Диоксид титана

Содержание

Влияние титана на организм человека


Титан – один из загадочных, малоизученных макроэлементов в науке и жизни человека. Хотя его не зря называют «космическим» элементом, т.к. он активно применяется в передовых отраслях науки, техники, медицины и во многом другом – это элемент будущего.

Описание химического элемента титан — значение для человека

Титан описывается, как металл серебристо-серого цвета, не растворим в воде. Он у него небольшая химическая плотность, поэтому ему характерна легкость. В то же время он очень прочен и легко поддается обработке из-за своей плавкости и пластичности. Элемент химически инертен благодаря наличию на поверхности защитной пленки. Титан не горюч, но его пыль взрывоопасна.

Открытие этого химического элемента принадлежит большому любителю минералов англичанину Уильяму Мак-Грегору. Но своим названием титан обязан все же химику – Мартину Генриху Клапроту, который обнаружил его независимо от Мак-Грегора.

Предположения о причинах, по которым этот металл назвали «титаном» романтичны. По одной версии, название связано с древнегреческими богами Титанами, родителями которых являлись бог Уран и богиня Гея, а вот согласно второй, оно происходит от имени королевы фей – Титании.

Как бы там ни было, этот макроэлемент девятый по нахождению в природе. Он входит в состав тканей представителей флоры и фауны. Много его в морской воде (до 7%), а вот в почве его содержится всего 0,57%. Наиболее богат запасами титана Китай, за ним идет Россия.

Действие титана для организма человека

Действие макроэлемента титан на организм обусловлено его физико-химическими свойствами. Его частицы очень малы, они могут проникать в клеточную структуру и влиять на ее работу. Считается, что из-за своей инертности макроэлемент не взаимодействует химически с раздражителями, и поэтому не токсичен. Однако он вступает в связь с клетками тканей, органов, крови, лимфы посредством физического действия, что приводит к их механическому повреждению. Так, элемент может своим действием привести к повреждению одно- и двухцепочной ДНК, повредить хромосомы, что может привести к риску развития рака и сбоя в генетическом коде.

Выяснилось, что частицы макроэлемента не способны пройти через кожу. Поэтому попадают они внутрь человека только с едой, водой и воздухом.

Титан лучше усваивается через желудочно-кишечный тракт (1-3%), а вот через дыхательные пути всасывается только около 1%, однако содержание его в организме сконцентрировано как в легких (30%). С чем это связано? Проанализировав все вышеуказанные цифры, можно прийти к нескольким выводам. Во-первых, титан вообще плохо усваивается организмом. Во-вторых, через ЖКТ идет выведение титана через кал (0,52 мг) и мочу (0,33 мг), а вот в легких такой механизм слабый или вовсе отсутствует, так как с возрастом у человека концентрация титана в этом органе возрастает практически в 100 раз. Чем же обусловлена такая большая концентрация при таком слабом всасывании? Скорее всего, это связано с постоянной атакой на наш организм пыли, в которой всегда присутствует титановая составляющая. Кроме того в данном лучае нужно учитывать нашу экологию и наличие промышленных мощностей вблизи населенных пунктов.

По сравнению с легкими, в остальных органах, таких как селезенка, надпочечники, щитовидная железа, содержание макроэлемента на протяжении всей жизни остается неизменным. Также присутствие элемента наблюдается в лимфе, плаценте, головном мозге, женском грудном молоке, костях, ногтях, волосах, хрусталике глаза, тканях эпителия.

Находясь в костях, титан участвует в их срастании после переломов. Также положительное действие наблюдается в восстановительных процессах, происходящих в поврежденных подвижных соединениях костей при артритах и артрозах. Этот металл является сильным антиоксидантом. Ослабляя действие свободных радикалов на клетки кожи и крови, он защищает весь организм от преждевременного старения и изнашивания.

Концентрируясь в отделах мозга, отвечающих за зрение и слух, положительно влияет на их функционирование. Нахождение металла в надпочечниках и щитовидной железе подразумевает его участие в вырабатывании гормонов, участвующих в обмене веществ. Он также задействован в выработке гемоглобина, выработке эритроцитов. Снижая в крови содержание холестерина и мочевины, следит за ее нормальным составом.

Негативное действие титана на организм связано с тем, что он является тяжелым металлом. Попадая в организм, он не расщепляется и не разлагается, а оседает в органах и тканях человека, отравляя его и вмешиваясь в процессы жизнедеятельности. Он не подвержен коррозии и устойчив к действию щелочей и кислот, поэтому желудочный сок не способен на него воздействовать.

Соединения титана имеют способность не пропускать коротковолновое ультрафиолетовое излучение и не всасываются через кожу, поэтому их можно использовать для защиты кожи от ультрафиолета.

Доказано, что курение увеличивает поступление металла в легкие из воздуха во много раз. Это ли не повод бросить эту вредную привычку!

Суточная норма титана для организма человека

Суточная норма макроэлемента обусловлена тем, что в теле человека содержится примерно 20 мг титана, из них 2,4 мг – в легких. Каждый день с пищей организм приобретает 0,85 мг вещества, с водой – 0,002 мг, а с воздухом – 0,0007 мг. Суточная норма для титана очень условна, так как последствия его влияния на органы до конца не изучено. Приблизительно она равняется около 300-600 мкг в сутки. Нет никаких клинических данных о последствиях превышения этой нормы – все на стадии опытных исследований.

Недостаток титана в организме человека

Состояния, при которых бы наблюдался недостаток титана, не выявлены, поэтому ученые пришли к выводу, что их в природе не существует. Но его дефицит наблюдается при большинстве тяжелых заболеваний, что может ухудшить состояние больного. Этот недостаток можно убрать титаносодержащими препаратами.

Влияние избытка титана на организм человека

Избыток макроэлемента единоразового поступления титана в организм не выявлен. Если, предположим, человек проглотил титановый штифт, то, по всей видимости, об отравлении говорить не приходится. Скорее всего, из-за своей инертности элемент не вступит в контакт, а выведется естественным путем.

Большую опасность вызывает систематическое увеличение концентрации макроэлемента в органах дыхания. Это приводит к повреждению дыхательной и лимфатической систем. Также есть непосредственная связь между степенью протекания силикоза и содержанием элемента в органах дыхания. Чем больше его содержание, тем тяжелее протекает болезнь.

Избыток тяжелого металла наблюдается у людей, работающих на химических и металлургических предприятиях. Наиболее опасен хлорид титана – за 3 рабочих года начинается проявление тяжелых хронических заболеваний.

Такие заболевания лечат специальными препаратами и витаминами.

Каковы источники попадения титана в организм человека?

Титан попадает в организм человека основными источниками с пищей и водой. Больше всего его в бобовых (горох, фасоль, чечевица, бобы) и в злаковых (рожь, ячмень, гречка, овес). Выявлено его присутствие в молочных и мясных блюдах, а также в яйцах. В растениях сконцентрировано больше этого элемента, чем в животных. Особенно высоко его содержание в водоросли – кустистой кладофоре.

Во всех продуктах питания, где присутствует пищевой краситель Е171, содержится диоксид этого металла. Его применяют в изготовлении соусов и приправ. Вред этой добавки находится под вопросом, так как оксид титана практически не растворим в воде и желудочном соке.

Показания к применению титана для организма человека

Показания к применению титана, несмотря на то, что этот космический элемент еще мало изучен, есть, он активно применяется во всех сферах медицины. Из-за своей прочности, коррозионной стойкости и биологической инертности, он широко применяется в сферах протезирования для изготовления имплантантов. Его применяют в стоматологии, нейрохирургии, ортопедии. Благодаря долговечности из него изготавливают хирургические инструменты.

Диоксид этого вещества используют в лечении болезней кожи, таких как хейлит, герпес, угревая сыпь, воспаление слизистой рта. Им удаляют гемангиому лица.

Никелид металла задействован в устранении местно-распространенного рака гортани. Его используют для эндопротезирования гортани и трахеи. Также он применяется для лечения инфицированных ран в сочетании с растворами антибиотиков.

Аквакомплекс глицеросольвата макроэлемента способствует заживлению язвенных ран.

Для ученых по всему миру открыто много возможностей для изучения элемента будущего, так как его физико-химические свойства высоки и могут принести безграничную пользу для человечества.

Тайна Е171. Чем опасен диоксид титана, добавляемый в конфеты и газировку?

Есть случаи, когда ранее считавшиеся безвредными добавки оказываются опасными. Например, добавка Е171 (диоксид титана). Применяли её испокон веков, считая абсолютно безопасной. В руководствах про её токсичность так и писали: «Из-за своей нерастворимости диоксид титана почти не всасывается и выводится из организма». А если он весь выводится, то какой от него вред.

Тайное станет явным

Но в последние годы выяснилось, что диоксид титана, наоборот, накапливается в организме в виде наночастиц и приносит существенный вред.

«Диоксид титана — это такое вещество, при производстве которого всегда образуется некоторое количество наночастиц, — объясняет кандидат физ.-мат. наук, сотрудник ФГУП Всероссийского института авиационных материалов Станислав Кондрашов. — Их может быть больше или меньше, от них можно совсем избавиться, но это требует усилий».

Встретиться с такими наночастицами можно в массе продуктов — конфетах (особенно драже), жевательной резинке, молочных продуктах, газировках, в том числе в сухих смесях для их приготовления, в майонезе, переработанном мясе, быстрых завтраках и, по сути, во многих продуктах белого цвета. Так, в крабовых палочках китайские учёные нашли большое количество наночастиц. По злой иронии судьбы, дети получают опасных частиц особенно много — в составе всяких драже, жевательной резинки и газировок. Итальянские учёные показали в исследованиях, что детям достаётся наночастиц больше, чем подросткам или взрослым.

«Кроме продуктов диоксид титана ещё применяют в качестве отбеливателя в зубных пастах, в оболочках таблеток и капсулах с лекарством, в солнцезащитной косметике и некоторых средствах гигиены. В исследованиях установлено, что наночастицы этого вещества усваиваются организмом через кожу, лёгкие и частично через пищеварительный тракт, — рассказывает известный биогеронтолог, профессор, член-корреспондент РАН Алексей Москалёв. — В эксперименте на мышах показана потенциальная небезопасность наночастиц диоксида титана для печени, почек и мозга, селезёнки, сердца и лёгких. При инъекции этого вещества частицы проникали во все эти органы, накапливались в них и вызывали негативные эффекты, в частности, выделение свободных радикалов и развитие воспаления. Кроме того, наночастицы диоксида титана нарушают состав кишечной микрофлоры. Также недавно опубликовано пилотное (предварительное) исследование на пациентах, которое свидетельствует о возможном повышенном риске сахарного диабета 2-го типа при систематическом использовании отбеливающих зубных паст. Международное агентство по исследованию рака рассматривает наночастицы диоксида титана как возможные канцерогены для человека, а Национальный институт безопасности и гигиены труда США (всё это головные организации в сфере онкологии) классифицирует их как канцерогенные вещества. Официально даже рекомендуется избегать солнцезащитных спреев и порошков с этими наночастицами, поскольку их легко случайно вдохнуть, а они усваиваются через лёгкие.

Кроме того, наночастицы диоксида титана нарушают проницаемость слизистой кишечника, в результате через неё могут проникать в кровь токсичные вещества и возбудители инфекций, для которых она в норме непроницаема. Подобным же образом в экспериментах у животных нарушался так называемый гемато-энцефалический барьер, защищающий мозг от проникновения из крови вредных веществ, вирусов и других микроорганизмов. Увеличение проницаемости этих двух барьеров является, на мой взгляд, ключевым механизмом старения организма и центральной нервной системы».

Поверх барьеров

Проникают они и через плацентарный барьер между матерью и плодом, нанося вред будущему ребёнку. В эксперименте на мышах показано, как наночастицы накапливались в клетках слизистой кишечника, сначала вызывая воспаление, а потом превращаясь в предраковые клетки. Важно, что это происходит при потреблении не «лошадиных доз», а сопоставимых с теми, что мы получаем с добавкой Е171. Наши учёные из НИИ биологии и биофизики в Томске на мышах убедительно показали, как наночастицы диоксида титана попадают в мозг и разрушают его.

Проблему Е171 надо решать. Где-то от добавки стоит отказаться — можно пожертвовать белоснежным цветом продукта, чтобы избежать вреда. В других случаях можно использовать диоксид титана, очищенный от наночастиц. Пойдут ли на это химические компании, производящие добавку? Это вопрос не совести, а денег. Но разве здоровье не дороже бизнеса?

Диоксид титана (Е171)

Диоксид титана (Е171) – пищевая добавка, имеющая хорошие отбеливающие свойства, поэтому широко используется во многих сферах (производство, косметология, пищевая отрасль). Можно встретить и другие наименования Е171: титановый диоксид, Titanium Dioxide, титана диоксид и titanium oxide.

Титана диоксид в пищевом производстве

Применение и широкое использование Titanium Dioxide в пищевой сфере началось с 1994 года, в первую очередь как природного красителя, благодаря которому получается неимоверный эффект отбеливания. В еде Е171 считается безопасной, но исследования и тесты идут полным ходом, чтобы определить влияние добавки на организм человека.

Краситель – это незаменимый компонент в производстве сухих смесей, молочных продуктов и завтраков быстрого приготовления. В качестве натурального отбеливателя используется для массового изготовления жвачек. При помощи титанового диоксида осуществляется отбеливание крабовых палочек (их белых частей) и прочих морепродуктов.

Пищевая сфера нуждается в Е171, потому что краситель диоксид титана есть первоочередной составляющей для создания печенья, булочек, конфет и иных продуктов. Суточная норма для человека данной пищевой добавки не должна быть более 1 процента.

Титановый диоксид в медицине

Фармацевтическая отрасль тоже не осталась в стороне, поскольку Е171 является одним из компонентов многих лекарственных средств. Он предназначен для того, чтобы:

  • придать таблеткам или капсулам беловатый цвет;
  • сделать их более презентабельными;
  • продлить срок годности лекарства.

Белый диоксид титана широко используется в медицинской отрасли в производстве таблетированных препаратов и витаминных комплексов. Добавление порошка в основы кремов, суппозитории, пасты и иные фармакологические лекарственные средства, стало привычным делом.

Также titanium oxide можно встретить в производстве лакокрасочных изделий (например, ламинированной бумаги и пластмассы). Вещество обладает огнеупорными способностями, поэтому необходимо для изготовления оптических стекол. Также известно его использование для создания белил для обмазки сварочных электродов. Благодаря данной добавке повышается стойкость к выцветанию и старению топографической краски, улучшается структурные особенности бумажной пульпы в картонно-бумажной индустрии.

Производство пигментов на основе титанового диоксида (тысяч тонн в год) в некоторых странах

Страна Максимальная годовая производительная мощность
Америка 300
Канада 20
Германия 140
Великобритания 150
Франция 105
Финляндия 120

Двуокись титана применяется в виде микрочастиц в сфере нанотехнологий, но это пока еще новое направление в применении Е171. Поэтому мировой объем потребления микрочастиц равен приблизительно двум тысячам тонн в год. Спрос на титановый диоксид объясняется тем, что произошел за последние несколько лет рост производства товаров широкого потребления и иных отраслей экономики государств. В развитых странах потребление добавки должно составлять 2 кг на одного человека, но этого добиться довольно сложно, например, в России этот показатель равен только 300 граммам. Стремительно увеличивается емкость рынков сбыта и потребления, а это говорит о том, что данная пищевая добавка на мировом рынке имеет неплохие перспективы.

Для масштабного производства керамики, стекла и резины титановую двуокись используют как катализатор химических реакций, благодаря этому можно пользоваться готовой продукцией при повышенных температурах. Благоприятно воздействует титановый диоксид на древесину, он защищает ее от радиации солнечных лучей.

Описание пищевой добавки диоксид титана

Пищевая добавка диоксид титана представляет собой кристаллический порошок белого цвета со следующими свойствами.

  • Вещество отличается высокой стойкостью к влаге, химическим веществам, солнечному свету и перепадам температур.
  • При нагревании диоксид титана желтеет.
  • Он нетоксичен.
  • Добавка совместима с абсолютно любыми пленочными изделиями.
  • Вещество не растворяется в воде, спирте, а также подсолнечном и оливковом маслах.

В природе диоксид титана входит в состав некоторых минералов. Это анатаз, рутил и брукит.

Производство диоксида титана, состав добавки

Для получения пищевого диоксида титана используют две технологии.

  • Производство из ильменитового концентрата. Включает в себя три этапа.
    1. Сырье обрабатывается серной кислотой. В результате получаются сульфаты железа и титана. Далее повышается уровень окисления железа. Шламы и сульфаты разделяются в специальных фильтрах.
    2. Второй этап — гидролиз сульфатных солей титана. Образуются гидраты оксида титана.
    3. Происходит их нагрев.
  • Получение диоксида титана из тетрахлорида титана. Производство идет по одной из трех технологий.
    1. Термическая обработка.
    2. Парофазный гидролиз.
    3. Гидролиз водных растворов тетрахлорида титана.

В состав диоксида титана также входит небольшое количество примесей. Это диоксид кремния и оксид алюминия.

Где применяется диоксид титана

Расскажем, для чего нужен диоксид титана.

Применение диоксида титана в пищевой промышленности

В пищевой промышленности добавка диоксид титана применяется чаще всего. Предназначение вещества — придание изделиям привлекательного внешнего вида. Диоксид титана отлично отбеливает различные продукты.

К примеру, в пищевой промышленности добавку используют при изготовлении:

  • быстрых завтраков;
  • крабовых палочек;
  • сухого молока;
  • майонеза;
  • жвачки;
  • глазури;
  • конфет и белого шоколада;
  • теста для пельменей;
  • шпика, паштета и мясных деликатесов;
  • консервов.

Применение диоксида титана в косметологии

Добавка Е171 входит в состав кремов для загара и антиаллергических мазей. Наличие в них диоксида титана обеспечивает необходимые защитные свойства.

Кроме этого вещество используют для производства:

  • мыла;
  • пудры;
  • губной помады;
  • теней для век;
  • зубной пасты;
  • антиперспирантов;
  • насыщенного перламутра;
  • иных косметических средств.

Применение диоксида титана в медицине

Диоксид титана добавляют в состав таблеток, суппозиториев, кремов, мазей и паст. Наличие красителя Е171 продлевает срок годности лекарственных препаратов и окрашивает их в приятный белый цвет.

Иные сферы применения диоксида титана

Диоксид титана также используют при изготовлении:

  • ламинированной бумаги;
  • лакокрасочных материалов;
  • пластмасс;
  • стекол;
  • белил;
  • картона.

Влияние диоксида титана на организм человека: польза или вред

На данный момент задокументированных доказательств того, что диоксид титана опасен для организма человека и оказывает на него негативное влияние, нет. В пищевой промышленности эту добавку начали использовать в 1994 году.

Диоксид титана не усваивается организмом и не накапливается. Добавка выводится естественным путем через несколько часов после употребления содержащих краситель продуктов.

ГДЕ КУПИТЬ ДИОКСИД ТИТАНА

Купить диоксид титана отличного качества вы можете в нашем магазине товаров для молекулярной кухни. Действует доставка по Москве и в регионы. Возможен самовывоз.