There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

Nanotechnologie en Risicoberekening

door Dr. Lang Tran

Dr. Lang Tran, Bryony Ross en Rob Aitken, Instituut van BeroepsGeneeskunde (IOM)
Overeenkomstige auteur: lang.tran@iom-world.org

Achtergrond

De controle van gezondheidsrisico is een ingewikkeld proces. De methode voor risicobeheer bestaat uit twee fundamentele elementen:

  1. De maatregelen die moeten worden getroffen (om de specifieke doelen te bereiken); en
  2. de reden die de keus van de stappen in (1) rechtvaardigt.

In dit korte artikel, zullen wij de methode schetsen om de potentiële gezondheidsrisico's te beheren die van blootstelling aan gebouwd het gevolg zijn nanoparticles (ENP).

Het Risico voor gezondheid is een product van zowel het intrinsieke Gevaar van een materiaal, als het niveau van Blootstelling. Wij zullen de processen betrokken bij de beoordeling van het Gevaar en van de Blootstelling beschrijven om een beoordeling van risico uit te voeren. Tot Slot zullen wij één mogelijke benadering voor het beheren van risico schetsen.

De Beoordeling van het Gevaar

Het gevaar van een substantie beoordelen moet zijn inherente giftigheid evalueren. Fundamenteel voor de wetenschap van het toxicologie is de dose-response verhouding. Voor deeltjes in het algemeen, neigt de blootstelling om via inhalatie te zijn. Nochtans, wegens hun uitgebreid gebruik in industriële processen en commerciële producten, voor gebouwd nanoparticles (ENP), kan de blootstelling via inhalatie, opname of huidcontact zijn.

Zodra geëigd, heeft men getoond dat ENP van het primaire orgaan van ingang in secundaire organen kan worden overgeplaatst. Dit bewijsmateriaal heeft van een echte uitdaging aan toxicologen blijk gegeven, omdat de risicoberekening nu op de dose-response verhouding van het gevoeligste lichaamsorgaan moet worden geconcentreerd eerder dan alleen op het orgaan waardoor ENP het lichaam ingaat.

Uiteindelijk moet de beoordeling van gevaar op mensen worden betrekking gehad. In het toxicologie, zijn de het vaakst beschikbare modellen voor giftigheid het testen dierlijke gebaseerd en kunnen of in vitro of in vivo zijn. Typisch, worden het aanvankelijke onderzoek van het verband van de dosisreactie tussen ENP en de potentiële giftigheid ondernomen gebruikend een lichaam van tests in vitro - selecteerde geldig (d.w.z. relevant) aan de doelorganen te zijn.

Van primair belang is de waaier van dosissen die geen significant effect veroorzaken (d.w.z. statistisch significant reactieniveau in vergelijking met de controle). De gegevens door deze tests worden geproduceerd kunnen dan worden gebruikt om een kwantitatief verband tussen de verschillende fysico-chemische kenmerken van ENP en onthulde die respone te vestigen. Dit proces is de basis van de modellering (QSAR) van de kwantitatief-structuur-activiteit-Verhouding.

Die die tests binnen dose-response beoordeling van ENP worden uitgevoerd moeten twee verdere stappen ondergaan:

  1. bevestiging; en
  . controle 2

De Bevestiging wordt ondernomen om ervoor te zorgen dat de tests reproduceerbaar zijn, veronderstellend dat de testprotocollen precies - gewoonlijk bereikt via ronde Robin aproach tussen onderzoekers worden gevolgd. De Controle anderzijds, moet ervoor zorgen dat de resultaten van die uitgevoerde tests in vitro aan daadwerkelijke die observaties beantwoorden uit proeven worden verkregen op dieren (of menselijke klinische situaties).

De controle van resultaten in vitro daarom vereist gewoonlijk het gebruik van beperkte dierlijke proefneming in vivo, waarmee er bijbehorende ethische kwesties kunnen zijn. Dientengevolge, is het essentieel dat deze tests in vivo goed en, worden ontworpen geconcentreerd die de overwegingen ethisch tevreden te stellen door het 3Rs principe van verbetering, vermindering en vervanging worden opgemaakt.

De Extrapolatie tussen resultaten in vitro en in vivo vereist een oordeelkundige keus van zowel beheerde dosis als dosistarief. Recente bevindingen van Oberdörster et. al. toon goede overeenstemming tussen resultaten in vitro en in vivo in het longsysteem aan wanneer de reactie als reactie per cm wordt beschreven2. Een Andere belangrijke kwestie is distributie van ENP in verschillende doelorganen, zoals dit aan het begrip van de dosis van het doelorgaan en keus verwijzingsENP materiaal in giftigheidstests essentieel is. De keus van een geschikte nanomaterial verwijzing is namelijk van zeer belangrijk belang aan benchmarking en vergelijkende giftigheid tussen ENPs.

Samengevat, voor gevaarbeoordeling is het essentieel om de dose-response verhouding in context van het gevoeligste orgaan/het systeem te bestuderen ENP waarschijnlijk zal bereiken. Nagaand de fysico-chemische eigenschappen van ENPs die hun giftigheid drijven, en de waaier van dosis zonder waargenomen ongunstige gevolgen zijn essentieel om een zinvolle gevaarbeoordeling uit te voeren. Figuur 1 stelt deze en andere zeer belangrijke aspecten van gevaarbeoordeling voor.

Figuur 1. Het Proces van het Gevaar en Van de Risicoberekening.

De Beoordeling van de Blootstelling

Ongeacht hoe gevaarlijk een materiaal is, zonder blootstelling is er geen risico. De Beoordeling van blootstelling is daarom van gelijk belang aan begrip van gevaar in het risicoberekeningsproces. De Blootstelling aan mensen is mogelijk - zowel direct als onrechtstreeks - door de volledige het levenscyclus van een ENP, van behandeling in de werkplaats tijdens productie, het gebruik van de consument en definitieve verwijdering. In elk stadium is er een potentieel voor directe blootstelling aan zowel mensen (als of arbeiders of consumenten) en het milieu (b.v. grond, water en lucht). Binnen het milieu, zullen de eigenschappen van ENP waarschijnlijk door hun omgeving worden veranderd, en vandaar zijn hun lot en gedrag in deze media moeilijk te voorspellen. Bovendien kan ENP in contact met verschillende species in het milieu komen, de voedselketen ingaan en zo een extra indirecte bron van blootstelling aan mensen uiteindelijk verstrekken.

Daarom zijn de belangrijke overwegingen in de beoordeling van van blootstelling aan ENP de waarschijnlijkheid van belangrijke toevallige blootstellingsscenario's (b.v. explosie of belangrijke morserij in het milieu) en methodes voor blootstelling controle (met inbegrip van persoonlijke bemonstering en het gebruik van nieuwe biomarkers van blootstelling die ENP in bloed, urine en sputum) kunnen ontdekken. Figuur 2 vat de diverse blootstellingsscenario's voor mensen samen.

Figuur 2. De Reden van de Beoordeling van de Blootstelling.

Risicoberekening en Beheer

Hoewel de gevaarbeoordeling nuttige resultaten in vitro en/of in vivo kan opleveren, is het risicoberekening die deze bevindingen in de menselijke context plaatst. Het risicoberekeningsproces extrapoleert in vivo deze in vitro/vloeit aan mensen, bereikte door toepassing van een waaier van onzekerheidsfactoren voort die proberen om inter-dierlijke variaties en inter-speciesverschillen te compenseren. Deze benadering kan tot overschatting van risico en dientengevolge het plaatsen van onrealistische blootstellingsgrenzen leiden.

Een veelbelovendere benadering kan zijn wiskundige modellering van de blootstelling-dosis-reactie gebruikend de beschikbare experimentele gegevens. Zodra gevestigd, kunnen dergelijke modellen aan een menselijke context worden geëxtrapoleerd en worden gebruikt om het niveau van blootstelling te schatten dat geen ongunstig effect voor een gekozen eindpunt in werking stelt. Dit is gekend als Afgeleid Geen Niveau van het Effect (DNEL). Het voordeel van deze wiskundige modelleringsbenadering is dat de onzekerheid kan worden omvat gemakkelijk, het vaakst bereikt via gebruik van de simulatie van Monte Carlo. De Beoordeling van risico impliceert vergelijking van berekende DNEL met de totale blootstelling in mensen geschat door het proces van de blootstellingsbeoordeling, als de totale blootstelling van mensen om groter wordt gevonden te zijn dan DNEL toen er een risico van een ontwikkeling van het ongunstige effect is. Figuur 1 vat het risicoberekeningsproces samen.

De volgende stap in Risicoberekening is het Besluit van het Risico - het rationele besluit om risico goed te keuren of te verwerpen dat na de risicoberekening moet worden gemaakt. Dit besluit zal op het effect worden gebaseerd van berekend gezondheidsrisico op zowel de sociale als economische infrastructuur. Als het risico in vergelijking met de sociaal-economiecompromissen klein is, dan kan het risico aanvaardbaar zijn. Als niet, wordt het risico waargenomen als te groot en het risico verworpen.

Als het risico wordt verworpen, dan moet het geschikt worden geleid - dit is het proces van risicobeheer. De twee fundamentele processen in risicobeheer zijn de Controle van het Risico en de Overdracht van het Risico. De Controle van het Risico impliceert blootstelling controle, het gebruik van beschermende kleding, en mededeling aan bewaarders via bijvoorbeeld standaard gebruiksprocedures, begeleiding en dialoog gebruikend verschillende media zoals TV, Internet en open forums.

Een Ander belangrijk proces is identificatie van mens blootgestelde cohort voor een medisch toezichtoefening. De Overdracht van het Risico impliceert goedkeuring van aangewezen verzekering voor het berekende risico. De belangrijkste uitdaging, in deze instantie, is hoe te van verzekering geschikt de prijs vast te stellen voor zich die gezondheidsrisico's het voordoen te behandelen. Figuur 3 vat het proces van het Beheer van het Risico samen.

Figuur 3. De Procedure van het Beheer van het Risico

Conclusie

In dit korte artikel, is de methode voor risicoberekening en beheer van blootstelling aan ENP geschetst. Één hoofdbeperking van de exemplar benadering is dat het zich zwaar op de controle van blootstelling baseert; een stap die moeilijk kan zijn zoals bijvoorbeeld in de praktijk de massaconcentratie in de lucht van ENP kan zeer laag en zo moeilijk zijn te controleren. Nochtans, aangezien ENP kunstmatig is, zal het mogelijk zijn om hen te herontwerpen en te produceren zonder die fysico-chemische eigenschappen geïdentificeerd zoals hebbend ongunstige gevolgen. Onnodig te zeggen, moeten deze herontworpen ENP hun originele industriële behoeften nog vervullen. Uiteindelijk, is het deze methode van de gevaarvermindering die aan een verantwoordelijke ontwikkeling van duurzame nanotechnologie zeer belangrijk is.

Copyright AZoNano.com, Dr. Lang Tran (Instituut van BeroepsGeneeskunde (IOM))

Date Added: Jun 7, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 01:16

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit