Лаборатория промышленной токсикологии

История создания

Развитие широкомасштабного современного производства в 60-70 годы прошлого столетия повлекло за собой синтез и производство большого количества новых химических соединений, что предопределило необходимость их комплексной токсикологической оценки, паспортизации и гигиенической стандартизации с целью разработки научно обоснованных мероприятий по безопасному получению и применению. Для решения вышеуказанного на базе БелНИСГИ была организована в 1962 году лаборатория промышленной токсикологии. Организатором и руководителем лаборатории промышленной токсикологии была Черкасова Г.И., научным консультантом В.И.Талапин. В те годы в лаборатории промышленной токсикологии отрабатывались методические схемы исследований в экспериментах на животных: гепатотропное и кардиотоксическое действие химических веществ, свертывающей системы крови, оценка состояния ЖКТ и другие. Коллектив лаборатории проводил комплексные токсикологические исследования замасливателей стекловолокна и их компонентов (Л.М.Бондаренко, В.И.Синицина); флотореагентов, применяемых в калийном производстве (Л.В.Половинкин, В.А.Стельмах); природных и синтетических смол, используемых в качестве основы жевательной резинок (В.И.Талапин, Е.А.Римжа); бальзамов и терпеновых соединений, выделенных из отечественных пород хвойных деревьев ((Г.И.Черкасова, В.И.Талапин, Л.Г.Палант, В.А.Стельмах, Л.В.Половинкин); кормовых дрожжей и стимуляторов их роста (М.И.Апцешко). Неоценимую помощь научным сотрудникам в проведении экспериментальных исследований оказывал высококвалифмцированный средний медицинский  персонал (Е.П.Филончик, В.С.Сцепуро, Г.С.Шкадрецова, Т.В.Богадель и др.). Лаборатория комплексировалась с Институтом физико-органической химии АН БССР,  Институтом общей и неорганической химии АН БССР,  Институтом химии высокомолекулярных соединений АН УССР, Всесоюзным НИИ стекловолокна и стеклопластиков, ПО «Белорускалий» и другими учреждениями.

В 80-90-е годы двадцатого столетия в лаборатории продолжались углубленные исследования новых природных и синтетических изопреноидов (В.А.Стельмах, Л.В.Половинкин, И.А.Чайковская, Е.С.Юркевич), ферментных препаратов (П.И.Десятик), сорбентов (А.М.Петров); модифицированных жевательных и трансдермальных форм лекарственных препаратов для лечения и профилактики  никотинизма (В.И.Талапин, Е.А.Римжа). В те годы основную научную деятельность лаборатория проводила в рамках инициативной  тематики экспериментально обоснованы методологические подходы к токсикологической оценке новых химических  веществ  (на примере соединений терпенового класса) и проведена корректировка методической схемы исследований по обоснованию и расчету ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) ксенобиотиков для воздуха рабочей зоны".

Сотрудниками лаборатории промышленной токсикологии проведены комплексные токсиколого-гигиенических исследования по оценке степени токсичности и опасности терпеновых соединений, выявлению качественных и количественных особенностей их биологического действия в зависимости от химической структуры, разработке лимитирующих показателей вредности, освещению некоторых аспектов механизма токсического действия и токсикокинетических закономерностей, что позволило научно обосновать и разработать принципы гигиенической стандартизации, в т.ч.  математические модели  для ускоренного гигиенического регламентирования изопреноидов в воздухе рабочей зоны. В объектах окружающей среды установлены и утверждены в законодательном порядке гигиенические стандарты (ОБУВ) следующих терпеновых соединений - лесной бальзам марки "А", α-терпинеол, смесь терпеновых спиртов "Витерол", изоборнилацетат, изоборнилформиат, цимол и его пара-, мета-, орто-изомеры; природные канифоли (сосновая экстракционная,  сосновая живичная талловая) и их модификации моноэтаноламином; терпено-малеиновый аддукт (ПДКврз); орто-1.4-ментадиен, орто-I-ментен; масло пихтовое (ОБУВ); смесь терпеновых спиртов "Витерол" (ПДК для воды водоемов).

После распада СССР, лаборатория промышленной токсикологии является базовой в Республике Беларусь по выполнению исследований экспериментально-фармакологического и токсиколого-гигиенического направления препаратов и композиций, предназначенных к использованию в медицинской практике. В 1990-2001 гг. в рамках ГНТП "Лекарственные препараты", "Стоматология и челюстно-лицевая хирургия", "Диагностика, медицинская техника и оборудование", "Промышленная биотехнология" проведены доклинические испытания медицинского гипса, препаратов противокурительных с анабазином гидрохлоридом,  препаратов "Феранцел", «Тиогуанин», "Оксицеланим", "Касолин", композиций на основе окисленной целлюлозы ("Поликапран", пленка с линкомицином); рифампицина, инкаплулированного в липосомы; кровезаменители, биоимплантаты, металло-хромовые сплавы, хирургические нити, скобы, пластины и пр., которые в настоящее время выпускаются фармацевтическими предприятиями РБ.

В лаборатории совместно с сотрудниками БГМУ разработаны модели экспериментального моделирования гломерулонефритах на крысятах-отъемышах, перитонита у белых крыс и лечения патологических состояний, методические подходы к оценке кровезаменителей. Указанное послужило экспериментальной основой к подготовке и докторских диссертаций А.В.Сукало, Ю.М.Гаина, Г.Г.Кондратенко, а также кандидатской диссертации Шахрая С.В.

В 21 веке сотрудники лаборатории промышленной токсикологии проводили исследования в области: антисептиков слизистых оболочек и операционного поля (Л.В.Половинкин, О.Е. Аниськова), окислительного стресса в развитии интоксикации аммиакатом и хлорокисью меди (Л.В.Половинкин, А.А.Ушков, С.В.Ткачев), полимерных и полимерсодержащих строительных материалов (Л.В.Половинкин, Ю.А.Соболь), гигиенического регламентирования в воздухе рабочей зоны сополимера полиэтилентерефталата, дигликольизофталата и модификатора МБА-100 (Л.В.Половинкин, И.А.Чайковская, А.А.Ушков, Е.С.Юркевич, Т.Е.Петрова), лакокрасочных материалов (Л.В.Половинкин, Г.Е. Косяченко, Н.Н.Крючкова), особенностей биологического действия и гигиенического нормирования органических пылей в воздухе рабочей зоны (В.В. Шевляков, Е.В.Чернышова, С.А.Ушков), оценки безопасности и регламентирования смазочно-охлаждающих и технологических составов (Л.В.Половинкин, В.В.Трейлиб), разработки методов ускоренной гигиенической оценки отделочно-интерьерных материалов на древесной, минеральной и полимерной основах (Ю.А.Соболь, В.М.Василькевич, Л.В. Половинкин). С 2008 в штат лаборатории промышленной токсикологии включены два функциональных подразделения: группа иммуно-аллергологии (рук. Г.И.Эрм) группа биохимии (рук. А.А.Ушков), что значительно усилило ее в научно-методическом плане. Под руководством профессора В.В.Шевлякова проводятся комплексные исследования по регламентации и оценке безопасности биотехнологических производств (В.А. Филонюк, Т.С. Студеничник, Г.И.Эрм, Е.В.Чернышова, А.В.Буйницкая). велась разработка альтернативных методов исследования in vitro химических композиций и парфюмерно-косметической продукции (Г.И.Эрм, Е.В.Чернышова, Т.С.Студеничник). Проведены исследования по оценке влияния дезсредств на лакокрасочные и полимерные материалы, применяемых в помещениях с влажным режимом дезинфекции (И.А. Чайковская).

 

Направления научной деятельности

По своему научному потенциалу и материально-техническому обеспечению лаборатория являться базовой в республике по вопросам гигиенического регламентирования новых химических веществ в объектах окружающей среды, в первую очередь, в воздухе рабочей зоны и разработке национальных нормативно-методических документов по проблемам профилактической токсикологии. Как структурное подразделение центра лаборатория промышленной токсикологии аккредитована в Национальной системе аккредитации Республики Беларусь на право проведения широкого спектра токсикологических испытаний товаров народного потребления.

В настоящее время основными направлениями деятельности лаборатории промышленной токсикологии являются научно-исследовательская и научно-методическая, а также практическая деятельность:

  • Проведение комплексных токсиколого-гигиенических исследований новых веществ и композиций с целью их регламентирования (ОБУВ, ПДК, паспортизация) в воздухе рабочей зоны.
  • Изучение процессов токсикодинамики и токсикокинетики ксенобиотиков в организме для выяснения механизма действия, характера и избирательности действия вредных веществ на отдельные органы и системы с разработкой современных методических подходов и методов исследования к их токсикологической оценке и гигиеническому регламентированию в воздухе рабочей зоны.
  • Исследования по обоснованию принципов и методов нормирования комбинированного действия химических веществ, а также изучение способности ксенобиотиков вызывать отдаленные последствия (эмбриотоксичность, гонадотроптость и пр).
  • Изучение, испытание и комплексная гигиеническая оценка безопасности для здоровья фармакологических и лечебно-профилактических препаратов, в т.ч. дезинфектантов и антисептиков.
  • Изучение аллергенных свойств ксенобиотиков при различных путях поступления в организм с разработкой мер профилактики.
  • Изучение и оценка аллергоопасных неблагоприятных факторов окружающей среды, влияния на население и отдельные группы населения (работники) на основе оценки иммунного статуса, формирование иммунозависимой патологии с целью обоснования и разработки принципов и методов иммуномониторинга здоровья населения, профилактики иммунопатологических и аллергических заболеваний.
  • Экспериментальное моделирование и изучение иммунотоксического действия вредных факторов на организм с оценкой как неспецифического транзиторного влияния на показатели иммунитета, так и реагирования иммунной системы на избирательное (специфическое) их действие с последующим применением лимитирующих иммунологических показателей для нормирования факторов в окружающей среде.
  • Морфо-функциональные, цитохимические исследования клеток крови в эксперименте. Биохимическое изучение субстратов, метаболитов, ферментов, токсических веществ и других биологических жидкостей человека в  целях выявления ранних сдвигов в состоянии здоровья, обусловленных условиями труда, социально-бытовыми факторами, качеством окружающей среды.
  • Разработка и внедрение прогрессивных методов работы, новых методов исследований, имеющих высокую чувствительность и диагностическую надежность, в т.ч. ускоренных методов оценки токсичности и опасности химических веществ.
  • Разработка и внедрение в практику государственного санитарного надзора нормативных, методических и инструктивных документов, гигиенических регламентов, научно-обоснованных мероприятий по проблемам промышленной токсикологии.
  • Оказание методической и консультативной помощи по проблемам промышленной токсикологии практическому здравоохранению и другим заинтересованным ведомствам.
  • Комплексная гигиеническая оценка на безопасность для здоровья различных товаров народного потребления (парфюмерно-косметических изделий, средств бытовой химии, полимерных материалов медицинского и хозяйственно-бытового назначения, натуральных, синтетических и искусственных волокон, нитей и изделий из них [ткани, одежда, обувь и пр.]); строительных и отделочных материалов.
  • Актуализация нормативной базы для государственного санитарного надзора.

Функциональная деятельность лаборатории имеет непосредственную связь с практической санэпидслужбой, в первую очередь, со структурными  подразделениями республиканского и областных ЦГЭ (отделения профилактической токсикологии) путем осуществления консультативно-методической помощи по вопросам промышленной токсикологии, проведение арбитражных анализов, обучение на рабочих местах и пр.

 

Научные достижения

По результатам исследований 1996-2016 г.г. осуществлена токсикологическая паспортизация более 350 новых химических соединений, научно обоснованы гигиенические стандарты для воздуха рабочей зоны более 50 ксенобиотиков. Сотрудники лаборатории приняли участие в обосновании и разработке более 80 нормативно-методических документов.

Коллективом лаборатории экспериментально обоснованы методологические основы по гигиенической стандартизации ксенобиотиков в воздухе рабочей зоны, что выразилось в разработке только по данной проблематике более 10 документов.

В лаборатории имеется уникальная затравочная техника, что позволяет проводить динамическую ингаляционную затравку различного вида экспериментальных животных при обосновании гигиенических регламентов химических веществ. Это позволило сотрудникам лаборатории, только начиная с 2010 года, провести гигиеническую регламентацию в воздухе рабочей зоны 15 новых отечественных лекарственных препаратов и фармацевтических субстанций.

Сотрудники лаборатории являются активными изобретателями и рационализаторами. Разработанные ими способы, методы и усовершенствования методологии научных исследований, диагностики, профилактики и иммунотерапии профессиональных и экологозависимых заболеваний, оформлены в виде более 50 авторских свидетельств и патентов, разработано и внедрено более 300 рацпредложений.

Выполненные приоритетные фундаментальные исследования позволили раскрыть закономерности и механизмы аллергенного и иммунотоксического действия химических и биологических веществ и композиций в зависимости от состава, дозы, экспозиции и путей поступления в организм, обосновать подходы, критерии и методы их изучения, классифицирования и гигиенического регламентирования в окружающих средах, безопасного производства и применения, установить особенности условий труда (на предприятиях различных отраслей промышленности и сельского хозяйства) при воздействии аллергоопасных и сочетанных вредных факторов, их влияния на здоровье работающих, обосновать направления и меры по оптимизации условий труда, профилактике, диагностике и иммунотерапии профессиональных и экологообусловленных аллергических и иммунозависимых заболеваний у трудящихся.

В лаборатории сформировано научное направление по теоретическим основам и методологии комплексной профилактики профессиональной и экологообусловленной аллергопатологии, фактически создан национальный научный центр и школа по его реализации.

По результатам НИР разработан ряд важных и актуальных нормативно правовых санитарно-гигиенических актов и нормативов, в том числе 5 санитарных правил и норм, 26 гигиенических регламента вредных веществ в воздухе рабочей зоны и атмосферы, а также 5 инструкций по применению, более 80 крупных практических разработок. Они направлены на обеспечение Государственного санитарного и экологического надзора за промышленными объектами, гигиеническую регламентацию вредных веществ и продуктов, безопасность и оптимизацию условий труда, совершенствование медицинского обслуживания и сохранение здоровья трудящихся. Разработки внедрены в практику с высоким гигиеническим и социально-экономическим эффектом.

Впервые за всю практику токсикологии и гигиены ввиду отсутствия обобщенной методической базы в Беларуси, России, Казахстане, разработаны 2 межгосударственных стандарта: ГОСТ 33506-2015 «Продукция парфюмерно-косметическая. Методы определения и оценки токсикологических показателей безопасности» в котором изложены методы оценки безопасности парфюмерно-косметической продукции как in vitro так и in vivo, для выбора подходящих методик для использования в конкретных обстоятельствах и для обеспечения достоверности результатов, полученных с использованием конкретного метода и ГОСТ 33483-2015 «Продукция парфюмерно-косметическая. Методы определения и оценки клинико-лабораторных показателей безопасности».

 

Международная деятельность

Сотрудники лаборатории промышленной токсикологии совместно с Российскими и Казахстанскими коллегами приняли участие в разработке 5 разделов Единых санитарных требований Таможенного союза, 3-х Технических регламентов Республики Беларусь и 5-ти Технических регламентов Таможенного союза.

Результаты проведенных в лаборатории  исследований докладывались сотрудниками на съездах токсикологов России, Украины, Польши и других представительных международных и республиканских научных форумах.

 

Уникальность (методики, оборудование, специалисты)

Лаборатория промышленной токсикологии, располагая уникальным современным оборудованием, является базовой в Республике Беларусь по вопросам гигиенического нормирования и регламентирования новых химических веществ в воздухе рабочей зоны и разработке национальных нормативно-методических документов по проблемам производственной токсикологии.

Учитывая бурное развитие фарминдустрии в Республике Беларусь, особое внимание в последние годы уделяется токсиколого-гигиеническим и экспериментально-фармакологическим исследованиям лекарственных препаратов, экспериментальному моделированию патологических состояний организма и их фармакологической коррекции.

Одним из важных направлений развития лаборатории является изучение аллергенных свойств ксенобиотиков при различных путях поступления в организм. Проводится изучение и оценка аллергоопасных неблагоприятных факторов окружающей среды, влияния на население и отдельные группы населения (работники) на основе оценки иммунного статуса, формирование иммунозависимой патологии с целью обоснования и разработки принципов и методов иммуномониторинга здоровья населения, профилактики иммунопатологических и аллергических заболеваний.

Достаточно широкое распространение современных биотехнологических производств в нашей стране явилось предпосылкой для проведения комплексных исследований по изучению особенностей состояния здоровья работников при воздействии биологических факторов биотехнологических производств, разрабатываются подходы, принципы и способы специфической диагностики, профилактического и медико-санитарного обеспечения работающих на этих многочисленных промышленных объектах.

Большое внимание уделяется сотрудниками лаборатории изучению безопасности и безвредности для медицинского персонала и пациентов дезинфекционных средств и антисептиков. Проведены исследования по оценке влияния дезсредств на обрабатываемые материалы, разработаны критерии их отбора.

В сферу научных интересов входит продолжение разработки направления по обоснованию принципов и методов нормирования и регламентации комбинированного действия химических веществ, созданию экспериментальных моделей оценки характера действия и обоснованию коэффициента комбинированного действия веществ.

Тенденция в мировой токсикологической практике отказа от проведения исследований на животных и перевод исследований на альтернативные методы, нашла отражение и в научной работе коллектива лаборатории. Так, успешно завершились исследования по разработке in vitro методов оценки ирритативного и кожно-раздражающего действия парфюмерно-косметической продукции, химических веществ и композиций.

Помимо этого, научный интерес сотрудников лаборатории направлен на выявление и регламентацию среди полимерных и полимерсодержащих строительных, лакокрасочных и отделочно-интерьерных материалов источников загрязнения воздушной среды помещений химическими и биологическими загрязнителями жилой среды.

Оснащение лаборатории помимо всего выше перечисленного позволяет проводить морфо-функциональные исследования клеток крови в эксперименте, биохимическое изучение субстратов, метаболитов, ферментов, токсических веществ и других биологических жидкостей человека в целях выявления ранних сдвигов в состоянии здоровья, обусловленных условиями труда, социально-бытовыми факторами, качеством окружающей среды.

В лаборатории промышленной токсикологии имеется уникальное оборудование для системы автоматического мелкодисперсного распыления жидких субстанций в 4 затравочные камеры, а также ряд современных приборов – гематологический анализатор “BC-5300 vet”, автоматический иммуноферментный и биохимический анализатор ChemWell (Elisa), флуоресцентный спектрофотометр СМ 2203 («Солар»), ультрацентрифуга SorvallWX-80, спектрофотометр PV 1251С («Солар»), агрегометр АР 2110 («Солар»), иммуноферментный анализатор с многоканальным спектрофотометром Multiscan, центрифуга Biosan для микропланшет, микроскоп биологический XJS500T в комплекте с ПО и цифровой фотокамерой DCM310 производства компании Kozo-optics, биохимический анализатор ФП 901 М («Лабсистемс»), спектрофотометр СФ-46 («Ломо»), спектрофотометр СФ-26 («Ломо»), фотоэлектроколориметры КФ-2, рН-метр “рН-150МА”, ионометр лабораторный “И-160МП”, достаточный набор необходимого вспомогательного оборудования (термостаты, центрифуги, холодильники, сушильные шкафы, весы и т.д.), которые используются для научных исследований.

Решающее значение в выполнении задач, стоящих перед лабораторией,  имеет научный потенциал сотрудников. В лаборатории подготовлено под руководством профессора В.И.Талапина и защищино: 1 докторская диссертация (Римжа Е.А.), 7 кандидатских диссертаций (Л.Г.Палант, В.А.Стельмах, М.И.Апцешко, Л.В.Половинкин, И.А.Чайковская, Е.С.Юркевич, А.Л.Роговик).

Под руководством профессора В.В.Шевлякова подготовлено и защищено: 1 докторская диссертация (Н.В.Дудчик), 6 кандидатских диссертаций (Г.И.Эрм, Н.А. Ивко, Л.М.Сычик, В.А. Филонюк, Е.В.Чернышова, С.А. Ушков).

В 2007 году Л.В.Половинкиным по результатам много летних исследований защищена докторская диссертация по гигиенической регламентации терпеновых соединений в воздухе рабочей зоны. Под руководством Половинкина Л.В. защищены 5 диссертаций по токсикологии и гигиене: Ткачев С.В. (совместно с Ушковым А.А.), Аниськова О.Е., Соболь Ю.А., Крючкова Н.Н. (совместно с Косяченко Г.Е.), Василькевич В.М.

Под руководством доцента Филонюка В.А. защищена Студеничник Т.С. кандидатская диссертация по по регламентации и оценке безопасности биотехнологических производств.

За период существования лаборатории промышленной токсикологии из ее научных стен вышли 3 директора центра: В.И.Талапин, В.А.Стельмах, Л.В.Половинкин.

В настоящее время сотрудники лаборатории являются консультантами, научными руководителями и выполняются исследования по 1 докторской и 3 кандидатским диссертациям.