NANOMATERIALI ED EFFETTI TOSSICOLOGICI NOTI - CIIP-Consulta
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ATS BRESCIA - ATS BRIANZA - ATS INSUBRIA - ATS MILANO - ATS MONTAGNA - ATS VAL PADANA
Seminario per le Imprese
Lo sviluppo di nanotecnologie e la valutazione e gestione del rischio:
aspetti salienti di un binomio possibile
Palazzo Lombardia, Sala Biagi, 10 Ottobre 2018
NANOMATERIALI ED EFFETTI TOSSICOLOGICI NOTI
Prof. Giovanni DE VITO
UOC Medicina del Lavoro
3400
(est)
1814
(est)
1300
272
1959 1974 1986 1990 2004 2010 2015 2020
Initial call for
precautions
Fattori che influenzano la scoperta degli effetti dei
nanomateriali sulla salute dei lavoratori
• ENM (Engineered Nano Materials)
– Gruppo numeroso ed eterogeneo
– Molteplici meccanismi tossicologici
– Molti fattori influenzano la tossicità
– Devo essere analizzarli per tipologia
• Siamo all’inizio della storia commerciale
– Pochi lavoratori
– Decentralizzati
– Esposizioni relativamente basse
– Latenza degli effetti cronici
– Manca l’evidenza su quali siano gli indicatori precoci
Summary of Epidemiological and Animal Data for
ENMs by commercial volume
Nanomaterial Commercial Epidemiologic Potential biomarkers of Adverse effects in
Tonnage (Tons) findings adverse effects in animals
pathologic epidemiological studies
effects in of workers
workers
Carbon black 9.600.000
Synthetic amorphous silica 1.500.000
Aluminium oxide 200.000
Bariun titanate 15.000
Titanium dioxide 10.000
Cerium dioxide 10.000
Zinc oxide 8.000
Carbon nanotubes/ 100 - 3000
nanofibers
Silver nanoparticles 20
Based on the WHO report 2017
Summary of Epidemiological and Animal Data for
ENMs by commercial volume
Nanomaterial Commercial Epidemiologic Potential biomarkers of Adverse effects in
Tonnage (Tons) findings adverse effects in animals
pathologic epidemiological studies
effects in of workers
workers
Carbon black 9.600.000
Synthetic amorphous silica 1.500.000
Aluminium oxide 200.000
Bariun titanate 15.000
Titanium dioxide 10.000
Cerium dioxide 10.000
Zinc oxide 8.000
Carbon nanotubes/ 100 - 3000
nanofibers
Silver nanoparticles 20
Based on the WHO report 2017
Summary of Epidemiological and Animal Data for
ENMs by commercial volume
Nanomaterial Commercial Epidemiologic Potential biomarkers of Adverse effects in
Tonnage (Tons) findings adverse effects in animals
pathologic epidemiological studies
effects in of workers
workers
9.600.000
Carbon black
Synthetic amorphous silica 1.500.000
Aluminium oxide 200.000
Bariun titanate 15.000
Titanium dioxide 10.000
Cerium dioxide 10.000
Zinc oxide 8.000
Carbon nanotubes/ 100 - 3000
nanofibers
Silver nanoparticles 20
Based on the WHO report 2017MECCANISMI PM
Particelle nei polmoni
Polmone
Stress ossidativo Infiammazione
locale (causato dai componenti
della superficie particellare) locale
Danno a livello
polmonare
Peggioramento Esacerbazione di Predisposizione
della BPCO o asma a infezioni
funzionalità polmonari
polmonare
Adattata da Donaldson and Stone 2003; van Eeden et al 2004; Rückerl et al 2006MECCANISMI PM
Particelle nei polmoni
PASSAGGIO IN STIMOLAZIONE
POLMONE CIRCOLO DI FIBRE
Infiammazione Stresso
(diretto UFPs) AFFERENTI
locale ossidativo locale
POLMONARI
RISPOSTA
INFIAMMATORIA
SISTEMICA
MIDOLLO FEGATO ENDOTELIO DANNEGGIAMENTO DIMINUZIONE
OSSEO proteine di fase DEL MIOCARDIO DEL TONO
piastrine e GB acuta e fattori VAGALE
procoagulatori
VULNERABILITÀ
ATTIVAZIONE
TRANSITORIA
DELLA CASCATA
DELLA PLACCA
COAGULATORIA
ATEROMATOSA
TROMBOGENESI ARITMIA
Adattata da Donaldson and Stone 2003; van Eeden et al 2004; Rückerl et al 2006Effetti cardiovascolari acuti PM
PM inalato
Sistema nervoso autonomico
Squilibrio simpatico/ortosimpatico
Alterazione HRV
Heart Rate Variability
Aritmia Eventi acuti
MorteEFFETTI DEL PM SULLA SALUTE Cronici Tumore del polmone
Examples of Epidemiological and Animal Data for ENMs by commercial volume
Epidemiologic
Commer-
findings Potential biomarkers of adverse
cial
Nanomaterial pathologic effects in epidemiological studies of Adverse effects in animals
Tonnage
effects in workers
(Tons)
workers
++ Non ++ Lung cancer
++ pulmonary function
Carbon black 9.600.000 Malignant Resp. +++ pulmonary inflammation
++ fulmonary inflammation
Diseases +++ cardiovascular
Synthetic ++ NMRD
NA
amorphous 1.500.000 NA +++ fumed silica
silica + pulmonary inflammation biomarkers
Aluminium NA
200.000 NA ++ pulmonary inflammation
oxide
Bariun titanate 15.000 NA NA NA
+ lung cancer ++ inflammatory and oxidative stress ++++ RDS pulmonary inflammation
Titanium
10.000 +NonMalignant +++ pulmonary diseases + Genotoxicity
dioxide
Resp. Diseases ++ cardiovascular diseases + Lung cancer (NIOSH)
Cerium +++ pulmonary inflammation
10.000 NA NA
dioxide fibrosis
+++ (metal fume
Zinc oxide 8.000 NA +++ acute inflammatory change
fever)
++++ pulmonary inflammation
Carbon ++ pulmonary immunological
++++ fibrosis
nanotubes/ 100 - 3000 NA Cardiovascular + Gene-specific DNA
+++ cardiovascular
nanofibers methylation
+++/++++ Cancer (MWCNTs-7 IARC 2B)
Silver +++ pulmonary inflammation
20 NA NA
nanoparticles +++ bile duct hyperplasia
Modified from P.Schulte (NIOSH) – ICOH 2018 - DublinDanno renale
Nanoparticelle di Palladio instillate e.v.
Azione nefrotossica tubulo renale dopo 14 gg
↑ retinol binding protein
↑ β2 microglobulinaDanno al tessuto nervoso
Nanoparticelle di TiO2
(instillazione intra-nasale)
Trasporto trans-sinaptico e accumulo
nell’ippocampo e nel bulbo olfattorio
(alterazioni morfologiche dei neuroni)
Alterazioni dell’omeostasi enzimatica dei
neurotrasmettitori del sistema dopaminergico,
stress ossidativo e reazioni infiammatorie,
alterazione dell’espressione genicaAltri ENM interessanti • Dendrimeri • Fullereni • NanoArgille • Punti Quantici / Quantum Dots • Perovskite • Nanocristalli di Cellulosa • Materiale carbonaceo non fibroso
Barium Titanate
Conclusioni
Incertezze su molti versanti
- Tossicità verificata solo per poche sostanze
- Rapida comparsa di nuove sostanze
- Basso tonnellaggio
- Piccole aziende molto specialistiche
Necessità di fare RETE
Regione Lombardia ha il vantaggio di poter aggregare
molte aziende, molti operatori, molte universitàRINGRAZIAMENTI Prof. Enrico Bergamaschi – Università di Torino per aver fornito il materiale e quanti hanno collaborato con lui:
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