Definisjoner (II) Definisjoner (I) Nanopartikler, helse og yrkeshygiene. Ulike typer nanopartikler. Nanopartikler. Nanopartikler ultrafine partikler

Transkript

1 1 2 Nanopartikler, helse og yrkeshygiene Definisjoner (I) m Ann Kristin Sjaastad Nanopartikler Mindre enn 100 nm i minst én dimensjon Nanoobjekt med ulike fasonger (kuler, rør, fiber, plater, staver ) (ISO/TS 27687:2008) Nanopartikler ultrafine partikler 3 4 Definisjoner (II) Nanomateriale Pulver, kompositter, dispergeringer Nanoteknologi Teknisk framstilling og manipulering av materialer på atomnivå (1-100 nm) Materialer definert ut fra fysisk form og størrelse Tverrfaglig Ulike typer nanopartikler Metalliske og keramiske nanopartikler Fullerener Nanorør Nanofibre Nanokapsler Kvanteprikker (Rapport 2:2008 Teknologirådet, Rapport fra Arbeidstilsynet, 2010) (Rapport 2:2008 Teknologirådet,

2 5 Produkter med nanopartikler 6 Tekstiler, klær Nanofibre, nanorør, nanosølv Kosmetikk TiO2, fullerener Mat (oppbevaring) Nanosølv Sportsutstyr Nanorør Gummi Carbon black Kabler Nanorør, nanofibre Karosserideler Nanorør, nanofibre Medisiner (drug delivery) Nanokapsler, fullerener Overflatebehandlingsmidler TiO2, carbon black, fullerener Katalysatorer Kvanteprikker Solceller Kvanteprikker, fullerener 7 Fysiske egenskaper 8 Opptaksveier Små partikler, liten masse, høyt antall Redusert størrelse økt relativt overflateareal økt fri overflateenergi økt kjemisk reaktivitet Agglomerering sammenføyning av små partikler til større (Ostiguy et al. 2008) Inhalasjon (hovedvei) Ulik evne til avsetning i luftveiene 1 nm: 80 % avsettes i nese/svelg, 20 % i trakeobronkial region 5 nm: 90 % av alle inhalerte partikler avsettes i lungene, jevnt fordelt mellom ekstratorakal, trakeobronkial og alveolær region 20 nm: 80 % av alle inhalerte partikler avsettes i lungene, 50 % i alveolær region Hud Mage-tarm Injeksjon (Ostiguy et al. 2008, Crosera et al. 2009, Larese et al. 2009, Shaik et al. 2009, Tan et al. 2010, Xia et al. 2009)

3 9 10 Toksiske egenskaper Helseeffekter (I) Toksisitet av nanopartikler: Ikke avhengig av masse Mange mulige avgjørende faktorer Spesifikk overflate, antall partikler, størrelse, konsentrasjon, overflateegenskaper (bindingsevner, lading), grad av agglomerering, form, porøsitet, krystallstruktur, syntesemetode, hydrofili/hydrofobi, post-syntesemodifikasjoner, stabilitet Noen hovedtrender, men veldig varierende Basert på kunnskap om ultrafine partikler Eksperimentelle studier: in vivo (dyreforsøk) og in vitro (celleforsøk) Foreløpig kun få studier på NP-eksponerte mennesker (epidemiologiske studier) (Ostiguy et al. 2008, Xia et al. 2009) 11 Helseeffekter (II) 12 Helseeffekter (III) Interaksjoner med biologiske molekyler Passerer membraner Påvirker celledelingsprosesser mutasjoner Kan trenge inn i hjernen Nevrotoksiske effekter på dopaminerge celler Oksidativt stress Økt produksjon av oksygenradikaler inflammasjoner Kan forsterke eksisterende luftveis-/lungesykdommer Kan forsterke effekter av andre inhalerte stimuli Kardiovaskulære effekter Kreft Fibre mesotheliom? Oksidativt stress kan føre til økt celleproliferasjon utvikling av kreft Mutasjoner TiO2 og carbon black: klassifisert som mulig karsinogene av International Agency for Research on Cancer (IARC) (Oberdörster et al. 2002, Geiser et al. 2005, Ostiguy et al. 2008, Sargent et al. 2009, Xia et al. 2009, Schulte et al. 2010, Ngwa et al. 2011) (Jacobsen et al. 2007, Ostiguy et al. 2008, Xia et al. 2009, Savolainen et al. 2010, Schulte et al. 2010, IARC 2010)

4 13 14 Yrkesmessig eksponering (I) Lav eksponering når angitt som masse Episoder med høy eksponering God effekt av lukket prosess Høyt antall partikler registrert ved enkelte arbeidsoppgaver Yrkesmessig eksponering (II) Begrensede metoder for eksponeringsmåling Partikkeltellere, oppsamling av partikler på filter + analyse Video Exposure Monitoring PIMEX Beregningsmodeller - NanoSafer Noen grenseverdier foreslått OEL for flerveggede nanorør = 0,21 mg/m 3 (Japan), 0,05 mg/m 3 (USA) Derived No Effect-Level (DNEL) for lite løselige inhalerte partikler (Lee et al. 2010, Methner et al. 2010, Schulte et al. 2010, Leppänen et al. 2011) Schulte et al. 2010, Beurskens-Comuth 2011, Pauluhn 2011, Yrkesmessig eksponering (III) Vernetiltak Få studier av sammenheng mellom reell yrkesmessig eksponering og utvikling av sykdom Studie fra Kina: 7 kvinner (18-47 år) med omfattende lungeskader etter eksponering for nanopartikler (~30 nm) over tid (5-13 mnd), uten verneutstyr Inflammasjoner, pleural effusjon, pulmonær fibrose Funn av nanopartikler i vevsprøver Sammenfallende resultater med dyreforsøk (Song et al. 2009) Organisatoriske/tekniske innretninger Lukket prosess Avtrekksskap Punktavsug Personlig verneutstyr Åndedrettsvern Hansker Frakk/dress Briller

5 17 18 Mer om vernetiltak Filter HEPA, ULPA FFP3 Vernetøy Bomull syntetisk stoff Hansker Nitril, vinyl, lateks, neopren Lite gjennomtrengelige (Golanski et al og 2010) Åndedrettsvern Beskyttelse mot nanopartikler = andre krav enn ved beskyttelse mot større partikler? Studier av evne til å trenge gjennom filtre Studier av evne til å lekke inn i maska Konklusjon: Kan velge ÅV etter etablerte retningslinjer Anbefalt: Heldekkende maske med P3-filter eller frisklufttilførsel (Shaffer & Rengasamy 2009) 19 Konklusjoner Ytterligere forskning er nødvendig: Helseeffekter av de enkelte typer nanopartikler Kartlegging av yrkeseksponering Metoder for kartlegging av yrkeseksponering Sammenheng mellom yrkeseksponering og sykdom Utarbeiding av yrkeshygieniske grenseverdier Effekt av eksisterende vernetiltak evt. utvikling av nye