения воздействия искусственных наночастиц и наноматериалов на токсическое действие химических веществ

5.1. Воздействие наночастиц и наноматериалов на показатели токсического действия солей свинца при пероральном введении

5.1.1. Модель системного токсического воздействия водорастворимой соли свинца (II) (ацетата свинца) на лабораторных животных воспроизводится при многократном внутрижелудочном введении этого вещества в дозе 20 мг/кг массы тела (по свинцу) на протяжении не менее 21 дня. Цель использования данной модели - установить возможность усиления проникновения токсиканта традиционной степени дисперсности (ионов свинца) через барьеры организма (барьер желудочно-кишечного тракта, гемоэнцефалический барьер) под воздействием наночастиц (т.н. эффект "троянского коня").

5.1.2. Тестирование проводится на лабораторных крысах самцах (линии Вистар или нелинейных) исходной массой тела 80 - 100 г. Животные, получаемые из питомника, должны быть здоровыми и свободными от специфических патогенов вирусной, бактериальной, грибковой и паразитарной природы.

Возможно использование при проведении тестирования животных других видов и линий (в частности, линейных мышей). Вводимые дозы наноматериалов и свинца при этом должны быть модифицированы в соответствии с видовыми особенностями чувствительности этих животных к изучаемым токсическим воздействиям.

5.1.3. Крыс содержат в клетках из ударопрочной пластмассы группами по 3-4 особи. Рацион и воду животным предоставляют в режиме неограниченного доступа. Условия содержания и работы с животными соответствуют требованиям МУ 1.2.2520-09 "Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности наноматериалов" и МУ 1.2.2869-11 "Порядок оценки токсического действия наноматериалов на лабораторных животных".

5.1.4. В течение всего эксперимента животные получают полусинтетический рацион согласно МУ 1.2.2520-09 "Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности наноматериалов". При составлении рационов используют: а) основные пищевые ингредиенты (крахмал кукурузный, казеин, масло подсолнечное, лярд, отруби), удовлетворяющие требованиям качества и безопасности пищевой продукции по химическим и микробиологическим показателям (СанПиН 2.3.2.1078-01); б) ингредиенты витаминной смеси (витамины) отвечающие требованиям Государственной фармакопеи; в) ингредиенты солевой смеси (минеральные соли) отечественного производства квалификации х.ч. или ч.д.а. или импортные аналоги, удовлетворяющие требованиям ГОСТ на соответствующие реактивы.

В процессе эксперимента содержание свинца в ингредиентах рациона контролируют методом атомно-абсорбционной спектрометрии.

5.1.5. Для проведения тестирования формируют три группы животных численностью на менее 8 (предпочтительно 9-10) особей. Исходные средние массы животных трёх групп не должны различаться в пределах более %. Перед началом введения тестируемых препаратов животные проходят 7-дневный период адаптации к рациону и условиям содержания. По окончании периода адаптации массу тела животных повторно контролируют; животных, отстающих в приросте массы, а также имеющих внешние признаки патологии, выбраковывают.

5.1.6. При воспроизведении модели токсического действия используют ацетат свинца (II) тригидрат , CAS No 6080-56-4, химический реактив квалификации х.ч. или импортный аналог ("Analytical grade").

Примечание: 1) ацетат свинца гигроскопичен и при хранении в неплотно закрытой упаковке поглощает дополнительные количества воды, что приводит к снижению процентного содержания свинца. При необходимости содержание свинца в препарате может быть проверено методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии; 2) использование нитрата свинца при тестировании не рекомендуется ввиду наличия у нитрат-иона собственных токсических свойств.

5.1.7. Тестируемые наночастицы и наноматериалы диспергируют в дистиллированной воде и дополнительно обрабатывают ультразвуком (частота 44 кГц, время и мощность обработки устанавливаются опытным путём) во избежание процессов агрегации. При необходимости степень диспергирования наноматериала проверяют методом электронной микроскопии согласно МР 1.2.2641-10 "Определение приоритетных видов наноматериалов в объектах окружающей среды, живых организмах и пищевых продуктах". Немедленно после приготовления дисперсии наноматериала в неё добавляют ацетат свинца в виде водного раствора.

5.1.8. Тестируемые препараты вводят животным ежедневно внутрижелудочно через зонд на протяжении не менее 21 дня (предпочтительно 23-24 дня) эксперимента.

Используют следующие группы животных приблизительно равной численности:

группа 1 - введение ацетата свинца в дозе 20 мг/кг массы тела/день (в пересчете на свинец) - контроль токсического действия;

группа 2 - введение ацетата свинца в дозе 20 мг/кг массы тела/день (в пересчете на свинец) в смеси с дисперсией наночастиц в дозе "А";

группа 3 - введение ацетата свинца в дозе 20 мг/кг массы тела/день (в пересчете на свинец), в смеси с дисперсией наночастиц в дозе "Б".

Примечание: 1) величину дозы "А" наноматериала устанавливают на основе анализа возможных сценариев пероральной экспозиции наноматериалом человека в условиях контаминации пищевых продуктов и воды отходами деятельности нанотехнологических производств и (или) возможного поступления наноматериала, входящего в состав потребительской продукции с учётом возможной неопределённости и 10-кратного коэффициента запаса, определяемого биологической природой используемой модели (тестирование на грызунах); 2) доза "Б" является 10-100-кратно агравированной (увеличенной) в сравнении с дозой "А"; 3) при выборе доз наноматериала следует учитывать данные о его собственных токсических свойствах (в том числе ) - при наличии таковых.

5.1.9. Не более чем за 3 суток до завершения введения тестируемых препаратов возможно проведение тестирования сочетанного нейротоксического действия наночастиц по поведенческим реакциям животных (МУ 1.2.2635-10 "Медико-биологическая оценка безопасности наноматериалов", пункты 6.7.1-6.7.3). Продолжительность поведенческих тестов составляет в разных вариантах от 1 часа до 25 часов. После этого, но не более чем за 1-2 суток до окончания тестирования, животных помещают на 16-18 часов в обменные клетки, обеспечивающие раздельный сбор кала и мочи. Мочу животных собирают для определения уровней экскреции 5-аминолевуленовой кислоты (АЛК) и её метаболитов.

5.1.10. За 12 часов до забоя у животных забирают всю пищу. Умерщвление животных проводят одним из способов согласно МУ 1.2.2869-11 "Порядок оценки токсического действия наноматериалов на лабораторных животных".

Перечень отбираемых проб включает: цельная кровь, отбираемая на антикоагулянт (трикалиевая соль ЭДТА); сыворотка крови; внутренние органы (печень, почки, селезёнка, сердце, семенники, тимус, лёгкие, надпочечники, головной мозг).

Отбор биологических образцов для исследования осуществляют в соответствии с МУ 1.2.2745-10 "Порядок отбора проб для характеристики действия наноматериалов на лабораторных животных".

5.1.11. Перечень интегральных и биохимических показателей токсического действия ионов свинца (II) на организм животных представлен в пункте 6.1 настоящих методических рекомендаций.

5.1.12. Оценку воздействия наночастиц/наноматериалов на показатели токсического действия ионов свинца проводят на основании результатов статистической обработки результатов исследований в соответствии со следующими критериями:

а) критерий однородности распределения показателя в трёх группах животных; используется параметрический тест на остаточную дисперсию ANOVA;

б) факторный анализ с использованием параметрического теста на остаточную дисперсию ANOVA по фактору воздействия наночастиц;

в) парное сравнение животных 1-ой группы с животными 2-ой и 3-ей группы с использованием критериев непараметрической статистики (тесты Манна-Уитни или Колмогорова-Смирнова).

При проведении статистической обработки рекомендуется использовать профессиональные пакеты статистических программ "Statistica" (версия от 6.0 и выше), "SPSS" (версия от 11.5 и выше) или их аналоги.

Воздействие наночастиц/наноматериалов на показатели токсического действия ионов свинца считается выявленным при достоверности различия на уровне значимости P=0,05 и менее.

5.2. Воздействие наночастиц и наноматериалов на показатели острого гепатотоксического действия четыреххлористого углерода

5.2.1. Модель острого гепатотоксического воздействия четыреххлористого углерода () на лабораторных животных воспроизводится путём однократного парентерального введения в подходящем носителе на фоне введения животным исследуемых наночастиц и наноматериалов. Цель использования данной модели - установить возможные воздействия наноматериала на показатели системы детоксикации ксенобиотиков и антиоксидантной защиты, являющиеся мишенями острого токсического воздействия хлорорганического соединения, что определяет возможность синергических токсических эффектов наноматериалов и химических токсикантов традиционной природы.

5.2.2. Тестирование проводят на крысах самцах (линии Вистар или нелинейных) исходной массой г. Животных делят на 7 групп равной численности. Численность групп не должны быть менее 8 особей (предпочтительно 9-10). При формировании групп животных учитывают положения, содержащиеся в п. 5.1.5. настоящих методических рекомендаций. Животные всех групп получают на протяжении всего периода тестирования полусинтетический рацион согласно МР 1.2.2520-09 "Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности наноматериалов". Характеристики ингредиентов, применяемых при составлении рациона, представлены в пункте 5.1.4. настоящих методических рекомендаций.

Возможно использование при проведении тестирования животных других видов и линий (в частности, линейных мышей). Вводимые дозы наноматериалов и CCl4 при этом должны быть модифицированы в соответствии с видовыми особенностями чувствительности этих животных к изучаемым токсическим воздействиям.

5.2.3. Условия содержания животных соответствуют требованиям МУ 1.2.2520-09 "Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности наноматериалов" и МУ 1.2.2869-11 "Порядок оценки токсического действия наноматериалов на лабораторных животных", а также пункту 5.1.3 настоящих методических рекомендаций.

5.2.4. Модель острого гепатотоксического действия воспроизводят путём внутрибрюшинного (в/б) введения за 24 часа до окончания тестирования раствора (реактив квалификации х.ч. или импортный аналог "Analytical grade" по ГОСТ 20288-74) в подходящем носителе (пищевом растительном масле, удовлетворяющем по показателям безопасности требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01).

5.2.5. Формируемые для проведения тестирования группы животных включают:

Группа 1 - интактные, контрольные животные;

Группа 2 - в/б введение носителя (растительного масла) в дозе 2 массы тела (контроль носителя);

Группа 3 - в/б введение 25% (об/об) в растительном масле в дозе 2 массы тела;

Группа 4 - введение животным исследуемых наночастиц или наноматериалов в режиме подострого эксперимента (МУ 1.2.2520-09 "Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности наноматериалов") с использованием одного из возможных способов экспонирования (внутрижелудочное, ингаляционное, интратрахеальное, накожное, парентеральное) на протяжении не менее 28 дней (предпочтительно не менее 90 дней) в дозе "А"; в/б введение 25% (об/об) в растительном масле в дозе 2 массы тела;

Группа 5 - введение животных исследуемых наночастиц или наноматериалов аналогично группе 4 в дозе "Б"; в/б введение 25% (об/об) в растительном масле в дозе 2 массы тела;

Группа 6 - введение животных исследуемых наночастица или наноматериалов аналогично группе 4 в дозе "А"; в/б введение носителя (растительного масла) в дозе 2 массы тела;

Группа 7 - введение животным исследуемых наночастиц или наноматериалов аналогично группе 4 в дозе "Б"; в/б введение носителя (растительного масла) в дозе 2 массы тела.

Примечание: 1) величину дозы "А" наноматериала устанавливают на основе анализа возможных сценариев экспозиции наноматериалом человека при различных путях его поступления в организм (с атмосферным воздухом, пищей, водой, косметическими средствами, другими путями) с учётом возможной неопределённости и 10-кратного коэффициента запаса, определяемого биологической природой используемой модели (тестирование на грызунах); 2) доза "Б" является 10-100-кратно агравированной (увеличенной) в сравнении с дозой "А"; 3) при выборе доз наноматериала следует учитывать данные о его собственных токсических свойствах (в том числе ) - при наличии таковых.

5.2.6. Методы и кратность обработки животными наноматериалами при различных путях их поступления выбираются в зависимости от задач тестирования в соответствии с МУ 1.2.2869-11 "Порядок оценки токсического действия наноматериалов на лабораторных животных" (пункт 4.3.). Для ингаляционного и перорального пути поступления наноматериалов следует придерживаться МУ 1.2.2520-09 "Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности наноматериалов" (пункты 6.3.6, 6.3.7.).

5.2.7. Подготовка препаратов наноматериалов для введения животным проводится в соответствии с МУ 1.2.2869-11 "Порядок оценки токсического действия наноматериалов на лабораторных животных" (пункт 4.4.). При диспергировании наноматериалов следует по возможности избегать использования токсичных ПАВ и других стабилизирующих добавок традиционной степени дисперсности.

5.2.8. Перечень интегральных и биохимических показателей токсического действия четыреххлористого углерода на организм животных представлен в пункте 6.2 настоящих методических рекомендаций.

5.2.9. Оценку воздействия наночастиц/наноматериалов на показатели гепатотоксического действия проводят на основании результатов статистической обработки результатов исследований в соответствии со следующими критериями:

а) критерий однородности распределения показателя в семи группах животных, параметрический тест на остаточную дисперсию ANOVA;

б) факторный анализ с использованием параметрического теста на остаточную дисперсию ANOVA отдельно по факторам воздействия наночастиц и ;

в) парное сравнение животных 1-ой группы с животными 2-ой и 3-ей групп с использованием критериев непараметрической статистики (тесты Манна-Уитни или Колмогорова-Смирнова) в целях оценки корректности использования модели острой гепатотоксичности);

в) парное сравнение животных 3-ей группы с животными 4-ой и 5-ой групп в целях выявления эффектов наноматериала, в том числе дозозависимых;

г) парное сравнение животных 4-ой группы с животными 6-ой группы и животных 5-ой группы с животными 7-ой группы в целях оценки специфичности эффекта, обусловленного в/б введением на фоне действия носителя.

При проведении статистической обработки рекомендуется использовать профессиональные пакеты статистических программ, согласно п. 5.1.12. настоящих методических рекомендаций.

Воздействие наночастиц/наноматериалов на показатели острого гепатотоксического считается выявленным при достоверности различия на уровне значимости P = 0,05 и менее.

VI. Показатели и методы оценки влияния искусственных наночастиц и наноматериалов на токсическое действие веществ химической природы

6.1. Оценка влияния наночастиц и наноматериалов на токсичность и бионакопление ионов свинца

6.1.1. Интегральные показатели: общее состояние животных (летальность на протяжении тестирования, внешний вид, поведение, двигательная активность, состояние шерстного покрова), поедаемость корма, масса тела, абсолютная и относительная масса внутренних органов (печень, почки, надпочечники, селезенка, сердце, легкие, тимус, гипофиз, головной мозг, семенники) оценивают в соответствии с МУ 1.2.2520-09 "Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности наноматериалов" (пункт 6.4.7.3.).

6.1.2. Оценку морфологических показателей (гистологическое исследование тканей на светооптическом уровне) проводят в печени, почках, селезенке, гонадах, головном мозге согласно общепринятым методикам (МУ 1.2.2520-09 "Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности наноматериалов", пункт 6.4.7.3.).

6.1.3. Гематологические показатели, определяемые в цельной крови животных, включают: содержание общего гемоглобина, показателя гематокрита, содержания эритроцитов, среднее содержание гемоглобина в эритроците, средний объём эритроцита, средняя концентрация гемоглобина в эритроците, содержание лейкоцитов, нейтрофилов, эозинофилов, базофилов, лимфоцитов, моноцитов, содержание тромбоцитов, средний объём тромбоцита, относительный объём тромбоцита в цельной крови.

При определении гематологических показателей используют стандартные методики, применяемые при клиническом анализе крови*. При анализе возможно использование автоматических гематологических анализаторов, например, Coulter AC TTM 5 diff OV (производства "Beckman Coulter", США) или других с аналагичными параметрами. В этом случае подготовку и обработку биологического материала для анализа проводят в соответствии с инструкцией к применяемому оборудованию.

6.1.4. Биохимические показатели, определяемые в сыворотке крови животных, включают: общий белок, альбумин, глюкозу, креатинин, мочевину, мочевую кислоту; аланинаминотрансферазу (АЛТ), аспартатаминотрансферазу (АСТ), щелочную фосфатазу (ЩФ), небелковые тиолы. В зависимости от выраженности и характера действия тестируемого наноматериала возможна характеристика и ряда других биохимических показателей согласно МУ 1.2.2520-09 "Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности наноматериалов" (пункт 6.4.7.3.).

6.1.5. Биохимические показатели, определяемые в печени животных, включают определение уровня небелковых тиолов (глутатиона). Методика анализа представлена в Приложении 1. В зависимости от выраженности и характера действия тестируемого наноматериала возможна характеристика и ряда других биохимических показателей в ткани печени согласно МУ 1.2.2520-09 "Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности наноматериалов" (пункт 6.4.7.3.).

6.1.6. Показатели апоптоза клеток печени (гепатоцитов) характеризуют методом проточной цитофлуориметрии. Принцип метода основан на свойстве аннексина V связываться с фосфатидилсерином клеточной мембраны и способности 7-AAD (7-аминоактиномицин) встраиваться между цитозином и гуанином двухцепочечной ДНК клеток с нарушенной целостностью мембраны. Комбинированная окраска аннексин V-FITC и 7-ААD позволяет идентифицировать неапоптозные - живые клетки (при сочетании аннексин V-негативные/7- ААD-негативные), ранние проапоптотические изменения (при сочетании аннексин V-позитивные/7-ААD-негативные), поздние варианты клеточной гибели (при сочетании аннексин V-позитивные /7-ААD-позитивные клетки) и мертвые клетки (аннексин V-негативные /7-ААD-позитивные клетки).

При проведении цитофлуориметрического исследования гепатоцитов следует использовать методы пробоподготовки и анализа, утверждённые в установленном порядке.

6.1.7. Специфический показатель тяжести свинцовой интоксикации - уровень экскреции 5-аминолевуленовой кислоты определяют в моче животных в соответствии с методикой, приведенной в приложении 2 к настоящим методическим рекомендациям.

6.1.8. Накопление свинца в органах и тканях животных (печень, почки, головной мозг, селезенка, гонады, сыворотка крови) определяют с использованием стандартных методов элементного (химического) анализа. Используют методы атомно-эмиссионной спектрофотометрии или масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой в соответствии с МР 1.2.2641-10 "Определение приоритетных видов наноматериалов в объектах окружающей среды, живых организмах и пищевых продуктах" (пункты 6.1, 6.2.). При этом возможно одновременное определение в образце накопления химических элементов, входящих в состав тестируемых наночастиц (при наличии подходящих маркерных элементов в соответствии с МР 1.2.2639-10 "Использование методов количественного определения наноматериалов на предприятиях наноиндустрии и в контролирующих организациях" (пункт 7.1.), что является дополнительной характеристикой проникновения наноматериалов через физиологические барьеры организма и распределения по органам и тканям.

В качестве варианта при оценке накопления свинца в образцах органов и тканей можно использовать более простой и менее дорогостоящий метод атомно-абсорбционной спектрофотометрии. Методика пробоподготовки и проведения анализа этим методом приведена в приложении 3 к настоящим методическим рекоендациям.

6.1.9. Оценка влияния наночастиц на нейротоксические эффекты свинца осуществляется с использованием методов анализа поведенческих реакций: тест "открытое поле", тест "приподнятый крестообразный лабиринт", тест "условного рефлекса пассивного избегания" в соответствии с МУ 1.2.2635-10 "Медико-биологическая оценка безопасности наноматериалов" (пункты 6.7.1 - 6.7.3.).

6.2. Оценка влияния наночастиц и наноматериалов на острую гепатотоксичность четыреххлористого углерода

6.2.1. Интегральные показатели животных на протяжении периода введения наноматериала и при забое оценивают, как указано в пункте 6.1.1 настоящих методических рекомендаций.

6.2.2. Оценку морфологических показателей (макроскопическое обзорное исследование, гистологическое исследование тканей на светооптическом уровне) проводят в печени животных согласно общепринятым методикам (МУ 1.2.2520-09 "Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности наноматериалов", пункт 6.4.7.3.).

6.2.3. Гематологические показатели, определяемые в цельной крови животных, и методы их определения представлены в пункте 6.1.3 настоящих методических рекомендаций.

6.2.4. Биохимические показатели, определяемые в сыворотке крови животных, и методы их определения представлены в пункте 6.1.4 настоящих методических рекомендаций.

6.2.5. В печени животных осуществляется определение следующих основных биохимических показателей.

6.2.5.1. Функциональное состояние ферментов I и II фазы метаболизма ксенобиотиков (общее содержание цитохромов Р-450 и , активность этокси-резоруфиндеалкилазы, метоксирезоруфиндеалкилазы, пентоксирезоруфиндеалкилазы, глутатионтрансферазы, УДФ-глюкуронозилтрансферазы, хинонредуктазы). Определение содержания и активности ферментов осуществляют с использованием методик, изложенных в приложении 4 к настоящим методическим рекомендациям.

6.2.5.2. Стабильность биологических мембран (общая и неседиментируемая активность лизосомальных ферментов: арилсульфатаз А и В, -галактозидазы, -глюкуронидазы). Определение активности ферментов осуществляют с использованием методик, изложенных в приложении 4 к настоящим методическим рекомендациям.

6.2.5.3 Содержание небелковых тиолов печени определяют спектрофотометрическим методом, как указано в приложении 1 к настоящим методическим рекомендациям.

6.2.5.4. Активность ферментов системы антиоксидантной защиты в печени и показатели перекисного окисления липидов (ПОЛ) определяют методами, представленными в приложении 5 к настоящим методическим рекомендациям.

6.2.6. Показатели апоптоза клеток печени (гепатоцитов) характеризуют методом проточной цитофлуориметрии, как указано в пункте 6.1.6 настоящих методических рекомендаций.

Руководитель Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Главный государственный санитарный врач Российской Федерации

Г.Г. Онищенко

______________________________

* "Лабораторные методы исследования в клинике": Справочник / Под редакцией Меньшикова В.В. - М.: Медицина, 1987