Ranking von Stoffen in Epoxidharzsystemen aufgrund ihrer sensibilisierenden Wirkstärke

Status:

abgeschlossen 12/2012

Zielsetzung:

Epoxidharzsysteme enthalten sowohl im Harz wie im Härter und Reaktivbeschleuniger sensibilisierende Stoffe. Dies bedeutet ein relevantes Gesundheitsproblem bei der beruflichen Anwendung dieser Systeme.
Ziel dieses Forschungsvorhabens:
Entwicklung eines Bewertungssystems zur Unterscheidung der sensibilisierenden Wirkstärke der einzelnen Stoffe und Auswahl von Epoxidharzsystemen auf der Basis, die die geringste gesundheitliche Beeinträchtigung bedeuten.
Einordnung von derzeit 52 sensibilisierenden Einzelstoffen, die in Epoxidharzsystemen vorkommen können, in ein Ranking durch eine integrierende Gesamtschau vorliegender Einzelinformationen zur sensibilisierenden Wirkstärke, welche auf dem zuvor entwickelten Bewertungssystem beruht.
Genaue Erfassung der gesundheitlichen Relevanz der beruflichen Belastung durch sensibilisierende Inhaltsstoffe von Epoxidharzsystemen, auch durch Humandaten.

Aktivitäten/Methoden:

1. Prüfung von In-vivo, als auch In-vitro sowie In-silico-Methoden zur Abschätzung sensibilisierender Wirkung und Wirkstärke auf ihre Anwendbarkeit für die Bewertung der hier relevanten Substanzen.
2. Zusammenführung der Einzelergebnisse zu einer Gesamtbewertung.
3. Bewertung der sensibilisierenden Wirkung bei Berücksichtigung auch anderer gesundheitliche Auswirkungen der jeweiligen Stoffe und deren Ranking.
4. Prüfung und Erläuterung der Anwendbarkeit durch praxisnahe Beispiele.
5. Literaturdatenauswertung, Humantestbefunde sowie eine retrospektive und eine prospektive Befragung von exponierten oder sensibilisierten Personen (bis zu 150 Befragungen) zur Erhärtung der Ursachenzusammenhänge und zur Verdeutlichung der Relevanz der Thematik.

Ergebnisse:

Zur Kennzeichnung der Wirkstärke von Epoxidharzinhaltsstoffen wurden sowohl Ergebnisse aus in vivo-Tests (Guinea pig maximization test (GPMT), Buehler-Test, Local Lymph node assay (LLNA), Mouse ear swelling test (MEST), Human Repeat Insult Patch Test (HRIPT), Human maximization test (HMT)) wie Ergebnisse aus in vitro-Test (zur Abdeckung aller relevanten Phasen einer Sensibilisierung: Bioverfügbarkeit/Hautdurchdringung, Haptenisierung (Proteinreaktion), Keratinozytenreaktion (hier: KeratinoSensTM), Reifung (hier: h-CLAT) und Migration der dendritischen Zellen, T-Zellaktivierung/ Proliferation allergenspezifischer T-Zellen) und Befunde aus in silico-Anwendungen herangezogen. Die Eignung der Tests wurde jeweils geprüft und die Aussagen mit ihren testspezifischen Bedingungen bewertet. Dokumentationen von Humanbefunden (Literaturrecherche, IVDK-Datenbank) wurden in die Bewertung einbezogen. Informationen zur Relevanz der Substanzen wurden über Hinweise aus Sicherheitsdatenblättern und Befragungen eines dem Projekt zugeordneten Begleitkreises einbezogen. Sofern Datenlücken erkennbar wurden, wurde ein gezieltes Testprogramm vorgeschlagen und mit einer geeigneten Substanzauswahl durchgeführt (Reaktivverdünner; in vitro-Tests: h-CLAT und KeratinoSensTM), um die Auswahlmethodik auf ihre Eignung hin zu prüfen und einige weitere Substanzen nach ihrer Wirkstärke einordnen zu können. Weitere Substanzen, die im Rahmen des Projekts nicht weiter getestet werden konnten, wurden spezifisch geeigneten in vitro-Testprogrammen zugeordnet. Von ursprünglich 51 zu bewertenden Inhaltsstoffen wurden nach Prüfung noch 46 Einzelbewertungen durchgeführt. Etwas mehr als die Hälfte der Inhaltsstoffe konnten keiner sensibilisierenden Wirkstärkekategorie zugeordnet werden (Kategorie U, 21 Einzelstoffe, entsprechen 45,7 %). Bei diesen Inhaltsstoffen muss per Default Vorgehen im Projekt von einer hohen Sensibilisierungsstärke ausgegangen werden (Kategorie HS). 16 Inhaltsstoffe konnten in die Wirkstärkekategorie HS (hohe Sensibilisierungsstärke) eingeordnet werden, insgesamt 9 Inhaltsstoffe mit geringer bis mäßiger Sensibilisierungsstärke wurden identifiziert (entspr. 34,8 bzw. 19,6 %). Folgenden Substanzen wurden mit starker sensibilisierender Potenz (HS) assoziiert.
- Epoxidharze:
Bisphenol A-Harze (CAS Nr. 25068-38-6 & 25085-99-8), Bisphenol- A-Epichlorhydrin MW 340 (1675-54-3), Bisphenol F-Harze (9003-36-5 & 28064- 14-4),
- Härter:
Ethylendiamin (107-15-3), Diethylentriamin (111-40-0), Trimethylhexamethylendiamin (25620-58-0), Triethylentetramin (112-24-3), Isophorondiamin (2855-13-2), m-Xylidendiamin (1477-55-0), Phthalsäureanhydrid (85-44-9), Tetrahydrophthalsäureanhydrid (85-43-8), Hexahydrophthalsäureanhydrid (85-42-7),
- Reaktivverdünner:
1,4-Butandiol-diglycidylether (2425-79-8), 1,6-Hexandioldiglycidylether (16096-31-4), Phenylglycidylether(122-60-1), Kresylglycidylether (26447-14-3 & 2210-79-9).
Für diese Substanzen sollten prioritär (nicht sensibilisierende oder schwächer sensibilisierende) Ersatzstoffe gesucht werden oder zumindest reduzierte Konzentrationen im Epoxidharzsystem angestrebt werden, wobei evident ist, dass einige wichtige Inhaltsstoffe (wie die gelisteten Harze) aus technischen Gründen derzeit nicht substituierbar sind. Das Projektergebnis bietet zudem eine Grundlage, um die Charakteristik der sensibilisierenden Wirkung für zahlreiche Inhaltsstoffe von Epoxidharzssystemen zu erfassen und eine Methodik, die für das Ranking von solchen Inhaltsstoffen geeignet ist.

Stand: