Transcript säkerhetsrisker

Säkerhetsaspekter av nanomaterial
Hanna Karlsson, Dr. Med. Sci.
Enheten för Molekylär Toxikologi, IMM
Nobelmuseet 4 maj 2012
Institutet för miljömedicin (IMM)
•
•
•
•
Toxikologi
Epidemiologi
Fysiologi
Arbets- och miljömedicin
Risk med nanopartiklar?
RISK = Giftighet  Exponering
Källor till nanopartiklar
•
Zinkoxid
Järn
Fullerener
Kolnanorör
Silver
Ceriumoxid
Titandioxid
•
Konsumentprodukter: 10-15% av total
silverutsläpp. Silvernano: 110-220 ton/år i Europa.
Stora utsläpp av TiO2 och ZnO
Trafik (dubbdäck, bromsar)
Trender för ackumulering av
nanopartiklar i sediment
Gottschalk et al. , Environ. Sci. Technol. 2009 43, 9216–9222
Hur kan man bli exponerad för
nanopartiklar?
Lunga
Blod
Hud
Mage-tarm
Partiklar orsakar hälsoeffekter
Six Cities Study, USA







Source: Dockery et al N Engl J Med. 1993
Hanna Karlsson
Ökad risk för infektioner i
luftvägarna
Förvärrade astmasymtom
Ökad sjukhusinläggningar för
bronkit
Påverkan på lungornas
utveckling
Ökad risk för cancer
Ökad risk för hjärt- och
kärlsjukdomar
Ökad risk för allergi
Vad är speciellt med små partiklar?
<100 nm
Higher energy
Surface atoms
Hanna Karlsson
Bulk atoms
Bild från Geiser & Kreyling 2010
Nanopartiklar smugglar in
metalljoner i celler
Bild från Limbach et al, CHIMIA, 2009
Hur kan man studera hälsoeffekter av
partiklar?

Epidemiologiska
studier
 Exponeringsstudier human
Collection of blood
from healthy humans
Extraction of DNA
and analysis of
DNA damage
Separation of
lymphocytes
Analysis of DNA
damage in single
cells
 Djurstudier
 Cellstudier
Hanna Karlsson
9
Att studera toxicitet av nanopartiklar
Köpta pulver eller
producerade av
samarbetsparners
Partiklar
Genererade i labbet
Partikelstorleksfördelning
(DLS)
Karakterisering
Metal release
TEM analys
Zeta potential
50 nm
Reactive oxygen species
DNA skada
Hanna Karlsson
Celldöd
Toxicitet
Mitokondrieskada
Toxiska effekter beror på den kemiska
sammansättningen
Hanna Karlsson
Toxiska effekter beror på den
kemiska sammansättningen…
DNA damage (4h)
Cell death (18 h)
Hanna Karlsson
Karlsson et al (2008) Chem Res Toxicol, 21:1726-1732
…och storlek
Mitochondrial activity
- toxicitet av små Ag nano
10 nm
Dose g/mL
Vad händer när cellen träffar på
silver nano och silver joner?
Ag+
Nucleus
Lysosome pH 4.5
Ag+
Ag+
Exponering för att simulera inhalation
Mucus phase
Lung surfactant
Hanna Karlsson
Bilder från Teeguarden 2007 och Steimer et al, 2005
Cellexponering för luftburna partiklar
Celler som odlas på membran
Hanna Karlsson
Elihn et al 2012, submitted
Risk med nanopartiklar?
RISK = Giftighet  Exponering
Tack till
Molecular Toxicology, KI
Analytical Toxicology, KI
Anda Gliga, Student
Bengt Fadeel, Prof.
Pontus Cronholm, PhD student
Johanna Kain, PhD student
Lennart Möller, Prof.
Collaborators in the Stockholm Particle Group
Inger Odnevall Wallinder, Prof., KTH
Troy Lowe, Post Doc, KTH
Jonas Hedberg, Post Doc, KTH
Yolanda Hedberg, PhD student, KTH
Sara Skoglund, PhD student, KTH
Karine Elihn, PhD, Stockholm University
Projects in this presentation were financially supported mainly by:FAS, FORMAS, VR
Hanna Karlsson
Tack för er uppmärksamhet!
[email protected]