ISSN: 0377-9777 / e-ISSN: 1308-2523
Ana Sayfa İletişim English
 
Nanoteknolojiden nanogenotoksikolojiye: kobalt-krom nanopartiküllerinin genotoksik etkisi [Turk Hij Den Biyol Derg]
Turk Hij Den Biyol Derg. 2013; 70(1): 33-42 | DOI: 10.5505/TurkHijyen.2013.70298  

Nanoteknolojiden nanogenotoksikolojiye: kobalt-krom nanopartiküllerinin genotoksik etkisi

Zülal Atlı Şekeroğlu
Ordu Üniversitesi Fen-edebiyat Fakültesi, Biyoloji Bölümü, Ordu

Nanoteknoloji materyalleri nanometre seviyesinde ölçülebilecek düzeyde işleyen, pek çok araştırma alanını ya da disiplini birleştiren mul¬tidisipliner bir teknolojidir. Nanomateryaller; bilim, teknoloji, iletişim, elektronik, endüstri, eczacılık, tıp, çevre, tüketici ürünleri ve askeri alanlarda yaygın şekilde kullanılmaktadır. Son zamanlara kadar nanomateryallerin insan sağlığı ve çevre üzerinde toksik ya da tehlikeli etkilere sahip olup olmadıkları hakkında çok az şey bilinmekteydi. Ancak çeşitli çalışmalar bazı nanomateryallere örneğin nanopartiküllere maruz kalmanın insanlarda ve hayvanlarda bazı olumsuz etkilere yol açabileceğini göstermiştir. Son yıllarda nanotoksikoloji konusuna odaklanan yayınların sayısı hız kazanmasına rağmen nanomateryallerin genotoksisitesi hakkında hala bir boşluk bulunmaktadır.
Üstün mekanik özelliklere sahip metal nanopartiküller ve alaşımları, iskelet-kas sisteminin mekanik koşullarına kolaylıkla uyum gösterebilen malzemelerdir. Kobalt-krom alaşımları eklem protezi ve kemik yenileme malzemesi olarak ortopedik uygulamalarda, çene cerrahisinde dolgularda ve diş implantlarında, kalp damar cerrahisinde özellikle stent uygulamalarında yaygın bir şekilde kullanılmaktadırlar. Metal nanopartiküllerin insan üzerindeki sitotoksisite ve genotoksisitesi ile ilgili çalışmalar, bazı metal nanopartiküllerin sitotoksik ve genotoksik etkilere sahip olduğu ve insanlar için tehlikeli olabileceklerini göstermiştir. Fakat kobalt-krom nanopartiküllerin genotoksik etkileri hakkında az sayıda çalışma rapor edilmiştir. Bu çalışmalardan elde edilen bilgiler, kobalt-krom nanopartiküllerinin sitotoksik ve genotoksik etkiye sahip olduğu göstermiştir. Kobalt-kromdan yapılmış bulunan hastalarda, protezlerin aşınması sonucu oluşan kalıntıların DNA ve kromozom hasarına neden olduğu belirtilmiştir. Ayrıca kalça protezi uygulamasından sonra bu tip hastaların; mesane, üreter, böbrek ve prostat gibi üriner sistem kanserleri bakımından normal populasyona göre yüksek risk taşıdıkları da bulunmuştur.
Nanopartiküllerin uzun dönem etkileri hakkındaki biyouyumluluk ve toksisite testlerinin sınırlı olmasından ve nanogenotoksisiteye odaklanan az sayıda araştırma bulunmasından dolayı, nanopartiküllerin hücrelerdeki özellikle genetik materyal üzerindeki etki mekanizmaları henüz detaylı olarak açıklığa kavuşturulamamıştır. Bu nedenle nanopartiküllerin epigenetik etkileri ve nanopartikül tarafından indüklenen genotoksik olayların mekanizmasını anlamak için, hücre döngüsü ve DNA onarımını kapsayan iyi tasarlanmış çalışmaların yapılması gerekmektedir. Bu sayede gelecekte nanomateryallerin biyouyumluluklarının sağlanması, sağlık için zararlı etkilerinin en aza indirilmesi ve bilinçli tasarımların yapılmasını sağlayacak bilgiye sahip olabiliriz.

Anahtar Kelimeler: Nanomateryaller, metal nanopartiküller, krom-kobalt alaşımı, genotoksisite


From nanotechnology to nanogenotoxicology: genotoxic effect of cobalt-chromium nanoparticles

Zülal Atlı Şekeroğlu
Ordu University, Faculty Of Science And Letters, Department Of Biology, Ordu, Turkey

Nanotechnology is a multi-disciplinary technology that processes the materials that can be measured with nanometer-level and combines many research field or discipline. Nanomaterials (NMs) are widely used in the fields of science, technology, communication, electronics, industry, pharmacy, medicine, environment, consumer products and military. Until recently little has been known about whether or not nanomaterials have the toxic or hazardous effects on human health and the environment. However, several studies have indicated that exposure to some nanomaterials, e.g. nanoparticles, can cause some adverse effects in humans and animals. Over the last years the number of publications focusing on nanotoxicology has gained momentum, but, there is still a gap about the genotoxicity of nanomaterials.
Metal nanoparticles and their alloys with excellent mechanical properties are the materials which can be easily adapted to the mechanical conditions of the musculoskeletal system. Cobalt-chromium alloys are widely used in orthopedic applications as joint prosthesis and bone regeneration material, fillings and dental implants in jaw surgery, and in cardiovascular surgery, especially stent applications. Studies about cytotoxicity and genotoxicity of metal nanoparticles on human indicate that some metal nanoparticles have cytotoxic and genotoxic effects and they may be hazardous for humans. However, a few studies have been reported concerning the genotoxic effects of cobalt-chromium nanoparticles. The data from these studies indicate that cobalt-chromium nanoparticles have cytotoxic and genotoxic effects. It has been stated that the wear debris from implants cause DNA and chromosome damage in patients with cobalt-chromium replacements. It was also found that the risk of urinary cancers such as bladder, ureter, kidney and prostate in patients after hip replacement than among the wider population.
Because there are very little biocompatibility and toxicity tests on the long-term effects of nanoparticles and limited number of research focused on nanogenotoxicity, the effect mechanisms of nanoparticles on cells especially genetic material are not yet elucidated in detail. For this reason the well designed experiments including cell-cycle and DNA repair are required to understand the epigenetic effects of nanoparticles and mechanisms of nanoparticle-induced genotoxic events. Thus we may have information that will allow making the informed designs, ensuring biocompatibility of nanomaterials and minimising their adverse effects for health in the future.

Keywords: Nanomaterials, metal nanoparticles, cobalt-chromium alloy, genotoxicity


Zülal Atlı Şekeroğlu. From nanotechnology to nanogenotoxicology: genotoxic effect of cobalt-chromium nanoparticles. Turk Hij Den Biyol Derg. 2013; 70(1): 33-42

Sorumlu Yazar: Zülal Atlı Şekeroğlu, Türkiye


ARAÇLAR
Tam Metin PDF
Yazdır
Alıntıyı İndir
RIS
EndNote
BibTex
Medlars
Procite
Reference Manager
E-Postala
Paylaş
Yazara e-posta gönder

Benzer makaleler
PubMed
Google Scholar
 (61 kere görüntülendi)
 (3928 kere indirildi)



Türk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi (Turkish Bulletin of Hygiene and Experimental Biology) çift kör hakemlik süreci uygulanan, bağımsız, uluslararası, Türkçe ve İngilizce dillerinde, online yayımlanan ve serbest erişimli bir dergidir.


Dergimiz; bireysel kullanıcıların ve kurumların ücretsiz kullanımını mümkün kılan açık erişimli bir dergidir. Kullanıcıların makalelerin tam metinlerine, yayıncı veya yazardan izin almadan erişim sağlayarak, okuma amaçlı yükleme yapma, kopyalama, dağıtma, çıktı alma, arama yapma işlemlerini gerçekleştirmelerine olanak verir. Bu sistem açık erişimli BOAI[1] tanımlaması ile uyumludur.

 

Türk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi (Turk Hij Den Biyol Derg); DOAJ (Directory of Open Access Journals), Index Copernicus, ResearchGate, CAS (Chemical Abstracts Service), Google Scholar, Google, Open J-Gate, Genamics JournalSeek, Academic Journals Database, Scirus Scientific Database, EBSCOhost Electronic Journals Service (EJS), Medoanet, SCOPUS, Türkiye Atıf Dizini, Türk - Medline ve TUBITAK - ULAKBIM Türk Tip Dizini’nde yer almaktadır.

 
LookUs & OnlineMakale