Pilot cross-sectional study for potential fibrogenic risk assessment in real multiwalled carbon nanotube aerosol exposure at the workplaces

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Aim. To assess the potential fibrogenic risk of real occupational exposure to multi-walled carbon nanotubes (MWCNT). Methods. The study was conducted at 2 MWCNT-producing enterprises with the same reactor type. 11 employees who had more than 1 year-long contact with MWCNT aerosol were included in the exposure group, the control group consisted of 14 people. Elemental carbon level and MWCNT presence were evaluated in workplace air samples by transmission electron microscopy. Blood and induced sputum samples were obtained from employees, transforming growth factor beta 1 (TGFβ 1), KL-6 glycoprotein and osteopontin levels were evaluated. To assess the relationship between MWCNT exposure and biomarker levels (age, gender, smoking were chosen as cofounders), generalized linear models including main effects and paired interactions were created. The regression coefficients confidence intervals were refined by bootstrap analysis. Results. Time-weighted average respirable MWCNT fraction was up to 6.11 mg/m 3. Transmission electron microscopy showed the presence of MWCNT agglomerates sized 0.5-10 μm in all air samples. The levels of TGFβ 1 in serum were significantly dependent on exposure to MWCNTs (b=10.47, 95% BCa=1.18-51.75), the KL-6 glycoprotein levels in induced sputum was significantly higher in exposure group (b=235.9, 95% BCa=21.2-482) compared to control group. Osteopontin did not prove itself as an informative indicator. Conclusion. Gained data suggest that MWCNT aerosol exposure at workplace may lead to fibrogenic biomarkers level changes in serum and induced sputum samples. Control measures for MWCNT aerosol levels and medical surveillance for employees should be introduced in MWCNT-producing and applying facilities.

About the authors

L M Fatkhutdinova

Kazan State Medical University, Kazan, Russia

Email: liliya.fatkhutdinova@gmail.com

T O Khaliullin

Kazan State Medical University, Kazan, Russia

O L Vasilyeva

Kazan State Medical University, Kazan, Russia

R R Zalyalov

Kazan State Medical University, Kazan, Russia

I Kh Valeeva

Kazan State Medical University, Kazan, Russia

I G Mustafin

Kazan State Medical University, Kazan, Russia

A A Shvedova

National Institute for Occupational Safety and Health, Morgantown, USA

References

  1. Шитиков В.К., Розенберг Г.С. Рандомизация и бутстреп: статистический анализ в биологии и экологии с использованием R. - Тольятти: Кассандра, 2013. - 289 с.
  2. Commission Recommendation of 18 October 2011 on the definition of nanomaterial. - http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:32011H0696:EN:NOT [электронный ресурс].
  3. Global markets and technologies for carbon nanotubes. BCC Research. Market forecasting. - http://www. bccresearch.com/report/carbon-nantubes-markets-technologiesnan024e.html [электронный ресурс].
  4. Greim H., Borm P., Schins R. et al. Toxicity of fibers and particles. Report of the workshop held in Munich, Germany, 26-27 October 2000 // Inhal. Toxicol. - 2001. - Vol. 13,N 9. - P. 737-754.
  5. Kagan V.E., Khaliullin T., Fatkhutdinova L.M. et al. Biomarkers of occupational exposures to carbon nanotubes in humans // SOT 51st Annual Meeting, San Francisco. - 2012. - P. 101.
  6. Kim J.S., Song K.S., Lee J.K. et al. Toxicogenomic comparison of multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs) and asbestos // Arch. Toxicol. - 2012. - Vol. 86,N 4. - P. 553-562.
  7. Kondo T., Hattori N., Ishikawa N. et al. KL-6 concentration in pulmonary epithelial lining fluid is a useful prognostic indicator in patients with acute respiratory distress syndrome // Respir Res. - 2011. - Vol. 12,N 1. - P. 12-32.
  8. Li Y., Karjalainen A., Koskinen H. et al. Serum growth factors in asbestosis patients // Biomarkers. - 2009. - Vol. 14,N 1. - P. 61-66.
  9. Nau G.J., Guilfoile P., Chupp G.L. et al. A chemoattractant cytokine associated with granulomas in tuberculosis and silicosis // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1997. - Vol. 94. - P. 6414-6419.
  10. Nel A., Xia T., Madler L., Li N. Toxic potential of materials at the nanolevel // Science. - 2006. - Vol. 311, N 5761. - P. 622-627.
  11. NIOSH Current intelligence bulletin 65: Occupational exposure to carbon nanotubes and nanofibers. - http://www.cdc.gov/niosh/docs/2013-145 [электронный ресурс].
  12. Paggiaro P.L., Chanez P., Holz O. et al. Sputum induction // Eur. Respir. J. Suppl. - 2002. - Vol. 37. - P. 3-8.
  13. Park E.K., Thomas P.S., Johnson A.R., Yates D.H. Osteopontin levels in an asbestos-exposed population // Clin. Cancer Res. - 2009. - Vol. 15,N 4. - P. 1362-1366.
  14. Pendergrass H.P., Snell J.D., Carroll F.E. Diseases related to asbestos exposure: historical perspective // South Med. J. - 1987. - Vol. 80,N 12. - P. 1546-1552.
  15. Poland C.A., Duffin R., Kinloch I. et al. Carbon nanotubes introduced into the abdominal cavity of mice show asbestos-like pathogenicity in a pilot study // Nat. Nanotechnol. - 2008. - Vol. 3,N 7. - P. 423-428.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

© 2013 Fatkhutdinova L.M., Khaliullin T.O., Vasilyeva O.L., Zalyalov R.R., Valeeva I.K., Mustafin I.G., Shvedova A.A.

Creative Commons License

This work is licensed
under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.




Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».