Yhteisaltistus fullereenille ja orgaanisille teollisuuskemikaaleille
Tutkimus
Hanketiedot
Hankenumero
110358
Hakija
Työterveyslaitos
Toteuttaja
Työterveyslaitos
Lisätietoja
Olli Laine
olli.laine@ttl.fi
Toteutusaika
1.1.2011 - 30.6.2012
Työsuojelurahaston päätös
13.1.2011
150 000 euroa
Kokonaiskustannukset
314 331 euroa
Tulokset valmistuneet
30.6.2012
Tiivistelmä
Nanomateriaalien tuotanto on yksi merkittävimmistä uusista teollisuuden aloista ja fullereenit kuuluvat tärkeänä osana hiilinanomateriaaleihin. Tässä hankkeessa selvitetään onko yhteisaltistus fullereenille ja viidelle eri orgaaniselle teollisuuskemikaalille työterveysriski. Aiempien tutkimusten perusteella fullereeni ja orgaaniset yhdisteet voivat olla toksisempia yhdessä kuin erikseen.
Orgaanisina molekyyleinä testataan tolueeni, m-kresoli, bentsyylialkoholi, bentsaldehydi ja asetofenoni, jotka kaikki ovat fullereenin käsittelyssä tai sen johdannaisten valmistuksessa käytettyjä kemikaaleja. Fullereenin ja kemikaalien yhdessä aiheuttamaa immunotoksisuutta tutkitaan solukokeilla. Tuloksia verrataan pelkällä fullereenilla ja vastaavilla kemikaaleilla saatuihin tuloksiin. Tutkittavat solulinjat sisältävät inhalaatioaltistuksen kannalta tärkeitä soluja.
Fullereeni ja pienet orgaaniset molekyylit muodostavat molekyyliryppäitä, joiden immunotoksisen vasteen ymmärtämiseksi niiden kokojakauma ja kemiallinen koostumus määritetään kokeellisesti ja teoreettisesti. Karakterisointiin käytetään läpäisyelektronimikroskopiaa (TEM), dynaamista valonsirontaa (DLS), erittäin korkean erotuskyvyn massaspektrometriaa (FTICR-MS) ja molekyylimallitusta. Solukokeissa solujen sisälle päätynyt fullereenimäärä kvantitoidaan massaspektrometrisesti.
Hankkeen toteutukseen osallistuvat Työterveyslaitos, Tampereen teknillinen yliopisto ja Itä-Suomen yliopisto. Tulokset ovat käytettävissä vuonna 2012.
Hankkeen vastuuhenkilö
Olli Laine
Tiedote
Työntekijän altistuminen pitää estää nanomateriaaleja käytettäessä
30.6.2012Altistuminen orgaanisille teollisuuskemikaaleille yhdessä
C60-fullereenin kanssa voi vahvistaa kemikaalien aiheuttamia
terveysvaikutuksia. Työpaikoilla, joissa käsitellään
nanomateriaaleja pitää estää altistuminen sekä nanomateriaaleille
että kemikaaleille.
Tuoreen tutkimuksen mukaan altistumisen yhteisvaikutukset olivat
kuitenkin pieniä, luultavasti siksi, että tutkimuksessa kemikaalien
ja C60:n vuorovaikutusaika ennen altistuskokeita oli lyhyt.
Työterveyslaitoksen, Itä-Suomen yliopiston ja Tampereen
teknillisen yliopiston yhteisen tutkimushankkeen tulosten
perusteella työpaikoilla tapahtuva yhteisaltistus
nanomateriaaleille ja muille materiaaleille tai kemikaaleille ei
vaadi välittömästi lisätutkimuksia. Työsuojelurahasto rahoitti
tutkimusta tutkimusmäärärahalla.
Atomistiset simulaatiot tukivat kokeellisia tuloksia. Niiden
mukaan orgaaniset molekyylit aggregoituvat helposti yhdessä
C60-molekyylien kanssa vesipitoisessa ympäristössä ja
C60-kompleksit sisältävät enemmän hydrofobisia kun hydrofiilisiä
orgaanisia molekyyleja.
Orgaanisten molekyylien ja C60-molekyylien aggregoituminen
yhdessä voi selittää hydrofobisten molekyylien kasvaneen
solutoksisuuden suodattamattomissa suspensioissa, mutta ei
hydrofiilisten molekyylien lisääntynyttä immunotoksisuutta
suodattamattomissa suspensioissa.
Tutkimustuloksia hyödynnetään uusien ohjeiden
laadinnassa
Tulosten perusteella erilaiset yhteisaltistumisskenaariot on
otettava huomioon nanomateriaaleja käsittelevillä työpaikoilla ja
mahdollisesti huolehdittava työntekijöiden suojautumisesta.
Molekyylimallituksen perusteella fullereeni- ja orgaaniset
kemikaalit aggregoituvat yhdessä usean molekyylin ryppäiksi
vesipitoisessa ympäristössä kuten ihmiskehossa.
Muodostuneet molekyylikompleksit sisältävät enemmän huonosti
vesiliukoisia yhdisteitä kuin hyvin vesiliukoisia yhdisteitä.
Fullereenin ja huonosti vesiliukoisten yhdisteiden aggregoituminen
yhdessä saattaa selittää kyseisten kemikaalien kasvaneen
solumyrkyllisyyden fullereenin kanssa, jos kompleksit toimivat
kemikaalimolekyylien kuljettimina solujen sisälle kuten joissain
lääketieteellisissä sovellutuksissa.
Tulosten perusteella erilaiset yhteisaltistumisen mahdollisuudet
on otettava huomioon työpaikoilla, joissa käsitellään
nanomateriaaleja. Suojautuminen sekä nanomateriaali- että
kemikaalialtistukselta estää mahdolliset haitalliset
yhteisvaikutukset.
Työterveyslaitos käyttää tutkimustuloksia, kun se valmistelee
uusia ohjeita työntekijöiden suojautumisesta. Hankkeen
loppuraportti ja tuloksista julkaistu tieteellinen artikkeli
annetaan Työterveyslaitoksen nanoturvallisuuskoulutuksesta
vastaavien henkilöiden käyttöön.
Toimittaja
Terhi Friman
Aineisto
O. Laine, M. Lehto, E. Vanhala, J. Tornaeus, H. Alenius, T. Karilainen, T. Róg, O. Cramariuc, I. Vattulainen, H. Taberman, J. Jänis, Yhteisaltistus fullereenille ja orgaanisille teollisuuskemikaaleille, Työterveyslaitos, Helsinki, 2014.ISBN 978-952-261-443-8 (nid.) ISBN 978-952-261-444-5 (PDF) Avaa
Lehto M, Karilainen T, Róg T, et al. Co-exposure with fullerene may strengthen health effects of organic industrial chemicals. PLOS ONE 9 (2014) e114490.