МУ 1.2.2635-10

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

1.2. ГИГИЕНА, ТОКСИКОЛОГИЯ, САНИТАРИЯ

Медико-биологическая оценка безопасности наноматериалов

Дата введения 2010-05-24

1. Авторский коллектив: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Г.Г.Онищенко); Учреждение Российской академии медицинских наук научно-исследовательский институт питания РАМН (В.А.Тутельян, И.В.Гмошинский, С.А.Хотимченко, И.В.Аксенов, Е.А.Арианова, В.В.Бессонов,  В.М.Верников,  М.М.Гаппаров, Р.В.Распопов, В.В.Смирнова, А.А.Шумакова, О.Н.Тананова, О.И.Передеряев); Федеральное государственное учреждение науки "Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (И.А.Дятлов, В.П.Холоденко, В.А.Чугунов, Е.Н.Кобзев, В.Д.Потапов, Т.И.Рудницкая, Н.С.Грищенко, П.А.Шрамко, В.В.Фирстова, Г.М.Титарева, И.В.Бахтеева, А.С.Бутыркина, О.В.Полежаева, Е.В.Зырина, А.И.Борзилов, Т.И.Комбарова); Учреждение Российской академии медицинских наук научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Почетного академика Н.Ф.Гамалеи РАМН (А.Л.Гинцбург, Б.С.Народицкий, М.М.Шмаров, Д.Ю.Логунов, Л.Н.Нестеренко, Н.А.Зигангирова, Ю.М.Романова, А.Ф.Мороз, М.В.Мезенцева, Д.В.Щебляков, И.Л.Тутыхина, Л.В.Черенова, А.И.Тухватулин, И.Ю.Грибова); Государственное учебно-научное учреждение Биологический факультет Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова (М.П.Кирпичников, К.В.Шайтан, А.П.Бонарцев, А.В.Феофанов, Т.Г.Сазонтова, Ю.В.Архипенко, Д.В.Багров); Учреждение Российской академии наук "Центр "Биоинженерия" РАН (К.Г.Скрябин, О.А.Зейналов, Н.В.Равин, С.П.Комбарова); Учреждение Российской Академии наук Институт биохимии им. А.Н.Баха РАН (В.О.Попов, Б.Б.Дзантиев, А.В.Жердев, Н.В.Голуб); Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы" (ФГУП ВНИИМС) (С.А.Кононогов, С.С.Голубев); ООО "Интерлаб" (А.Н.Веденин, Г.В.Казыдуб).

2. РАЗРАБОТАНЫ Федеральной целевой программы "Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2010 г.г.".

3. УТВЕРЖДЕНЫ Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г.Онищенко 24 мая 2010 г.

4. ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ с 24 мая 2010 г.

5. ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ.

1. Область применения

1.1. Настоящие методические указания устанавливают требования к медико-биологической оценке безопасности наночастиц и наноматериалов искусственного происхождения на основе тестов на культурах клеток, семенах высших растений и лабораторных животных.

1.2. Требования, изложенные в настоящих методических указаниях, применяются в ходе установления безопасности наноматериалов на стадиях их производства, оборота, использования и утилизации в Российской Федерации в целях принятия решений по оценке рисков, связанных с данными процессами.

1.3. Методические указания разработаны с целью обеспечения единства измерений и адаптации имеющихся методов и средств измерений в ходе оценки безопасности наноматериалов искусственного происхождения.

1.4. Методические указания предназначены для специалистов органов 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.

2. Введение

Наноматериалы и наночастицы, являющиеся продуктом современных нанотехнологий, обладают комплексом уникальных свойств, которые открывают широкие перспективы их промышленного применения. Одновременно это создаёт риск возможных неблагоприятных воздействий наноматериалов на организм человека, сельскохозяйственных животных и растения, компоненты природных биоценозов. В ближайшей перспективе следует ожидать резкого увеличения объёмов производства во всём мире и в России ряда приоритетных наноматериалов, в частности таких, как наночастицы оксидов, нитридов и карбидов кремния, титана, цинка, железа, церия, алюминия, вольфрама, металлические наночастицы железа, меди, кобальта, никеля, алюминия, серебра, золота, металлов платиновой группы, кремния, селена, квантовые точки, углеродные нанотрубки, фуллерены, наночастицы биополимеров и рекомбинантных вирусов. Это с неизбежностью приведёт к поступлению значительных количеств наноматериалов в окружающую среду, их накоплению в компонентах биоты и абиотических средах с последующей возможной передачей человеку.

В настоящее время накоплен значительный экспериментальный материал относительно токсичности некоторых наноматериалов для живых организмов. Однако большинство исследований по изучению биологических эффектов наночастиц и наноматериалов выполнено с помощью разнообразных, недостаточно стандартизированных методик и тест систем, причём полученные при этом результаты часто не сопоставимы. В связи с этим большое значение приобретает разработка единой системы стандартных тестов, позволяющих оценивать безопасность новых искусственных наноматериалов по их воздействию на показатели жизнедеятельности стандартизированных биологических систем.

Биологические системы, применение которых возможно для выявления вредных воздействий антропогенных веществ, к числу которых относятся искусственные наноматериалы, весьма разнообразны. В настоящее время их подразделяют на семь подгрупп в соответствии с основными биологическими дисциплинами: микроорганизмы, растения, простейшие организмы, клеточные и субклеточные элементы, различные гидробионты, организмы высших животных. Биотестирование - один из приемов исследования в области токсикологии, используемый с целью установления степени токсического действия химических, физических и биологически неблагоприятных факторов среды, потенциально опасных для человека и компонентов экосистем. Биотестирование не отменяет систему аналитических и аппаратурных методов контроля за содержанием наноматериалов в природной среде, а дополняет ее качественно новыми биологическими показателями, т.к. с точки зрения оценки рисков сами по себе определения концентраций токсикантов имеют относительную ценность. Важно знать не только уровни экспонирования, но и вызываемые ими биологические эффекты. Кроме того, в отличие от физико-химического анализа, биологические методы позволяют оценить обобщенную, или интегральную, реакцию на действие неблагоприятных факторов, характеризуя направленность и скорость происходящих в организмах изменений.

Не существует универсальной тест-системы, способной обнаружить все возможные эффекты искусственных наноматариалов одинаково хорошо. Поэтому на практике все более широкое применение находят наборы тестов, включающих использование различных тест-организмов (бактерий, водорослей, простейших, ракообразных, рыб, растений и ряд других). В настоящее время наибольшее внимание с точки зрения оценки интегральной токсичности почв и вод привлекают биотесты с использованием культур микробных клеток и клеток высших животных, растений, ракообразных, физиологических и поведенческих реакций у высших животных.

В связи с вышеизложенным в качестве биотестов для оценки потенциального вредного воздействия искусственных наноматериалов на живые организмы, входящие в состав природных экосистем, предлагаются микроорганизмы: биолюминесцентный тест на фотобактериях, почвенные микроорганизмы: бактерии Pseudomonas fluorescens и Bacillus subtilis, дрожжи Candida lipolytica, семена высших растений.

Настоящие методические указания разработаны в целях внедрения единого, научно обоснованного, стандартизированного количественного подхода к оценке безопасности искусственных наноматериалов. Разработка методических указаний осуществлена в рамках Федеральной целевой программы "Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2010 г.г.".

3. Общие положения

3.1. Проведение исследований по медико-биологической оценке безопасности наноматериалов определяется правилами надлежащей лабораторной практики.

3.2. Требования к стандартным и исследуемым наноматериалам.

3.2.1. Для верификации, стандартизации и калибровки методов, применяемых при медико-биологической оценке безопасности наноматериалов, используются стандартные образцы наноматериалов (стандарты).

3.2.2. Каждый стандартный образец наноматериала должен быть охарактеризован по показателям химического состава (включая наличие примесей), размеру и форме частиц, удельной площади поверхности, типу кристаллической структуры. Указанные характеристики определяются с использованием методов масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, трансмиссионной электронной микроскопии, определения изотерм адсорбции инертных газов, рентгенофазового (рентгенодифракционного) анализа. В случае стандартных образцов фуллеренов следует использовать метод обращённофазовой ВЭЖХ.

3.2.3. Каждый стандартный образец наноматериала должен быть снабжён "Паспортом безопасности наноматериалов", который должен быть составлен в соответствии с ГОСТ 30333-2007.

3.2.4. Стандартные образцы наноматериалов должны быть упакованы для защиты при транспортировании от загрязнения или порчи.

3.2.5. Хранение стандартных образцов наноматериалов осуществляется отдельно от остальных применяемых веществ с соблюдением условий хранения, указанных в "Паспорте безопасности", на протяжении всего срока годности образца.

3.2.6. Хранение и использование стандартных образцов наноматериалов осуществляется в соответствии с утвержденным протоколом исследования.

3.2.7. Перед проведением тестирования наноматериалов необходимо получить основные физико-химические характеристики наноматериалов, которые включают:

химический состав наноматериалов (содержание основного вещества, содержание примесей и токсичных компонентов);

содержание растворителей или носителей (если они использовались);

рекомендуемый состав среды для получения дисперсий наночастиц;

размеры и форма наночастиц;

стабильность наночастиц при хранении.

3.3. Требования к используемому оборудованию.

3.3.1. Организации, проводящие исследования по медико-биологической оценке безопасности наноматериалов, должны быть оснащены необходимым оборудованием, прошедшим метрологический контроль и калибровку в установленном порядке.

3.3.2. Эксплуатация оборудования проводится в соответствии с техническим паспортом и инструкцией по применению. Результаты проведения калибровки и текущего ремонта оборудования фиксируются в специальном журнале, доступном в любое время сотрудникам, эксплуатирующим оборудование или обеспечивающим его обслуживание.

3.3.3. Для каждого прибора, используемого в исследованиях, в журнале фиксируются следующие сведения: наименование прибора, наименование производителя, страна происхождения, модель прибора, серийный (заводской) номер, дата получения и постановки на учет в лаборатории, дата запуска в эксплуатацию, инвентарный номер, место расположения прибора.

3.3.4. Сотрудник, ответственный за использование и за техническое обслуживание прибора, должен делать записи о плановом обслуживании оборудования, датированные и заверенные подписью ответственного лица, записи о любых повреждениях, отказах, ремонте прибора, датированные и заверенные подписью сотрудника.

3.3.5. Лаборатории, проводящие исследования по медико-биологическому тестированию безопасности наноматериалов методами, связанными с использованием радиоактивных изотопов, должны быть аккредитованы и иметь санитарный паспорт для работы с источниками ионизирующего излучения. Хранение, использование радиоизотопов и утилизация контаминированных ими материалов осуществляется в соответствии с СанПиН 2.6.1.2523-09 "Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009) ".

3.4. Требования к используемым тест-системам:

3.4.1. Характеристики тест-систем, используемых в экспериментах, должны быть паспортизованы и иметь документированный сертификат гарантированного срока использования. Условия проведения исследований на тест-системах должны выполняться строго по инструкции производителя или специально разработанного СОПа и исключать воздействие внешних факторов, способных повлиять на качество получаемых данных.

3.5. Планирование и проведение исследований.

3.5.1. Медико-биологическая оценка безопасности наноматериалов проводится по утвержденному плану с ведением протокола и составлением отчета, в который заносятся все результаты исследований.

3.5.2. Медико-биологическое тестирование наноматериалов, требующее использования лабораторных животных, проводится только на здоровых животных, прошедших карантин.

3.5.3. Животные, используемые в экспериментах, должны иметь ветеринарный сертификат. Преимущественно должны использоваться свободные от патогенной микрофлоры SPF линейные виды.

3.5.4. Для обеспечения индивидуального наблюдения в процессе выполнения исследования животные должны быть идентифицированы. Способ идентификации животного документируется. Все клетки, вольеры, контейнеры, предназначенные для содержания животных, также подлежат маркировке.

3.5.5. Помещения для лабораторных животных должны обеспечивать изоляцию (карантин) поступающих животных, больных животных и животных, подозреваемых в носительстве инфекций; позволять осуществлять раздельное содержание различных видов животных и животных одного вида, соответствовать санитарно-эпидемиологическим  и ветеринарным требованиям. Животные, предназначенные для исследования различных наноматериалов, пространственно изолируются друг от друга.

3.5.6. Корма, оборудование и инвентарь для ухода за животными необходимо хранить в помещениях, изолированных от мест содержания животных.

3.5.7. Исследования безопасности наноматериалов на животных проводятся в соответствии с установленными правилами. Исполнителем должен быть обеспечен контроль за соблюдением правовых и этических норм использования лабораторных животных в соответствии с утверждённым протоколом.

3.5.8. Корма и вода для животных должны обеспечивать пищевые потребности в соответствии с протоколом исследования и действующими нормативными документами.

3.5.9. Результаты медико-биологического тестирования безопасности наноматериалов заносятся в протокол, в котором отражены цели работы и методы, используемые в работе. Протокол исследования утверждается руководителем организации, проводящей исследования, и включает: цель и задачи исследования, имеющиеся сведения о тестируемом наноматериале (физические, химические, биологические, токсикологические свойства), используемые стандарты, схему проведения медико-биологического тестирования и её обоснование, методы введения наноматериала в биологические объекты, применяемые дозы наноматериала, методы исследования, определяемые показатели, результаты исследований, метрологическую характеристику анализа, статистическую обработку результатов исследования, заключение, список используемой литературы.

3.5.10. Вносимые изменения в протокол исследования и отклонения от протокола (незапланированные события, непредвиденные обстоятельства и т.д.) записываются, пронумеровываются, подписываются руководителем исследования, датируются в приложении с указанием причин и утверждаются руководителем организации.

3.6. Требования к оформлению отчета.

3.6.1. По окончании медико-биологического тестирования безопасности наноматериалов на модельных биологических тест-системах оформляется отчет, в котором должны быть представлены: название, адрес организации, даты начала и завершения исследований, цель и задачи исследования; характеристика тестируемого наноматериала, включая имеющиеся сведения о физических, химических, биологических, токсикологических  свойствах; перечень протестированных образцов наноматериала и применяемых стандартов, метод введения наноматериала в биологические объекты, схема проведения исследования, описание методов статистической обработки результатов, результаты исследования, представленные в виде обобщающих таблиц, рисунков с соответствующей статистической обработкой, обсуждение результатов, выводы, список использованной литературы.

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

3.7. Система обеспечения качества медико-биологического тестирования безопасности наноматериалов.

3.7.1.  Контроль за качеством проведения медико-биологического тестирования безопасности наноматериалов включает в себя оформление перечня исследований, проводимых в организации, с указанием для каждого исследования руководителя и заказчика, названия определяемого наноматериала, даты начала и состояния каждого исследования на текущий момент времени, оценку протоколов и методов исследования на соответствие правилам лабораторной практики, мониторинг текущих исследований, отчет о проведенных проверках и рекомендации по устранению недостатков.

3.7.2. Для осуществления контроля качества руководитель организации, проводящей медико-биологическое тестирование безопасности наноматериалов, назначает в соответствии с правилами надлежащей лабораторной практики ответственных лиц за мониторинг исследования из числа сотрудников, не участвующих в исследовании.

3.8. Стандартные операционные процедуры (СОП).

3.8.1. СОП разрабатываются организацией, проводящей медико-биологическую оценку безопасности наноматериалов, на все производственные операции, включая: поступление, идентификацию, маркировку, отбор, обработку проб, использование и хранение исследуемых проб, хранение и аттестацию стандартов; обслуживание и калибровку измерительных приборов и оборудования; ведение биологических тест-систем и их поддержание в функциональном состоянии; приготовление реактивов, ведение записей, отчетов и их хранение; обслуживание помещений; обезвреживание или утилизацию наноматериалов, содержащих образцы и использованные компоненты биологических тест-систем (если это необходимо); осуществление программы по обеспечению качества, и утверждаются руководителем организации.

3.8.2. Соблюдение СОП осуществляется в целях обеспечения качества, достоверности и воспроизводимости результатов исследования.

3.8.3. Отклонения от СОП должны быть документально оформлены, подписаны руководителем исследования и утверждены руководителем организации.

3.8.4. Организация, проводящая исследование по медико-биологической оценке безопасности наноматериалов, обязана:

иметь утвержденный порядок приема и учета поступления анализируемых проб и стандартов наноматериалов;

проводить учет анализируемых проб и стандартов наноматериалов при поступлении, расходовании, возврате заказчику или их утилизации;