3D打印机的排放会在人类呼吸道上皮细胞中引起丝状特异性和剂量依赖的代谢和基因毒性作用
Lma Barnett1, Q Zhang1, S Sharma1
1Chemical Insights Research Institute, UL Research Institutes, Marietta, GA, United States.
Frontiers in public health
|July 29, 2024
概括
从ABS和PLA纤维发出3D打印机的排放,在课堂上对健康构成风险. 这两种光纤类型都降低了细胞活力和增加了炎症,而PLA也会导致DNA损伤,这表明潜在的呼吸系统问题.
科学领域:
- 环境健康科学科学 环境健康科学
- 毒理学 毒理学 毒理学
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 三维 (3D) 打印越来越多地用于STEM教育,引发了人们对吸入颗粒物 (PM) 排放带来的潜在健康风险的担忧.
- 现有的研究表明,丝类型和环境条件影响3D打印机的排放概况,但特定于课堂的暴露数据有限.
研究的目的:
- 在课堂3D打印过程中监测和描述烯-丁-烯 (ABS) 和聚乳酸 (PLA) 丝的颗粒物 (PM) 排放.
- 通过多路径粒子剂量计 (MPPD) 建模评估潜在的吸入风险,并评估细胞反应在体外.
主要方法:
- 在高中课堂上进行了为期3小时的3D打印课程,使用气溶仪器监测PM度.
- 使用动态光散射 (DLS) 分析了PM的物理化学特性 (水力动力直径,泽塔电位,PDI).
- 暴露于小气道上皮细胞 (SAEC) 的排放,并通过MTS,ELISA和HPLC-MS.评估细胞活力,基因毒性,炎症和代谢变化.
主要成果:
- ABS和PLA细丝产生了类似的超细和细颗粒度,但DLS显示了粒子特性上的差异 (PLA PM具有更大的水力动力直径).
- 暴露在ABS和PLA PM中降低了细胞活力,并诱导了基因组不稳定性标记物 (MDM2);PLA PM还增加了双链DNA断裂 (gamma-H2AX).
- 这两种排放类型都增加了促炎性细胞因子,并引起了剂量依赖的代谢变化,包括与氧化应激和DNA损伤相关的途径.
结论:
- 在教育环境中,ABS和PLA纤维的3D打印机排放可能会对呼吸系统健康构成风险,特别是对敏感人群.
- ABS和PLA之间的PM物理化学性质的差异可能会影响颗粒沉积和细胞毒性.
- 代谢分析确定了受PM暴露影响的关键途径,突出了呼吸系统疾病诱导的潜在机制.
