纳米技术和风险评估

由 Lang Tran 博士

Lang Tran,葫芦科蔓草罗斯和 Rob Aitken,职业医学 (IOM) 学院博士
对应的作者: lang.tran@iom-world.org

背景

健康风险的管理是一个复杂进程。 风险管理的方法包括二个根本要素:

  1. 将被采取的步骤 (达到特定目标); 并且
  2. 辩解步骤选择在 (1) 的理论基础。

在此短的条款上,我们将概述管理的出现从对设计的 nanoparticles 的暴露的潜在的健康风险方法 (ENP)。

健康风险是两个的产品材料的内在危险等级和暴露程度。 我们将描述在危险等级和风险鉴定介入的进程为了执行对风险的鉴定。 终于,我们将概述管理的风险的一个可能的途径。

危险等级鉴定

要估计物质的危险等级是评估其内在的有毒。 对毒素学科学的根本性是剂量反应关系。 对微粒风险一般来说,倾向于是通过吸入。 然而,由于他们广泛的使用在工业生产方法和商品中,设计的 nanoparticles 的 (ENP),风险可以是通过吸入、摄取或者皮肤联络。

一旦向内,显示 ENP 可能从项主要机构改变的位置到附属机构。 此证据存在了一个真正的挑战给毒素学家,因为于敏感体机构的剂量反应关系必须现在集中风险评估而不是独自地在 ENP 输入这个机体的机构。

最终对危险等级的鉴定必须与人有关。 在毒素学方面,有毒测试的可用的设计频繁地是基于的动物并且可能是体外或体内。 一般,剂量回应关系的最初的调查 ENP 和潜在的有毒之间的执行使用 - 所选的体外测试机体是有效的 (即相关) 对目标器官。

主要重要是即不导致一个重大的作用剂量的范围 (统计上与控制比较的重大的响应级别)。 这些测试生成的数据可能然后用于建立被得出的 ENP 的不同的物理化学的特性和 respone 之间的一个定量关系。 此进程是定量结构活动关系塑造的基本类型 (QSAR)。

在对 ENP 的剂量反应鉴定内执行的那些测试必须经过二个进一步步骤:

  1. 验证; 并且
  2. 核实

验证执行保证测试是再现的,假设,测试协议正确地按照 - 通常达到通过在调查员之间的一巡环法 aproach。 另一方面核实,是保证进行的那些体外测试的结果对应于从动物实验 (或人力临床情形) 获得的实际观察。

体外结果的因此核实通常要求使用有限活体内动物实验,可能有关联道德问题。 结果,这些活体内测试是设计好和集中是必要的,为了满足提炼、减少和替换的 3Rs 原则计划的道德地对价。

推测之间体外和活体内结果要求剂量规定的和剂量率一个明智的选择。 当回应被描述作为回应每 cm 时,从 Oberdörster 的最近发现等展示好和谐之间体外和在肺系统的活体内结果2。 另一个重要问题是 ENP 的配电器用不同的目标器官,这对参考 ENP 材料了解的目标器官剂量和选择重要的在毒性试验的。 的确,一适当的参考 nanomaterial 的选择是重要性对基准点和在 ENPs 之间的比较有毒。

总之,为了危险等级鉴定学习剂量反应关系在 ENP 可能到达最敏感的机构/系统的环境是重要的。 查明驱动他们的有毒 ENPs 的物理化学的属性和剂量的范围没有被观察的负面作用请是重要执行一个有意义的危险等级鉴定。 图 1 存在这些和危险等级鉴定的其他关键因素。

图 1。 危险等级和风险评估进程。

风险鉴定

不管危害材料如何是,没有风险没有风险。 对风险的因此鉴定是等于重要性对了解危险等级在风险评估进程中。 对人的暴露是可能的 - 两个直接或间接地 - 在 ENP 中的整个寿命周期,从处理在这个工作场所在生产、消费者使用和最终处理期间。 在每个阶段有在直接暴露的潜在对人 (作为工作者或消费者) 和这个环境 (即土壤、水和航空)。 在这个环境内, ENP 的属性可能由他们的周围修改,并且他们的命运和工作情况在这些媒体是难预测。 另外, ENP 可能进入用不同的种类的联络在这个环境里,输入食物链和最终因而提供暴露的一个另外的间接来源对人的。

所以,在估计暴露的重要对价对 ENP 是主要偶然风险方案 (即展开或专业溢出可能性到环境里) 和方法风险监控的 (包括私有抽样和可能检测 ENP 在血液、尿和唾沫) 的使用风险新颖的生物标志。 图 2 总结人的多种风险方案。

图 2. 风险鉴定理论基础。

风险评估和管理

虽然危险等级鉴定可能产生有用的体外并且/或者活体内结果,它是在人力环境安置这些发现的风险评估。 风险评估进程外推这些体外/体内导致给人,达到由的不确定性系数的范围的应用尝试补尝相互动物差异和种间的区别。 结果此途径可能导致风险的不切实际的风险限额过高估计和设置。

使用可用的实验数据,一项可行措施可能是数学塑造这种风险剂量回应。 一旦设立,这样设计可以被外推到一个人力环境和用于估计不启动一个选择的终点的负面作用的暴露程度。 这,叫作派生的没有作用级别 (DNEL)。 此数学塑造的途径的好处是不确定性可以容易地包括,频繁地达到通过对蒙特卡洛模拟的使用。 对风险的鉴定介入被计算的 DNEL 的比较与总风险在通过风险鉴定进程估计的人,如果比 DNEL 然后那里负面作用的发现总人力风险极大发展的风险。 图 1 总结风险评估进程。

在风险评估的下一个步骤是风险决策 - 合理的决定接受或拒绝必须在风险评估之后做的风险。 此决策在被计算的健康风险基础上的影响对社会和经济基础设施。 如果这种风险是小的与社会经济折衷方案比较,则这种风险可能是可接受的。 否则,这种风险被察觉作为太极大,并且这种风险被拒绝。

如果这种风险被拒绝,则必须适当地管理它 - 这是风险管理的进程。 在风险管理的二个根本进程是风险控制和风险调用。 风险控制介入风险监控、使用防护服装和通信给利益相关者通过例如标准操作程序、指导和对话使用不同的媒体例如电视、互联网和开放论坛。

另一个重要进程是人保健监护执行的显示的一队人的确定。 风险调用介入适当的保险的采用这种被计算的风险的。 主要挑战,在此实例中,是如何适当地定价保险为那些健康风险出现包括。 图 3 总结风险管理的进程。

图 3. 风险管理程序

结论

在此短的条款上,风险评估的暴露的方法和管理对 ENP 的概述。 模范途径的一个主要限制是它非常依靠风险控制; 可能实践上是困难的作为 ENP 的例如质量空中浓度的步骤可以是非常低的和因而难控制。 然而,因为 ENP 人造,将是可能的对再设计并且生产他们没有作为有负面作用被识别的那些物理化学的属性。 不用说,这些被重新设计的 ENP 必须仍然满足他们的原始行业需要。 最终,它 是关键的对能承受的纳米技术的负责的发展的此危险等级减少方法。

版权 AZoNano.com, Lang Tran (职业医学 (IOM)) 学院博士

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

Last Update: 14. June 2013 01:09

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