Fulereny – charakterystyka substancji, działanie biologiczne i dopuszczalne poziomy narażenia zawodowego

Fulereny są cząsteczkami złożonymi z parzystej liczby atomów węgla o sferycznej, kulistej lub elipsoidalnej, zamkniętej strukturze przestrzennej. Najbardziej popularnym fulerenem jest cząsteczka C60 o kulistej budowie – ściętego dwudziestościanu foremnego, przypominającego piłkę nożną. Fulereny znajdują szerokie zastosowanie przede wszystkim w diagnostyce i medycynie, ale również w przemyśle elektronicznym i energetycznym. Narażenie zawodowe na fuleren może wystąpić głównie przy jego produkcji. Stężenia w środowisku pracy fulerenów, opisane w literaturze, wynosiły 0,12–1,2 μ/m³ dla frakcji nanocząstek (< 100 nm), co może świadczyć o niewielkim narażeniu. Fuleren jednak w dużej części aglomeruje do większych cząstek. Wchłanianie fulerenu drogą pokarmową i oddechową jest niewielkie oraz nie jest on absorbowany przez skórę. Po podaniu dożylnym fuleren może kumulować się w wątrobie oraz w mniejszym stopniu w śledzionie lub nerkach. Nie obserwowano działania fulerenu drażniącego ani uczulającego na skórę w badaniach na zwierzętach, jedynie słabe działanie drażniące na oczy. W badaniach inhalacyjnych na gryzoniach fuleren wywoływał przejściowe zmiany zapalne w płucach. Narażenie drogą pokarmową nie wywoływało większych negatywnych skutków. Fuleren nie wykazywał działania mutagennego ani genotoksycznego w badaniach eksperymentalnych. Nie ma opublikowanych danych dotyczących rakotwórczego działania nanocząstek fulerenu u ludzi i zwierząt. Istnieją natomiast doniesienia o możliwym szkodliwym wpływie fulerenu na płód u myszy po podaniu dootrzewnowym lub dożylnym. Fuleren w czystej postaci charakteryzuje się słabym wchłanianiem i niską toksycznością oraz nie stanowi zagrożenia w środowisku pracy. Autorzy niniejszej pracy stoją na stanowisku, że nie ma podstaw do wyznaczenia najwyższego dopuszczalnego stężenia (NDS) fulerenu C60 w niezmodyfikowanej formie. Pochodne fulerenów, z uwagi na odmienne właściwości, wymagają osobnej analizy pod względem szacowania ryzyka zawodowego. Med. Pr. 2016;67(3):397–410

Fullerenes are molecules composed of an even number of carbon atoms of a spherical or an ellipsoidal, closed spatial structure. The most common fullerene is the C60 molecule with a spherical structure – a truncated icosahedron, compared to a football. Fullerenes are widely used in the diagnostics and medicine, but also in the electronics and energy industry. Occupational exposure to fullerene may occur during its production. The occupational concentrations of fullerenes reached 0.12–1.2 μ/m³ for nanoparticles fraction (< 100 nm), which may evidence low exposure levels. However, fullerene mostly agglomerates into larger particles. Absorption of fullerene by oral and respiratory routes is low, and it is not absorbed by skin. After intravenous administration, fullerene accumulates mainly in the liver but also in the spleen and the kidneys. In animal experiments there was no irritation or skin sensitization caused by fullerene, and only mild irritation to the eyes. Fullerene induced transient inflammation in the lungs in inhalation studies in rodents. Oral exposure does not lead to major adverse effects. Fullerene was not mutagenic, genotoxic or carcinogenic in experimental research. However, fullerene may cause harmful effects on the mice fetus when administered intraperitoneally or intravenously. Pristine C60 fullerene is characterized by poor absorption and low toxicity, and it does not pose a risk in the occupational environment. The authors of this study are of the opinion that there is no ground for estimating the maximum allowable concentration (NDS) of pristine fullerene C60. Fullerene derivatives, due to different characteristics, require separate analysis in terms of occupational risk assessment. Med Pr 2016;67(3):397–410