NANOPARTIKULUMOK OKOZTA KÓROS FOLYAMATOK Nagymajtényi László SZTE ÁOK Népegészségtani Intézet Budapest, 2008. április 5.

Az előadások a következő témára: "NANOPARTIKULUMOK OKOZTA KÓROS FOLYAMATOK Nagymajtényi László SZTE ÁOK Népegészségtani Intézet Budapest, 2008. április 5."— Előadás másolata:

1 NANOPARTIKULUMOK OKOZTA KÓROS FOLYAMATOK Nagymajtényi László SZTE ÁOK Népegészségtani Intézet Budapest, 2008. április 5.

2 Porártalmak (pneumoconiosisok) Pathológiás tényezők  mennyiség  szemcseméret  összetétel  expozíció időtartama  elimináló folyamatok aktivitása Típusok progrediáló fibrózis (silicosis, asbestosis) idegentest típusú (szénpor, cement stb.) növényi por okozta (kenderláz, farmertüdő stb.) pneumonitis (vanádium, kobalt stb.)

3 A diszpergált részecskék méreteloszlása

4 A tömeg, a részecskeszám és a felület viszonya HA A SZEMCSESZÁM-KONCENTRÁCIÓ AZONOS Szemcseszám (1/dm 3 ) Átmérő (  m) Össztömeg (mg/dm 3 ) 10 7 0,1~ 5 x 10 -6 10 7 10~ 5 HA A TÖMEG-KONCENTRÁCIÓ AZONOS Tömeg-koncentráció (  g/m 3 ) Átmérő (  m) Szemcseszám (1/cm 3 ) Felület (  m 2 ) 100,022.400.0003016 100,5153120 102,5124

5 Természetes források - kőzetmállás, talajporzás, szélhordta por/homok - vízpermet (sós) párolgása során kiváló sótartalom - természetes égési folyamatok (erdőtűz stb.) - vulkáni tevékenység - aeroplankton - másodlagos aeroszol-képződés Anthropogén források - égetés, tüzelés (koromszemcsék, reaktív gázok) - szilárd anyag (szén, érc, kő stb.) kitermelése, szállítása, megmunkálása - talajművelés - fémes/nemfémes szerkezeti anyagok előállítása, megmunkálása (kohászat, hegesztés, forgácsolás, csiszolás stb.) - nanotechnológia A nano/partikulumok eredete

6 Másodlagos aeroszol-képződés + Nukleáció (magképződés) - molekulárisan diszpergált anyagok reakciójából nanoméretű szilárd szemcsék keletkeznek - 1 fázis (gáz  gőz) - a Nap UV sugárzása által gerjesztett O 3 molekulák H 2 O-val reagálva hidroxil-gyököket [OH°] termelnek - vulkanizmus, tüzelőanyagok  SO 2 (reakció a fotokémiai eredetű OH° gyökkel)  H 2 SO 4 - villámlás, nitrifikáló baktériumok, gáztüzelés stb.  NO 2 (reakció a fotokémiai eredetű OH° gyökkel)  HNO3 - 2. fázis (gőz  szilárd) - bomlásból - NH 3 + H 2 SO 4 és HNO3  (NH 4 ) 2 SO 4 ; NH 4 NO 3 + Agglomeráció - hasonló szemcsék összetapadása nagyobbakká, döntően másodlagos kötőerők által + Kondenzáció - víz és illékony anyagok kiválása a gőzfázisból a higroszkópos szemcsék felületére

7 A partikulumok eloszlása US EPA 2002.

8 Nanorészecskék jellemzői §méret - molekula szint l mono- vagy pluriparticulumok - méret (µm) §oldékonyság - szilárd; aeroszol, szuszpenzió, emulzió §eredet - közlekedés (diesel motorok), fosszilis tüzelő- anyagok égetése; festékszórás; ipari folyamatok; dohányzás Bejutás - inhaláció - diffúzió, aktív transzport (oldékonyság) - molekulákhoz kapcsolódás - kumuláció

9 A nanopartikulumok környezeti folyamatai G. Oberdörster et al., 2005.

10 Humán hatások Expozíció - környezeti - indoor - 10-20.000/cm 3 ; -50.000/cm 3 ; 100.000/cm 3 - ~50 % alveoláris depozíciója - foglalkozási - nanotechnológia ipar - UK - 2000 cég; 100.000 - 1.000.000 dolgozó (NIOSH) - NOEL, NOAEL (?) Humán epidemiológiai adatok - kardiovaszkuláris betegségek - infarktus - asztma (allergia) - máj - funkció - genotoxikus/karcinogén hatás (in vitro)

11 ICRP, 1998. A belégzett partikulumok lokalizációja

12 A nem oldódó nanopartikulumok depozíciója McClellen et al. 1998.

13

14

15

16

17 Humán hatások Expozíció - környezeti - indoor - 10-20.000/cm 3 ; -50.000/cm 3 ; 100.000/cm 3 - ~50 % alveoláris depozíciója - foglalkozási - nanotechnológia ipar - UK - 2000 cég; 100.000 - 1.000.000 dolgozó (NIOSH) - NOEL, NOAEL (?) Humán epidemiológiai adatok - cardiovascularis betegségek - infarctus - asthma (allergia) - máj - funkció - genotoxikus/karcinogén hatás (in vitro)

18 Toxikus hatások §méret - össz-felület  fokozott toxicitás (TiO 2 ) §összetétel - komplex hatás §felszínre abszorbeálódott anyag  ±hatás §forma - nanotubulusok Szisztémás hatás - légutak - alveolus  intersticium  keringés  szervek (agy, máj, lép; magzat) - idegrendszer - vér-agy gát  ionos karakter+koncentráció (Mn) - keringés - szívritmus; trombózis-készség - oxidatív stress - keratinociták, makrofágok, monociták

19 A nanopartikulumok biokinetikája G. Oberdörster et al., 2005.

20 A nanopartikulumok lehetséges mechanizmusa Proceeding of First International Symposium on Occupational Health Implications of Nanomaterials

21 Nanopartikulumok okozta kóros folyamatok - gyulladás Proceeding of First International Symposium on Occupational Health Implications of Nanomaterials

22 Nanopartikulumok okozta kóros folyamatok - keringés G. Oberdörster et al., 2005.

23

24 Counts of nanoparticles of various size in the vicinity of two local kindergardens during a daytime period starting at 08:00

25 Rats were treated for 6 weeks by daily intranasal instillation of a suspension of MnO 2 nanoparticles (30 nm size, 2.53 mg/dose) in a viscous medium. Control: medium only. At the end, the rats’ spontaneous motility was tested in an open field box. Then, cortical electrical activity evoked by sensory stimulation was recorded in anesthesia. *p<0.05

26 Nanopartikulumok okozta kóros folyamatok - daganat G. Oberdörster et al., 2005.

27

28 Megelőzés §Kockázatbecslés és kezelés l expozíciós körülmények l mikro/makrokörnyezeti mérések l standard módszer/ek §In vitro/vivo vizsgálatok §Humán epidemiológiai vizsgálatok l standardizálás

29 Köszönöm a figyelmet!

30