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

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.)

A diszpergált részecskék méreteloszlása

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

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

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)  HNO 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

A partikulumok eloszlása US EPA 2002.

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

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

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

ICRP, A belégzett partikulumok lokalizációja

A nem oldódó nanopartikulumok depozíciója McClellen et al

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Köszönöm a figyelmet!