Validazione di un algoritmo per la valutazione dei rischi da ...

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05.08.2013 Views

452 G Ital Med Lav Erg 2007; 29:3 www.gimle.fsm.it di contaminazione che può derivare dal contatto accidentale durante la loro produzione o uso non è completamente noto, né sono disponibili dati esaustivi che valutino il passaggio di esse attraverso la cute (1). Alcuni studi condotti in vitro e in vivo sottolineano il potenziale ruolo dei follicoli piliferi nel processo di assorbimento: le particelle con diametro da 3 a 10 nm potrebbero utilizzare i follicoli piliferi per penetrare attraverso la cute, mentre quelle con diametro maggiore resterebbero nello strato corneo (2). Al contrario, Laedmann e Coll. hanno riscontrato in volontari, dopo applicazioni ripetute di un prodotto solare contenente nanoparticelle di ossido di titanio, un limitato assorbimento nella superficie più esterna dello strato corneo e nei follicoli piliferi (3). Analogamente i test effettuati in vitro con cute umana (4) e porcina (5) non hanno evidenziato alcun significativo assorbimento di nanoparticelle di ossido di titanio e ossido di zinco contenute in creme solari applicate topicamente. Questi risultati sono simili a quelli rilevati da Cross e Coll. (6). In questo studio abbiamo valutato con il metodo in vitro delle Franz cells (7) il passaggio di nanoparticelle di argento rivestite con polivinilpirrolidone attraverso la cute sia integra che lesa. MATERIALI E METODI Gli esperimenti sono stati condotti utilizzando celle di Franz e lembi di cute umana proveniente da interventi di chirurgia plastica. I campioni cutanei, privati del grasso sottocutaneo con un bisturi fino ad uno spessore medio di 1 mm, sono stati tagliati in sezioni pari a 3x3 cm. Per 4 sezioni cutanee si è applicato il protocollo suggerito da Bronaugh (8) che simula un danno alla cute tramite lesione con aghi. Infine i campioni cutanei sono stati posizionati in 10 celle con il lato epidermico a contatto con il compartimento donatore e quello dermico esposto alla soluzione ricevente, costituita da soluzione fisiologica. Nel compartimento donatore delle celle, tranne che in 2 utilizzate come bianco, è stata collocata una quantità pari a 70µg/cm 2 di nanoparticelle di argento, rivestite in polivinilpirrolidone e con un diametro medio di 25 nm determinato con il microscopio elettronico a trasmissione (TEM). Esse sono state disperse in etanolo 0.14 wt % e diluite 1:10 con sudore sintetico per riprodurre le condizioni in vivo. Le misurazioni nella soluzione ricevente sono state effettuate mediante Spettrometria di Assorbimento Atomico con correzione di Zeeman utilizzando lo spettrometro Perkin Elmer 4100 ZL (USA) con fornetto di grafite. Il limite di rilevabilità era di 0.1 µg/L ad una lunghezza d’onda di 328.1 nm. Le curve di calibrazione sono state ottenute con diversi standard a 5, 10 e 20 g µ/L utilizzando una soluzione allo 0.1% di Mg(NO 3 ) 2 e una soluzione di Pd(NO 3 ) 2 1 g/L come matrice. RISULTATI La concentrazione di argento nella fase ricevente delle celle con cute integra, di 2 celle con cute lesa e nei bianchi, a 24 ore dall’inizio dell’esperimento, non raggiungeva il limite di rilevazione. Solo nella soluzione ricevente delle altre 2 celle allestite con cute danneggiata è stata misurata una concentrazione di argento di 0.2 µg/L (Tabella I). CONCLUSIONI I risultati dei nostri esperimenti dimostrano che l’assorbimento di nanoparticelle d’argento rivestite in polivinilpirrolidone attraverso la cute integra è trascurabile, confermando gli studi precedenti (3,4,5,6). I test con cute lesa evidenziano un limitato assorbimento di argento, attribuibile ad una diminuzione della capacità dello strato corneo di fungere da barriera. Dati recenti di letteratura dimostrano che le nanoparticelle di dimensioni inferiori ai 10nm sono capaci di penetrare la cute passivamente attraverso la matrice lipidica dello strato corneo e i follicoli piliferi, raggiungendo gli strati più profondi dell’epidermide e, talora, lo strato germinativo (9). Pertanto, allo stato attuale, sono necessarie ulteriori ricerche che consentano di chiarire il meccanismo che regola tale assorbimento. Tabella I. Concentrazioni di Ag rilevate nella soluzione ricevente alle 24 ore BIBLIOGRAFIA 1) Borm PJA, Robbins D, Haubald S, et al. The potential riscks of nanomaterials: a review carried out for ECETOC. Particle and Fibre Toxicology 2006; 3 (11): 1-35. 2) Shaefer H, Lademann J. The role of follicular penetration. A differential view. Skin Pharmacol. Appl. 2001; 14 (1): 23-27. 3) Lademann J, Weigmann HJ, Rickmeyer C, et al. Penetration of titanium dioxide microparticles in a sunscreen formulation into the horny layer and the follicular orifice. Skin Pharmacol. Appl. Physiol. 1999; 12: 247-256. 4) Dussert AS, Gooris E, Hemmerle J. Charaterisation of the mineral content of a physical sunscreen emulsion and its distribution onto human stratum corneum. Int. J. Cosmet. Sci. 1997; 19:119-129. 5) Gamer AO, Leibold E, Van Ravenzwaay B. The in vitro absorption of microfine zinc oxide and titanium dioxide through porcine skin. Toxicol. In Vitro 2006; 20: 301-307. 6) Cross SE, Brian I, Roberts MS, et al. Human skin penetration of sunscreen nanoparticles: in-vitro assessment of a novel micronized zinc oxide formulation. Skin Pharmacol. Physiol. 2007; 20: 148-154. 7) Franz TJ. On the relevance of in vitro data. J. Invest. Dermatol. 1975; 93: 633-640. 8) Bronaugh R, Steward R. Methods for in vitro percutaneous absorption studies. V: permeation through damaged skin. J. Pharm. Sci. 1985; 1062-1066. 9) Baroli B, Ennas MG, Loffredo F, et al. Penetration of metallic nanoparticles in human full-thickness skin. J. Invest. Dermatol. 2007; 127: 1701-1712. COM-02 ASSORBIMENTO PERCUTANEO DI POLVERE DI CROMO ED EFFETTI DELLA DETERSIONE: RISULTATI DI UNA INDAGINE IN VITRO D’Agostin F1 , Crosera M2 , Adami G2, Malvestio A1 , Rosani R1 , Bovenzi M1 , Maina G3 , Larese Filon F1 1 Unità Clinica Operativa di Medicina del Lavoro - Università degli Studi di Trieste 2 Dipartimento di Scienze Chimiche - Università degli Studi di Trieste 3 Laboratorio di Igiene Industriale - Università di Torino Corrispondenza: Francesca Larese Filon - UCO Medicina del Lavoro - Via della Pietà 19 -34129 Trieste, Italy - E-mail: larese@units.it RIASSUNTO. Le dermatiti da contatto da cromo sono frequenti nel settore edile, metallurgico, della lavorazione del cuoio e della ceramica. Abbiamo valutato in un sistema in vitro l’assorbimento percutaneo della polvere di cromo e l’effetto della rapida decontaminazione con un comune detergente. Gli esperimenti sono stati condotti utilizzando il metodo delle celle a diffusione di Franz e cute umana. La fase ricevente era costituita da soluzione fisiologica e la fase donatrice da una sospensione di polvere di cromo in sudore sintetico. In alcuni test, a 30 minuti dall’esposizione, è stata effettuata la detersione. La concentrazione di cromo assorbita è stata analizzata con Spettroscopia di Emissione Atomica al Plasma e Spettroscopia di Assorbimento Atomico con fornetto di grafite. È stata effettuata l’analisi speciativa del cromo e determinate le concentrazioni nella cute. Il flusso di permeazione era pari a 0.843±0.25 ng cm - 2 h -1 e il lag time a 1.1± 0.7 ore. La detersione aumentava significativamente la concentrazione di cromo nella cute, ma non il passaggio attraverso essa. I risultati dimostrano che la polvere di cromo può permeare la cute e che la detersione non diminuisce l’assorbimento. Pertanto, è necessario prevenire la contaminazione quando si utilizzano sostanze tossiche. Parole chiave: cromo, assorbimento percutaneo, in vitro, detersione. IN VITRO PERCUTANEOUS ABSORPTION OF CHROMIUM POWDER AND THE EFFECT OF SKIN CLEANSER ABSTRACT. Occupational chromium dermatitis occurs frequently among cement and metal workers, workers dealing with leather tanning

G Ital Med Lav Erg 2007; 29:3 453 www.gimle.fsm.it and employees in the ceramic industry. The present study, using an invitro system, evaluated percutaneous absorption of chromium powder and the effect of rapid skin decontamination with a common detergent. Experiments were performed using the Franz diffusion cell method with human skin. Physiological solution was used as receiving phase and a suspension of chromium powder in synthetic sweat was used as donor phase. The tests were performed without or with decontamination using the cleanser 30 minutes after the start of exposure. The amount of chromium permeated through the skin was analysed by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy and Electro Thermal Atomic Absorption Spectroscopy. Speciation analysis and measurements of chromium skin content were also performed. We calculated a permeation flux of 0.843±0.25 ng cm -2 h -1 and a lag time of 1.1± 0.7 h. The cleaning procedure significantly increased chromium skin content, whereas skin passage was not increased. These results showed that chromium powder can pass through the skin and that skin decontamination did not decrease skin absorption. Therefore, it is necessary to prevent skin contamination when using toxic agents. Key words: chromium, percutaneous absorption, in vitro, skin cleanser. INTRODUZIONE Il ruolo della cute è stato a lungo sottostimato in ambito professionale e fino agli anni ’60 la cute era considerata una barriera impermeabile alle sostanze chimiche. Oggi è noto che molte sostanze tossiche sono in grado di penetrare attraverso la cute e in letteratura sono reperibili numerosi studi che valutano l’assorbimento di esse e di metalli, sia in vivo che in vitro. Tra questi, il cromo (Cr) rappresenta uno dei metalli principalmente analizzati: esso è un noto aptene che può determinare la comparsa, in soggetti sensibilizzati, di dermatite da contatto. Questo aspetto è frequente in ambito occupazionale e, in modo particolare tra gli edili, i metalmeccanici, gli addetti alla concia del cuoio, i lavoratori dell’industria ceramica (1,2). Soltanto i composti del cromo trivalente ed esavalente possono essere considerati apteni potenziali, essendo gli altri composti instabili (3). È inoltre noto che il cromo esavalente è molto più reattivo e facilmente trasportato attraverso le membrane cellulari rispetto alla forma trivalente, come hanno dimostrato gli studi in vivo (4) e in vitro (5). Fino ad ora comunque i dati disponibili sul possibile assorbimento del cromo allo stato metallico, e le informazioni inerenti il suo meccanismo risultano insufficienti. Un’indagine in vitro, condotta da Larese Filon e Coll. ha dimostrato che, mentre le polveri di nichel e cobalto a contatto con sudore sintetico (pH 6.5) si ossidano in ioni solubili capaci di permeare la cute, la polvere di cromo, alle medesime condizioni, non ionizza e non attraversa la cute (6). La presente ricerca valuta l’assorbimento percutaneo del cromo metallico in vitro, utilizzando un sudore sintetico a pH 4.5, e l’effetto di un comune detergente (contenente sodio lauril solfato) sul processo di assorbimento del metallo stesso. Negli ambienti di lavoro la pulizia con il detergente della cute contaminata è una pratica abituale: essa dovrebbe rimuovere la maggior parte delle sostanze tossiche depositatesi, ma numerosi studi hanno dimostrato che essa può determinare un aumento dell’assorbimento percutaneo delle stesse. In particolare, il sodio lauril solfato può facilitare la penetrazione di alcuni agenti tossici, ad esempio nichel e piombo, alterando il mantello idrolipidico e la normale funzione “barriera” della cute (7, 8). MATERIALI E METODI Una sospensione di polvere di cromo (APS

G Ital Med Lav Erg 2007; 29:3 453<br />

www.gimle.fsm.it<br />

and employees in the ceramic industry. The present study, using an invitro<br />

system, evaluated <strong>per</strong>cutaneous absorption of chromium powder<br />

and the effect of rapid skin decontamination with a common detergent.<br />

Ex<strong>per</strong>iments were <strong>per</strong>formed using the Franz <strong>di</strong>ffusion cell method with<br />

human skin. Physiological solution was used as receiving phase and a<br />

suspension of chromium powder in synthetic sweat was used as donor<br />

phase. The tests were <strong>per</strong>formed without or with decontamination using<br />

the cleanser 30 minutes after the start of exposure. The amo<strong>un</strong>t of<br />

chromium <strong>per</strong>meated through the skin was analysed by Inductively<br />

Coupled P<strong>la</strong>sma Atomic Emission Spectroscopy and Electro Thermal<br />

Atomic Absorption Spectroscopy. Speciation analysis and measurements<br />

of chromium skin content were also <strong>per</strong>formed. We calcu<strong>la</strong>ted a<br />

<strong>per</strong>meation flux of 0.843±0.25 ng cm -2 h -1 and a <strong>la</strong>g time of 1.1± 0.7 h.<br />

The cleaning procedure significantly increased chromium skin content,<br />

whereas skin passage was not increased. These results showed that<br />

chromium powder can pass through the skin and that skin<br />

decontamination <strong>di</strong>d not decrease skin absorption. Therefore, it is<br />

necessary to prevent skin contamination when using toxic agents.<br />

Key words: chromium, <strong>per</strong>cutaneous absorption, in vitro, skin<br />

cleanser.<br />

INTRODUZIONE<br />

Il ruolo del<strong>la</strong> cute è stato a l<strong>un</strong>go sottostimato in ambito professionale<br />

e fino agli anni ’60 <strong>la</strong> cute era considerata <strong>un</strong>a barriera im<strong>per</strong>meabile<br />

alle sostanze chimiche. Oggi è noto che molte sostanze tossiche sono<br />

in grado <strong>di</strong> penetrare attraverso <strong>la</strong> cute e in letteratura sono re<strong>per</strong>ibili numerosi<br />

stu<strong>di</strong> che valutano l’assorbimento <strong>di</strong> esse e <strong>di</strong> metalli, sia in vivo<br />

che in vitro. Tra questi, il cromo (Cr) rappresenta <strong>un</strong>o <strong>dei</strong> metalli principalmente<br />

analizzati: esso è <strong>un</strong> noto aptene che può determinare <strong>la</strong> comparsa,<br />

in soggetti sensibilizzati, <strong>di</strong> dermatite <strong>da</strong> contatto. Questo aspetto è<br />

frequente in ambito occupazionale e, in modo partico<strong>la</strong>re tra gli e<strong>di</strong>li, i<br />

metalmeccanici, gli addetti al<strong>la</strong> concia del cuoio, i <strong>la</strong>voratori dell’industria<br />

ceramica (1,2). Soltanto i composti del cromo trivalente ed esavalente<br />

possono essere considerati apteni potenziali, essendo gli altri composti<br />

instabili (3). È inoltre noto che il cromo esavalente è molto più reattivo<br />

e facilmente trasportato attraverso le membrane cellu<strong>la</strong>ri rispetto al<strong>la</strong><br />

forma trivalente, come hanno <strong>di</strong>mostrato gli stu<strong>di</strong> in vivo (4) e in vitro<br />

(5). Fino ad ora com<strong>un</strong>que i <strong>da</strong>ti <strong>di</strong>sponibili sul possibile assorbimento<br />

del cromo allo stato metallico, e le informazioni inerenti il suo meccanismo<br />

risultano insufficienti. Un’in<strong>da</strong>gine in vitro, condotta <strong>da</strong> Larese Filon<br />

e Coll. ha <strong>di</strong>mostrato che, mentre le polveri <strong>di</strong> nichel e cobalto a contatto<br />

con sudore sintetico (pH 6.5) si ossi<strong>da</strong>no in ioni solubili capaci <strong>di</strong><br />

<strong>per</strong>meare <strong>la</strong> cute, <strong>la</strong> polvere <strong>di</strong> cromo, alle medesime con<strong>di</strong>zioni, non ionizza<br />

e non attraversa <strong>la</strong> cute (6). La presente ricerca valuta l’assorbimento<br />

<strong>per</strong>cutaneo del cromo metallico in vitro, utilizzando <strong>un</strong> sudore sintetico<br />

a pH 4.5, e l’effetto <strong>di</strong> <strong>un</strong> com<strong>un</strong>e detergente (contenente so<strong>di</strong>o <strong>la</strong>uril<br />

solfato) sul processo <strong>di</strong> assorbimento del metallo stesso. Negli ambienti<br />

<strong>di</strong> <strong>la</strong>voro <strong>la</strong> pulizia con il detergente del<strong>la</strong> cute contaminata è <strong>un</strong>a<br />

pratica abituale: essa dovrebbe rimuovere <strong>la</strong> maggior parte delle sostanze<br />

tossiche depositatesi, ma numerosi stu<strong>di</strong> hanno <strong>di</strong>mostrato che essa<br />

può determinare <strong>un</strong> aumento dell’assorbimento <strong>per</strong>cutaneo delle stesse.<br />

In partico<strong>la</strong>re, il so<strong>di</strong>o <strong>la</strong>uril solfato può facilitare <strong>la</strong> penetrazione <strong>di</strong> alc<strong>un</strong>i<br />

agenti tossici, ad esempio nichel e piombo, alterando il mantello<br />

idrolipi<strong>di</strong>co e <strong>la</strong> normale f<strong>un</strong>zione “barriera” del<strong>la</strong> cute (7, 8).<br />

MATERIALI E METODI<br />

Una sospensione <strong>di</strong> polvere <strong>di</strong> cromo (APS

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