Nejsou nanočástice jako nanočástice

Před třemi lety napsal vydavatel amerického časopisu Nature Nanotechnology ve svém médiu: "V případě, že dojde k vážnému ohrožení zdraví lidí vinou nanotechnologie, může dojít k tomu, že tato věda bude veřejností odmítnuta. Pokud se tak stane, ponesou za to vinu zvěstovatelé této nové oblasti techniky, protože po dlouhou dobu vytvářeli takový její obraz, který je v mnoha ohledech přinejmenším sporný."

Vydavatel měl na mysli entuziastické horování pro novou disciplínu a předvídání či slibování skvělých výsledků, které má nanotechnologie přinést v brzkém čase, ne-li hned zítra. Šlo a ještě dnes jde pořád v případě nanotechnologie o jev, který se ve vědě, v médiích a v celé společnosti projeví pokaždé, když se ve vědě a technice objeví inovace či inovační shluk velkého významu a dosahu - bylo tomu tak např. s robotizací anebo s internetem. Každá novinka však kromě toho, že řeší určitý do té doby neuspokojivě řešený problém, s sebou přináší i problémy doprovodné, nové, o kterých se dopředu neví a s nimiž je nutno se následně vyrovnávat.

Tuto zákonitost si ne dost dobře uvědomují i mnozí vědci, natož laici. Dochází pak mnohdy k tomu, že stejně tak jako byla daná novinka zprvu vynášena do nebe, je po konstatování jejích negativních stránek zatracována, a to často týmiž lidmi, kteří ji zprvu tak velebili.

Záněty u pokusných zvířat

To se dnes děje i s nanotechnologií, i když ne (naštěstí) naplno. V roce 2002 se objevila první varovná upozornění toxikologů, že nanočástice mohou škodlivě působit na mikroorganismy a buňky, s nimiž se pracuje v medicíně, biologii nebo chemii. Podobné obavy vyjádřila britská sekce Greenpeace a kanadská ekologická organizace ETC Group.

Tyto názory byly tehdy ze strany zastánců nanotechnologie označeny za "alarmující" a zbytečně zneklidňující veřejnost. Nicméně, v roce 2004 britská Royal Society a Royal Academy na téma toxicity nanočástic publikovaly kritické studie a podobně se na veřejnosti ozvala i švýcarská zajišťovací společnost SwissRe. Příčinou byly nepříznivé zdravotní změny (záněty tkáně) u pokusných myší a krys, jimž byly aplikovány nanotrubičky.

Následkem toho došlo k vývoji, k němuž dojít nemělo, ale který se dal čekat: I když nebylo prokázáno jednoznačně, že záněty u zvířat způsobily nanotrubičky, začaly být nanočástice šmahem přirovnávány ke karcinogennímu azbestu. Organizace zabývající se ochranou životního prostředí začaly přicházet s požadavky, aby manipulace s nanomateriály byla důsledně právně regulována. A ETC Group přišla dokonce s požadavkem, aby na další výzkum a vývoj v nanotechnologiích bylo vyhlášeno moratorium.

Tři kategorie nanočástic

Odpor vůči nanotechnologii, resp. vůči tomu jejímu segmentu, který zasahuje do medicíny a životního prostředí, však pramení, jak už tomu u novinek bývá, z nedostatečné informovanosti, podobně jako tomu je i s vědomostmi veřejnosti o jaderné energii. K prohlubování této informovanosti samozřejmě nepřispívá fakt, že nanotechnologie je stále mladá disciplína (dá se o ní hovořit teprve od roku 1986), v níž není všechno jasné ani těm, kdo v ní poměrně dlouho pracují, protože stále musejí řadu věcí ověřovat a stále přicházejí na nové a nové objevy.

Je však už nicméně známo tolik, aby bylo možno paušální kritiky nanotechnologie odkázat do příslušných mezí. Ve vztahu k toxicitě a utváření nádorů, jichž se lidé samozřejmě obávají u nanočástic nejvíce, je nutno upozornit na to, že existují tři formy, resp. kategorie nanočástic a nanostruktur, jejichž toxicita či škodlivost (pro člověka nebo živé organismy vůbec) je velice rozdílná.

- Nejvíce nanostruktur je tzv. vázaných, v nichž jsou komponenty navzájem propojeny a tím de facto izolovány od okolního prostředí, takže jde o záležitosti nejméně rizikové. Sem patří např. nanonástroje pro zkoumání povrchových ploch, nanosenzory, nanotranzistory a nanolátky sloužící k povlakování povrchů, které mají samočisticí schopnost anebo dokážou měnit dopadající sluneční světlo v elektřinu. Tento druh nanočástic je ze zdravotního hlediska zcela neškodný - jediným problémem je zde jejich ekologická nevhodnost v případě, že je zapotřebí příslušnou nanovrstvu po čase z povrchu předmětů odstranit.

- Jinak je tomu u tzv. bioaktivních nanočástí a nanotechnologií. Zde je působení dvojznačné. Jde o volné částice, které se při výrobním procesu dostávají do okolí a které mohou lidé či živé organismy vdechovat či polykat. Nejde tu jen o polykání škodlivin, nýbrž také o pozitivní působení, např. jsou--li záměrně vdechovány léky v rámci terapie anebo při konzumaci potravin či aplikaci kosmetiky obsahující nanočástice na povrch těla. K pozitivním vlivům patří i pronikání léčivých nanočástic do tkáně zasažené nádory.

Pokud jde o tělové a opalovací krémy, pak nanočástice (obsahující oxid titaničitý) v nich zesilují absorpci ultrafialových paprsků, protože jsou menší a vcelku mají větší plochu než větší a hrubší částečky, z nichž jsou složeny krémy neobsahující nanoprvky. U potravin zase nanokuličky s potřebným aromatem dokáží vzbudit patřičnou chuť u člověka, který je kupuje anebo s nimi manipuluje v kuchyni či konzumuje. Je nabíledni, že u těchto nanočástic je dokonce žádoucí, aby s nimi člověk přicházel do styku.

Na druhé straně je vlastností bioaktivních nanočástic to, že jsou tak malé, že při proniknutí do těla mohou projít i stěnami cév a žil, střev či bránice a dostávat se tak až do buněk v mozku, játrech anebo mléčných žlázách. Studie v USA v posledních letech zjistily, že nanočástice dokážou v buněčných membránách a uvnitř buněk těla vyvolat oxidační stres. V důsledku toho vznikají molekuly, které velice snadno reagují, rozloží celý biochemický řád v buňce a v nejhorším případě mohou způsobit zánět. Důležité je tu slovo "mohou" - zda k zánětu skutečně dojde anebo ne, závisí na tom, jaký má nanočástice tvar, velikost a jakou látkou je tvořena. Nelze však jednoznačně tvrdit, že nanočástice má na buňku stejně negativní vliv jako azbest.

- Třetí kategorie jsou autonomní nanočástice a technologie. Ty mají schopnost se rozmnožovat, a tak přestupovat hranici mezi živou a neživou hmotou. Jejich rizikový potenciál je mnohem vyšší než u vcelku jednoduchých bioaktivních nanomateriálů.

Na tomto poli probíhají pokusy syntetické biologie, v nichž jde o vytváření umělých mikroorganismů. Ve spojitosti s nimi se v poslední době vynořuje otázka: co by se stalo, kdyby dosažených poznatků s nedobrými úmysly zneužil nějaký "biohacker" a vytvořil nějaké nové škůdce, kteří se zatím v přírodě nevyskytují? Takovému černému scénáři nicméně v praxi brání náročnost experimentálních zařízení a nákladnost vývojových prací, takže pravděpodobnost zneužití se zatím hodnotí jako nízká. Na druhé straně tato náročnost zařízení a nákladnost vedou k tomu, že i když se ve vývoji nanomedicíny dosahuje pozoruhodných výsledků, není velká naděje, že by se kvůli finančním hlediskům rychle dostaly do běžné zdravotnické praxe.

Lepší je už situace v oblasti elektroniky, resp. nanoelektroniky, kde jsou vyvíjeny stále menší senzory a počítačové čipy a vývoj cen na trhu je i v případě novinek pro uživatele příznivější.

Zdraví, energetika, životní prostředí

Z uvedeného se dá odvodit, že není na místě očekávat od nanotechnologie v nejbližší době přílišné výsledky ani ji zatracovat či podceňovat. Je třeba si položit otázku, jaké problémy by napříště měla především řešit, nač by se měla zaměřit. A hledat na ni odpověď.

Zřejmě by se měla nadále zaměřovat na aplikaci pozitivních postupů v medicíně a v oblasti dalších "věd o člověku", ale kromě toho více na problémy energetiky a ochrany a udržování životního prostředí. Mělo by tedy více jít o tzv. "zelenou" nanotechnologii. Vždyť už pomocí poměrně jednoduchých nanosenzorů se dá zjistit, zda je, či není voda pitná, kontaminovaná, a jednoduché nanofiltry dokážou ze špinavé vody vyprodukovat vodu pitnou. Díky nanomateriálům je možno instalovat efektivnější solární články a snižovat spotřebu energií.