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納米技術和風險評估

由 Lang Tran 博士

Lang Tran,葫蘆科蔓草羅斯和 Rob Aitken,職業醫學 (IOM) 學院博士
對應的作者: lang.tran@iom-world.org

背景

健康風險的管理是一個複雜進程。 風險管理的方法包括二個根本要素:

  1. 將被採取的步驟 (達到特定目標); 并且
  2. 辯解步驟選擇在 (1) 的理論基礎。

在此短的條款上,我們將概述管理的出現從對設計的 nanoparticles 的暴露的潛在的健康風險方法 (ENP)。

健康風險是兩個的產品材料的內在危險等級和暴露程度。 我們將描述在危險等級和風險鑒定介入的進程為了執行對風險的鑒定。 終於,我們將概述管理的風險的一個可能的途徑。

危險等級鑒定

要估計物質的危險等級是評估其內在的有毒。 對毒素學科學的根本性是劑量反應關係。 对微粒風險一般來說,傾向於是通過吸入。 然而,由於他們廣泛的使用在工業生產方法和商品中,設計的 nanoparticles 的 (ENP),風險可以是通過吸入、攝取或者皮膚聯絡。

一旦向內,顯示 ENP 可能從項主要機構改變的位置到附屬機構。 此證據存在了一個真正的挑戰给毒素學家,因為於敏感體機構的劑量反應關係必須現在集中風險評估而不是獨自地在 ENP 輸入這個機體的機構。

最終對危險等級的鑒定必須與人有關。 在毒素學方面,有毒測試的可用的設計頻繁地是基於的動物并且可能是體外或體內。 一般,劑量回應關係的最初的調查 ENP 和潛在的有毒之間的執行使用 - 所選的體外測試機體是有效的 (即相關) 對目標器官。

主要重要是即不導致一個重大的作用劑量的範圍 (統計上與控制比較的重大的響應級別)。 這些測試生成的數據可能然後用於建立被得出的 ENP 的不同的物理化學的特性和 respone 之間的一個定量關係。 此進程是定量結構活動關係塑造的基本類型 (QSAR)。

在對 ENP 的劑量反應鑒定內執行的那些測試必須經過二個進一步步驟:

  1. 驗證; 并且
  2. 核實

驗證執行保證測試是再現的,假設,測試協議正確地按照 - 通常達到通過在調查員之間的一巡環法 aproach。 另一方面核實,是保證進行的那些體外測試的結果對應於從動物實驗 (或人力臨床情形) 獲得的實際觀察。

體外結果的因此核實通常要求使用有限活體內動物實驗,可能有關聯道德問題。 結果,這些活體內測試是設計好和集中是必要的,為了滿足提煉、減少和替換的 3Rs 原則計劃的道德地對價。

推測之間體外和活體內結果要求劑量規定的和劑量率一個明智的選擇。 當回應被描述作為回應每 cm 時,從 Oberdörster 的最近發現等展示好和諧之間體外和在肺系統的活體內結果2。 另一個重要問題是 ENP 的配電器用不同的目標器官,這對參考 ENP 材料瞭解的目標器官劑量和選擇重要的在毒性試驗的。 的確,一適當的參考 nanomaterial 的選擇是重要性對基準點和在 ENPs 之間的比較有毒。

總之,為了危險等級鑒定學習劑量反應關係在 ENP 可能到達最敏感的機構/系統的環境是重要的。 查明驅動他們的有毒 ENPs 的物理化學的屬性和劑量的範圍沒有被觀察的負面作用请是重要執行一個有意義的危險等級鑒定。 圖 1 存在這些和危險等級鑒定的其他關鍵因素。

圖 1。 危險等級和風險評估進程。

風險鑒定

不管危害材料如何是,沒有風險沒有風險。 對風險的因此鑒定是等於重要性對瞭解危險等級在風險評估進程中。 對人的暴露是可能的 - 兩個直接或間接地 - 在 ENP 中的整個壽命週期,從處理在這個工作場所在生產、消費者使用和最終處理期間。 在每個階段有在直接暴露的潛在對人 (作為工作者或消費者) 和這個環境 (即土壤、水和航空)。 在這個環境內, ENP 的屬性可能由他們的周圍修改,並且他們的命運和工作情況在這些媒體是難預測。 另外, ENP 可能進入用不同的種類的聯絡在這個環境裡,輸入食物鏈和最終因而提供暴露的一個另外的間接來源對人的。

所以,在估計暴露的重要對價對 ENP 是主要偶然風險方案 (即展開或專業溢出可能性到環境裡) 和方法風險監控的 (包括私有抽樣和可能檢測 ENP 在血液、尿和唾沫) 的使用風險新穎的生物標誌。 圖 2 總結人的多種風險方案。

圖 2. 風險鑒定理論基礎。

風險評估和管理

雖然危險等級鑒定可能產生有用的體外並且/或者活體內結果,它是在人力環境安置這些發現的風險評估。 風險評估進程外推這些體外/體內導致给人,達到由的不確定性系數的範圍的應用嘗試補嘗相互動物差異和種間的區別。 結果此途徑可能導致風險的不切實際的風險限額過高估計和設置。

使用可用的實驗數據,一項可行措施可能是數學塑造這種風險劑量回應。 一旦設立,這樣設計可以被外推到一個人力環境和用於估計不啟動一個選擇的終點的負面作用的暴露程度。 這,叫作派生的沒有作用級別 (DNEL)。 此數學塑造的途徑的好處是不確定性可以容易地包括,頻繁地達到通過對蒙特卡洛模擬的使用。 對風險的鑒定介入被計算的 DNEL 的比較與總風險在通過風險鑒定進程估計的人,如果比 DNEL 然後那裡負面作用的發現總人力風險極大發展的風險。 圖 1 總結風險評估進程。

在風險評估的下一個步驟是風險決策 - 合理的決定接受或拒绝必須在風險評估之後做的風險。 此決策在被計算的健康風險基礎上的影響對社會和經濟基礎設施。 如果這種風險是小的與社會經濟折衷方案比較,則這種風險可能是可接受的。 否則,這種風險被察覺作為太極大,并且這種風險被拒绝。

如果這種風險被拒绝,則必須適當地管理它 - 這是風險管理的進程。 在風險管理的二個根本進程是風險控制和風險調用。 風險控制介入風險監控、使用防護服裝和通信给利益相關者通過例如標準操作程序、指導和對話使用不同的媒體例如電視、互聯網和開放論壇。

另一個重要進程是人保健監護執行的顯示的一隊人的確定。 風險調用介入適當的保險的採用這種被計算的風險的。 主要挑戰,在此實例中,是如何適當地定價保險為那些健康風險出現包括。 圖 3 總結風險管理的進程。

圖 3. 風險管理程序

結論

在此短的條款上,風險評估的暴露的方法和管理對 ENP 的概述。 模範途徑的一個主要限制是它非常依靠風險控制; 可能實踐上是困難的作為 ENP 的例如質量空中濃度的步驟可以是非常低的和因而難控制。 然而,因為 ENP 人造,將是可能的對再設計并且生產他們沒有作為有負面作用被識別的那些物理化學的屬性。 不用說,這些被重新設計的 ENP 必須仍然滿足他們的原始行業需要。 最終,它 是關鍵的對能承受的納米技術的負責的發展的此危險等級減少方法。

版權 AZoNano.com, Lang Tran (職業醫學 (IOM)) 學院博士

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

Last Update: 14. June 2013 01:12

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