Studi di permeazione cutanea in vitro di polveri e nanoparticelle metalliche

Abstract

Il ruolo della cute è stato a lungo sottostimato, soprattutto in ambito professionale: essa era considerata una barriera impermeabile alle sostanze chimiche. Oggi è noto che molti agenti tossici sono in grado di penetrare attraverso la pelle e l’assorbimento cutaneo è un fenomeno molto studiato nell’ambito di una completa valutazione dei fattori di rischio sia in ambito professionale che ambientale. Gli studi di assorbimento percutaneo in vitro possono essere usati per definire le caratteristiche di diffusione dei composti chimici in differenti settori industriali, per la valutazione del rischio da esposizione cutanea a sostanze tossiche, ma anche come metodo per documentare la loro biodisponibilità. L’assorbimento attraverso la pelle di metalli in polvere (cobalto, nichel, cromo) è stato evidenziato in lavoratori esposti e in esperimenti di laboratorio con volontari, ma in generale ci sono ancora pochi dati sull’argomento. Questo lavoro di dottorato ha l’obiettivo di studiare l’effetto di alcune variabili, quali il pH del sudore sintetico, l’utilizzo di detergenti e la presenza di lesioni cutanee, sull’assorbimento cutaneo di questi metalli in un sistema di diffusione in-vitro. Inoltre si è scelto di applicare l’esperienza nell’utilizzo delle celle di diffusione di Franz ai nuovi nanomateriali ed, in particolare, alle nanoparticelle metalliche dato che lo sviluppo delle nanotecnologie è molto veloce, ma l’impatto dei nanomateriali sulla salute umana è ancora da studiare. I risultati dei nostri esperimenti hanno mostrato che, in vitro, ioni di cobalto, nichel e cromo rilasciati da polveri metalliche, ma anche nanoparticelle di argento e oro, sono in grado di permeare attraverso la cute, e che la presenza di lesioni cutanee, l’uso di detergenti e il pH della fase donatrice, sono in grado di volta in volta di modificare tale processo.

The role of the skin, in occupational and public hygiene, has been underestimated for a long time: until the mid-1960s it was considered as an almost impermeable barrier for chemicals. Actually is known that many hazardous substances can permeate through the skin and dermal absorption is studied from a complete risk assessment point of view. In vitro percutaneous permeation studies can be used to define the diffusion characteristic of chemicals in different industrial settings for the dermal exposure risk assessment, but also as one way of documenting their bioavailability. Skin absorption of metal powders (cobalt, nickel and chromium) has been found in exposed workers and in laboratory experiments with volunteers, but in general there are few available data on this argument. This doctoral work aims to study the skin absorption of metal powders and the effect of some variables, like the pH of the synthetic sweat, the decontamination with detergents, or the presence of lesions on the skin in an in vitro diffusion system. Moreover, it has been decided to apply our experience with Franz cells use to the study of new nanomaterials, and, in particular, to metal nanoparticles, since nanotechnology development is very fast, but the impact of nanomaterial on human health is less clear. Our results shown that ions of cobalt, nickel and chromium released from metal powders, but also silver and gold nanoparticles, can permeate through the skin in in vitro experiments. This process can be modified by the presence of skin lesions, by the decontamination with detergents and by the pH of the donor phase.