Post on 14-Feb-2019
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Sorveglianza Sanitaria in Soggetti
Esposti a Nanomateriali
Antonio Pietroiusti, MD
Università “Tor Vergata” Roma
Università Cattolica de Sacro Cuore
Roma, 23 Giugno 2012
Meccanismi di attraversamento
delle barriere biologiche
Induzione di infiammazione con indebolimento della barriera
Stesso meccanismo di sostanze fisiologiche
(trasporto attivo e passivo) Endocitosi
Il problema:
I nanomateriali rappresentano un rischio potenziale
per la salute dei lavoratori?
Sono allo stato delle cose realistici protocolli di
sorveglianza sanitaria?
Potenziale rischio salute
X. He, H. Zhang, Y. Ma, W. Bai, Z. Zhang, K. Lu, Y. Ding, Y. Zhao, Z. Chai, Nanotechnology, 2010, 21, 285103. M-T. Zhu, W-Y Feng, J. Wang, B. Wang, M. Wang, H. Ouyang, Y. Zhao, Z. Chai, Toxicol. Sci.,2009, 107, 342. C. Schleh, M. Semmler-Behnke, J. Lipka, A. Wenk, S. Hirn, M. Schäffler, G. Schmid, U. Simon, W. G. Kreyling, Nanotoxicology, 2012, 6, 36. R. Hu, X. Gong, Y. Duan, N. Li, Y. Che, Y. Cui, M. Zhou, C. Liu, H. Wang, F. Hong, Biomaterials, 2010, 31, 8043. E. J. Park, E. Bae, J. Yi, Y. Kim, K. Choi, S. H. Lee, J. Yoon, B. C. Lee, K. Park, Environ. Toxicol. Pharmacol., 2010, 30, 162. Y. S. Kim, M. Y. Song, J. D. Park, K. S. Song, H. R. Ryu, Y. H Chung, H. K Chang, J. H. Lee, K. H. Oh, B. J. Kelman, I. K. Hwang, I. J. Yu, Part. Fibre Toxicol., 2010, 7, 20. Z. Yang, Y. Zhang, Y. Yang, L. Sun, D. Han, H. Li, C. Wang, Nanomedicine, 2010, 6, 427. Y. O. Fan, Y. H. Zhang, X. P. Zhang, B. Liu, Wei Sheng Yan Jiu 2006, 35, 549. B. C. Lin, Z. G. Xi, Y. G. Zhang J. Environ. Health, 2007, 24, 574. J. T. Kwon, S. K. Hwang, H. Jin, D. S. Kim, A. Minai-Tehrani, H. J. Yoon, M. Choi, T. J. Yoon, D. Y. Han, Y. W. Kang, B. I. Yoon, J. K. Lee, M. H. Cho, J. Occup. Health., 2008, 50, 1. S. Yoshida, K. Hiyoshi, T. Ichinose, H. Takano, S. Oshio, I. Sugawara, K. Takeda, T. Shibamoto, Int. J. Androl., 2008, 32, 337. L. P. Sychevaa, V. S. Zhurkova, V. V. Iurchenkoa, N.O. Daugel-Daugeb, M. A. Kovalenkoa, E. K. Krivtsovaa, A. D. Durnev, Mut. Res., 2011, 726, 8. S. Hirn, M. Semmler-Behnke, C. Schleh, A. Wenk, J. Lipka, M. Schäffler, S. Takenaka, W. Möller, G. Schmid, U. Simon, W. G. Kreyling, Eur. J. Pharm. Biopharm., 2011, 77, 407. W. H. De Jong, W. I. Hagens, P. Krystek, M. C. Burger, A. J.A.M. Sips, R. E. Geertsma, Biomaterials, 2008, 29, 1912. G. Sonavane, K. Tomodaa, K. Makino, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2008, 66, 274. Y. S. Chen, Y. C. Hong, L. W. Lin, I. Liau, M. Y. Hong, G. S. Huang, Nanotechnology, 2010, 21, 485102. C. Lasagna-Reeves, D. Gonzalez-Romero, M. Barria, I. Olmedo, A. Clos, V. SadagopaRamanujam, A. Urayama, L. Vergara, M. J. Kogan, C. Soto, Biochem. Biophys. Res. Commun., 2010, 393, 649. S. M. Hirst, A. Karakoti,S.Singh, W. Self, R. Tyler, S. Seal, C. M. Reilly, Environ.Toxicol., DOI 10.1002/tox. J. Tang, L. Xiong, S. Wang, J. Wang, L. Liu, J. Li, F. Yuan, T. Xi, J. Nanosci. Nanotechnol., 2009, 9, 4924. L. Chen, R. A. Yokel, B. Henning, M. Toborek, J Neuroimmune Pharmacol., 2008, 3, 286. G. Xie, J. Sun, G. Zhong, Shi, D. Zhang, Arch. Toxicol., 2010, 84, 183. L. Ma, J. Liu, N. Li, J. Wang, Y. Duan, J. Yan, H. Liu, H. Wang, F. Hong, Biomaterials, 2010, 31, 99. S. K. Balasubramanian, J. Jittiwat, J. Manikandan, C. N. Ong, L. E. Yu, W. Y. Ong, Biomaterials, 2010, 31, 2034. Y. Morishita, Y. Yoshioka, H. Satoh, N. Nojiri, K. Nagano, Y. Abe, H. Kamada, S. Tsunoda, H. Nabeshi, T. Yoshikawa, Y. Tsutsumi, Biochem. Biophys. Res. Commun., 2012, 420, 297. Y. Bai, Y. Zhang, J. Zhang, Q. Mu, W. Zhang, E.R. Butch, S.E. Snyder, B. Yan, Nat Nanotechnol., 2010, 5, 683. L. L. Guo, X. H. Liu, D. X. Qin, L. Gao, H. M. Zhang, J. Y. Liu, Y. G. Cui, Zhonghua Nan. Ke Xue., 2009, 15, 517. K. Yamashita, Y. Yoshioka, K. Higashisaka, K. Mimura, Y. Morishita, M. Nozaki, T. Yoshida, T. Ogura, H. Nabeshi, K. Nagano, Y. Abe, H. Kamada, Y. Monobe, T. Imazawa, H. Aoshima, K. Shishido, Y. Kawai, T. Mayumi, S. Tsunoda, N. Itoh, T. Yoshikawa, I. Yanagihara, S. Saito and Y. Tsutsumi, Nat. Nanotechnol., 2011, 6, 321. K. Takeda, K-I. Suzuki, A. Ishihara, M. Kubo-Irie, R. Fujimoto, M. Tabata, S. Oshio, Y. Nihei, T. Ihara, M. Sugamata, J. Health Sci., 2009, 55, 95. Y. Takahashi, K. Mizuo, Y. Shinkai, S. Oshio, K. Takeda, J. Toxicol. Sci, 2010, 35, 749. M. Shimizu, H. Tainaka, T. Oba, K. Mizuo, M. Umezawa, K. Takeda, Part. Fibre Toxicol., 2009, 6, 20. K. S. Hougaard, P. Jackson, K. A. Jensen, J. J. Sloth, K. Löschner, E. H. Larsen, R. K. Birkedal, A. Vibenholt, A-M. Z. Boisen, H. Wallin, U. Vogel, Part. Fibre Toxicol., 2010, 7, 16. P. Jackson, S. Halappanavar, K. S. Hougaard, A. Williams, A. M. Madsen, J. S. Lamson, O. Andersen, C. Yauk, H. Wallin, U. Vogel, Nanotoxicology, 2011, Nov 28. [Epub ahead of print]. P. Jackson, K. S. Hougaard, U. Vogel, D. Wuc, L. Casavantc, A. Williams, M. Wadec, C. Yauk, H. Wallin, S. Halappanavar, Mut. Res. 745, 2012, 73. P. Jackson, S. Halappanavar, K. S. Hougaard, A. M. Z. Boisen, N. R. Jacobsen, K. A. Jensen, P. Moller, G. Brunborg, K. B. Gutzkow, O. Andersen, S. Loft, U. Vogel, H. Wallin, Nanotoxicology, 2011, Jun 8. [Epub ahead of print]. P. Jackson, U. Vogel, H. Wallin, K. S. Hougaard, Basic & Clin. Pharmacol. & Toxicol., 2011, 109, 434. S. Yoshida, K. Hiyoshi, S. Oshio, H. Takano, K. Takeda, T. Ichinose, Fertil. Steril., 2010, 93, 1695. S. Takahashi, O. Matsuoka, J.
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YES
Organo/Apparato Reperti patologici in
vivo
Nanomateriale Potenziale patologia umana N° Lavori
“peer
reviewed”
Apparato Respiratorio
Infiammazione acuta
Fibrosi
Granulomi
Proteinosi alveolare
Fibrosi Pleurica
Mesotelioma Pleurico
TiO2, NiO, CNTS
ZnO, NiO, CNTs,
CuO
CNTs
NiO, CNTs
CNTs “lunghi”, NiO
“lunghi”
CNTs “lunghi”
ARDS
Fibrosi polmonare idiopatica,
Fibrosi simil-asbesto
Granulomatosi Polmonare,
Sarcoidosi
Proteinosi Alveolare
Fibrosi pleurica simil-asbesto
Mesotelioma Pleurico
7
7
9
5
3
2
Cute
Infiammazione acuta
Tumori benigni
Granulomi
sottocutanei
CNTs
Fullereni
CNTs
Dermatite aspecifica
Tumori benigni
Granuloma da corpo estraneo
1
1
1
Apparato
Cardiovascolare
Progressione
aterosclerosi
Trombosi acuta
Aritmie
TiO2, NiO, CNTS,
Fe2O3
CNTs
TiO2, SiO2, CNTs
Progressione placca
aterosclerotica
Infarto miocardio, ictus
Morte cardiaca improvvisa
5
3
4
Apparato Riproduttivo Infertilità
Aborto/malformazioni
CB, ZnO
CB, CNTs, SiO2, TiO2
Infertilità
Aborto/malformazioni
4
11
SNC Alterata BEE
Infiammazione
Al, Cu,Ag
TiO2, MnO, CB
Sclerosi multipla
Alzheimer, Parkinson
4
8
Adattata da: Pietroiusti, Nanoscale, 2012, 4, 1231-1248
Proposta di sorvegianza sanitaria
per i CNTs: protocollo NIOSH - Biopersistenza -Lunghezza -Contaminanti -Elevato rischio potenziale da studi animali -Dimostrata esposizione in ambito lavorativo (Han et al. 2008; Bello et al. 2008, 2009; Tsai et al. 2009; Lee et al. 2010 Methner et al. 2007; Evans et al. 2010)
Protocollo NIOSH CNTs: limite di
esposizione raccomandato
7μg/m3 E’ stato calcolato che un’esposizione superiore nel corso della vita lavorativa determina un rischio di almeno il 10% di sviluppare fibrosi polmonare
Protocollo NIOSH CNTs:
raccomandazioni datore di lavoro - Mantenersi informato sul rischio e procedere ad
appropriate misure -Identificare mansioni a rischio (anche di contatto
con compositi) -Sostituire ove possibile i CNTs con materiale
meno rischioso
Protocollo NIOSH CNTs:
raccomandazioni datore di lavoro Stabilire criteri e procedure per selezionare, installare e valutare la performance dei controlli e assicurare le appropriate condizioni operative Assicurarsi che i lavoratori siano in grado di valutare e utilizzare i sistemi di controllo (es. ventilazione) Controllo routinario dei valori di esposizione, che devono essere al di sotto di 7μg/m3 usando il metodo di rilevazione NIOSH 5040 o equivalente Implementare procedure per la selezione di appropriati DPI quali abiti, guanti, e respiratori
Protocollo NIOSH CNTs:
raccomandazioni datore di lavoro Informare i lavoratori sulle fonti di CNTs e sulle mansioni che possono determinare esposizione Dare la possibilità di frequente lavaggio delle mani, soprattutto prima di mangiare, fumare o lasciare il posto di lavoro Possibilità di doccia e cambio abiti (quest’ultimo in ambiente diverso da quello utilizzato per gli abiti da lavoro per evitare contaminazione al di fuori dell’ambiente di lavoro) Fornire guanti e tute colorati per facilitare la rilevazione dei CNTs, che sono neri
Protocollo NIOSH CNTs:
raccomandazioni datore di lavoro Implementare procedure specifiche per la pulizia degli abiti da lavoro e decontaminazione degli ambienti dai CNTs Usare respiratori OSHA 29 CFR 1910.134 e instaurare un programma di protezione respiratoria che preveda: a) valutazione medica della capacità del lavoratore di lavorare con il respiratore; b)training del Personale; c)monitoraggio periodico dell’esposizione; d) fit testing; e)manutenzione, ispezione, pulizia e conservazione appropriata del ventilatore
Protocollo NIOSH CNTs: screening
medico: chi inserire
a) Lavoratori esposti a concentrazione
superiori a 7μg3 di CNTs sulla base del
TWA per 8 ore di lavoro
b) Lavoratori con potenziale esposizione
intermittente ad elevate quantità di CNTs
(es. lavoratori coinvolti nel trasporto,
mescolamento, o macinazione di
materiale contenete CNTs)
Protocollo NIOSH CNTs: screening
medico: supervisione
Medico qualificato che ha conoscenza
approfondita sia delle esposizioni nel luogo
di lavoro sia degli effetti potenziali sulla
salute dei CNTs
Protocollo NIOSH CNTs: screening
medico: valutazione iniziale
Anamnesi medica e occupazionale
Esame obiettivo con approfondimento
dell’apparato respiratorio
Spirometria (eseguibile solo da chi abbia
completato l’apposto corso NIOSH)
Radiografia del torace (refertabile solo da B
reader)
Altri esami giudicati opportuni dal
supervisore
Protocollo NIOSH CNTs: screening
medico: valutazioni periodiche
Annuali o post-infortunio o con diversa
periodicità sulla base della valutazione del
Supervisore. Obbligatorie in caso di cambio
della modalità di lavorazione del materiale.
Le valutazioni includono: a)aggiornamento
dell’anamnesi e della storia occupazionale;
b)aggiornamento dei sintomi respiratori; c)esame
obiettivo; d)valutazione della eventualità di ripetere
spirometria e radiografia del torace
Protocollo NIOSH CNTs: screening
medico: report
Da consegnare al lavoratore e contenente:
a) Risultati degli esami medici
b) Opinioni e raccomandazioni del medico
circa la relazione tra le condizioni
mediche e l’attività lavorativa
c) Istruzioni sull’uso appropriato dei DPI e
sui comportamenti opportuni sul lavoro
d) Terapia
Protocollo NIOSH CNTs: screening
medico: report
Da consegnare al datore di lavoro e contenente: a) Limitazioni sulla base degli degli esami
medici b) Raccomandazioni sull’uso appropriato
dei DPI c) Opinioni del medico circa la relazione tra
le condizioni mediche e l’attività lavorativa con i CNTs
Protocollo NIOSH CNTs: training
dei lavoratori
Informazioni sufficienti per permettere ai
lavoratori di capire la natura delle
esposizioni nel luogo di lavoro, i rischi per la
salute, le vie di esposizione e istruzioni sulle
modalità di riferire i sintomi.
Informazioni circa le finalità dello screening,
i benefici attesi per la salute, le procedure di
screening.
Protocollo NIOSH CNTs: valutazione
periodica del programma
I dati dovrebbero essere periodicamente
aggregati e valutati per identificare
andamenti peculiari della salute dei
lavoratori collegabili con attività lavorative e
meritevoli di misure di prevenzione
primaria. Questa valutazione va effettuata
da un operatore sanitario qualificato o anche
da un esperto epidemiologo.
Protocollo NIOSH CNTs: valutazione
periodica del programma
E’ compito del datore di lavoro valutare
periodicamente la coerenza del programma
di screening con gli avanzamenti delle
conoscenze circa gli effetti sulla salute
derivanti da esposizione a CNTs
Protocollo NIOSH CNTs:
raccomandazioni per i lavoratori
Chiedere al supervisore per il training come proteggersi dagli azzardi potenziali collegati all’esposizione a CNTs Conoscere e usare i dispositivi che evitano l’esposizione polmonare e cutanea Sapere quando e come usare il respiratore e gli altri DPI messi a disposizione dal datore di lavoro Evitare di maneggiare i CNTs “liberi” (es. come polvere)
Protocollo NIOSH CNTs:
raccomandazioni per i lavoratori
Conservare i CNTs, sia liquidi che in
polvere, in contenitori ermeticamente chiusi
Pulire l’area di lavoro alla fine di ciascun
turno con un aspiratore ad alta efficienza
(HEPA) o con panni umidificati. NON USARE LA
SCOPA.
Non bere o mangiare in luoghi di lavoro
contenenti CNTs
Non mettere in contatto gli abiti da lavoro
con quelli usuali
Per approfondire…