Hydrogel-based scaffolds to support intrathecal stem cell transplantation as a gateway to the spinal cord: clinical needs, biomaterials, and imaging technologies

The prospects for cell replacement in spinal cord diseases are impeded by inefficient stem cell delivery. The deep location of the spinal cord and complex surgical access, as well as densely packed vital structures, question the feasibility of the widespread use of multiple spinal cord punctures to inject stem cells. Disorders characterized by disseminated pathology are particularly appealing for the distribution of cells globally throughout the spinal cord in a minimally invasive fashion. The intrathecal space, with access to a relatively large surface area along the spinal cord, is an attractive route for global stem cell delivery, and, indeed, is highly promising, but the success of this approach relies on the ability of cells 1) to survive in the cerebrospinal fluid (CSF), 2) to adhere to the spinal cord surface, and 3) to migrate, ultimately, into the parenchyma. Intrathecal infusion of cell suspension, however, has been insufficient and we postulate that embedding transplanted cells within hydrogel scaffolds will facilitate reaching these goals. In this review, we focus on practical considerations that render the intrathecal approach clinically viable, and then discuss the characteristics of various biomaterials that are suitable to serve as scaffolds. We also propose strategies to modulate the local microenvironment with nanoparticle carriers to improve the functionality of cellular grafts. Finally, we provide an overview of imaging modalities for in vivo monitoring and characterization of biomaterials and stem cells. This comprehensive review should serve as a guide for those planning pre-clinical and clinical studies on intrathecal stem cell transplantation.Funds provided under the project NanoTech4ALS (ref. ENMed/0008/2015, 13/EuroNanoMed/2016), funded under the EU FP7 M-ERA.NET program, Strategmed 1/233209/12/NCBIR/2015, and NIH R01 NS091100. The FCT distinction attributed to J.M.O. under the Investigator FCT program (IF/01285/2015) is also gratefully acknowledgedinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

1-Methyl-2-pyrrolidone

1-Metylo-2-pirolidon (NMP) jest bezbarwną, higroskopijną cieczą o łagodnym zapachu amin. Substancja jest stosowana głównie jako: rozpuszczalnik i zmywacz farb, środek do zawieszania pigmentów, półprodukt w przemyśle chemicznym oraz środek czyszczący w przemyśle mikroelektronicznym. Na podstawie wyników badań na zwierzętach wykazano bardzo małą toksyczność ostrą 1-metylo-2-pirolidonu, zarówno po podaniu per os, jak i w kontakcie ze skórą (wartość LD50, szczur, per os: 3914 mg/kg; LD50 królik, skóra: 8000 mg/kg). Nie ma danych dotyczących wartości medialnych stężeń letalnych po narażeniu inhalacyjnym. Na podstawie wyników badań na szczurach stwierdzono, że ostre narażenie inhalacyjne na związek powoduje podrażnienie błon śluzowych, zaburzenia czynnościowe i depresję czynności ośrodkowego układu nerwowego u szczurów. Doniesienia dotyczące siły działania drażniącego 1-metylo-2-pirolidonu u ludzi nie są jednoznaczne. W badaniach na ochotnikach stwierdzono słabe działanie drażniące związku, natomiast doniesienia z przemysłu wskazują raczej na działanie związku od średniego do silnego, co może wynikać z obecności na stanowiskach pracy także innych substancji drażniących. 1-Metylo-2-pirolidon nie wykazywał u szczurów działania mutagennego ani genotoksycznego, nie indukował także nowotworów, ale działał fetotoksyczne. W Niemczech związek zaklasyfikowano do grupy „C”, co oznacza, że nie ma uzasadnionych obaw, iż substancja stwarza ryzyko uszkodzeń zarodka lub płodu, jeśli jest przestrzegana wartość dopuszczalna MAK. W Polsce, według Stacji Sanitarno-Epidemiologicznej w Bydgoszczy, w 2007 oraz w 2010 r. nie notowano przekroczeń wartości najwyższego dopuszczalnego stężenia (NDS) tego związku, tj. stężenia 120 mg/m3. Na podstawie wyników badań, którym poddano ludzi i zwierzęta, wykazano, że substancja dobrze wchłania się niezależnie od drogi jej podania. W badaniach na ochotnikach wchłanianie dermalne par 1-metylo-2-pirolidonu stanowiło 30% całkowitej pobranej dawki inhalacyjnej. Narażenie szczurów na 1-metylo-2-pirolidon o stężeniu 1000 mg/m3 (całe ciało) przez 14 dni powodowało łagodne zmiany w narządach wewnętrznych, natomiast narażenie tylko przez nos na związek o tym samym stężeniu powodowało jedynie podrażnienie nosa. Największe stężenie 1-metylo-2-pirolidonu po jednorazowym podaniu dożylnym szczurom stwierdzono w wątrobie. Związek u ludzi ulega biotransformacji do 5-hydroksy-N-metylo-2-pirolidonu (5-HNMP), a następnie ulega utlenieniu do N-metylobursztynianu (MSI), który jest hydroksylowany do 2-hydroksy-N--metylobursztynianu (2-HMSI). Półokres wydalania z moczem dla 5-HNMP wynosi 4 h, dla MSI – 8 h, a dla 2-HMSI – 17 h. Ze względu na dużą korelację między stężeniem 1-metylo-2-pirolidonu w powietrzu środowiska pracy a stężeniem 2-hydroksy-N-metylobursztynianu (2-HMSI) w moczu oraz długi półokres wydalania z moczem uznano 2-hydroksy-N-metylobursztynian za właściwy bioindykator narażenia na 1-metylo-2-pirolidon. Proponuje się zmniejszenie wartości najwyższego dopuszczalnego stężenia (NDS) 1-metylo-2-pirolidonu do wielkości 40 mg/m3. Za podstawę wyprowadzenia wartości NDS przyjęto stężenie 160 mg/m3 związku wywołujące skutki chemosensoryczne u ochotników. Stężenie to uznano za wartość LOAEL. Ze względu na działanie drażniące związku, proponuje się przyjęcie wartości najwyższego dopuszczalnego stężenia chwilowego (NDSCh) 1-metylo-2-pirolidonu na poziomie 80 mg/m3. Ponieważ wartości NOAEL dla działania fetotoksycznego i embriotoksycznego 1-metylo-2-pirolidonu znajdują się w przedziale od 206 do 500 mg/m3, proponowana wartość NDS (40 mg/m3) jest około 5 ÷ 12 razy mniejsza od tego zakresu stężeń. Proponowane wartości normatywów powinny zabezpieczyć pracowników nie tylko przed działaniem drażniącym 1-metylo-2-pirolidonu oraz skutkami chemosensorycznymi, lecz także przed szkodliwym wpływem związku na potomstwo. Proponowane wartości NDS i NDSCh są zgodne z wartościami przyjętymi w Unii Europejskie, zawartymi w dyrektywie 2009/161/UE. Biorąc pod uwagę działanie drażniące 1-metylo-2-pirolidonu, jego wchłanianie przez skórę oraz możliwy wpływ na rozwijający się płód, proponujemy pozostawienie dotychczasowego oznakowania związku literami „Sk”– substancja wchłania się przez skórę, „Ft” – substancja fetotoksyczna oraz „I” –substancja drażniąca. Zaleca się, zgodnie z ekspertami SCOEL, prowadzenie monitoringu biologicznego i ustalenie wartości dopuszczalnego stężenia w materiale biologicznym (DSB) 1-metylo-2-pirolidonu na poziomie 20 mg 2-HMSI/g kreatyniny w moczu pobranym rano po zakończeniu zmiany roboczej.1-Methyl-2-pyrrolidone is a colorless, hygroscopic liquid with a mild odor of amines. The vapor pressure of the substances is not very high (39 Pa at 20 °C), but due to the wide range of applications, 1-methyl-2-pyrrolidone may exists in vapor and aerosol forms in the workplace, and as a mixture of both. The substance is well absorbed regardless of the route of its administration, as demonstrated in animal and human studies. In studies on volunteers, dermal absorption of 1-methyl-2-pyrrolidone vapors accounted for 30% of the total absorbed dose. Exposure of a rat’s whole body to 1-methyl-2-pyrrolidone at 1000 mg/m3 for 14 days resulted in changes in the inter-nal organs, but exposure through nose to the same concentration resulted merely in nasal irritation. 1-Methyl-2-pyrrolidone has low acute toxicity (LD50, oral: 3914 mg/kg LD50 rabbit, skin: 8000 mg/kg). 95 Acute inhalation exposure to the compound causes irritation of mucous membranes, functional disorders and depression of the central nervous system in rats. 1-Methyl-2-pyrrolidone did not show genotoxic potential in in vivo and in vitro test systems and did not induce tumors in rats, but acted as a fetotoxic agent. The NOAEL values for the reproductive and developmental toxicity ranged from 206 to 500 mg/m3. Due to the high correlation between the concentration of 1-methyl-2-pyrrolidone in workplace air and the concentration of its metabolite (2-hydroxy-N-methylsuccinimide - 2-HMSI) in urine as well as its slow excretion process, 2-HMSI was considered an appropriate bioindicator of exposure to 1-methyl-2-pyrrolidone. In setting exposure limits, the concentration of 160 mg/m3, which caused a chemosensoric effect in volunteers, is taken into account following the SCOEL expertsʼ approach. This concentration was considered the LOAEL value. It was proposed to reduce the current value of the maximum allow-able concentration (MAC-TWA) of 1-methyl-2-pyrrolidone from 120 to 40 mg/m3. Due to the irri-tating properties of the compound, the MAC-STEL at 80 mg/m3 was proposed. Since the proposed MAC-TWA value (40 mg/m3) is about 5-12 times smaller than the NOAEL values for the reproductive and developmental toxicity, the proposed values of MAC will not only protect workers from exposure to irritation of 1-methyl-2-pyrrolidone and its chemosensoric ef-fects, but also against its harmful effects on offspring. The proposed MAC-TWA and MAC-STEL values are consistent with the values adopted in the European Union, laid down in Directive 2009/161/EU. The following notations are considered appropriate for 1-methyl-2-pyrrolidone: “Sk” – substance absorbed through the skin, “Ft” – fetus toxic substance and “I” – irritating substance. In accordance with the Scientific Committee (SCOEL) proposal in the European Union, the value of BEI is recommended (20 mg of 2-HMSI/g in urinary creatinine collected after the morning shift)

Peracetic acid. Documentation for occupational exposure limits (OEls)

Kwas nadoctowy (PAA) jest substancją nietrwałą Najczęściej występuje w postaci mieszaniny, w której pozostaje w stanie równowagi chemicznej z: nadtlenkiem wodoru, kwasem octowym i wodą. W handlu kwas nadoctowy występuje w roztworach wodnych (o stężeniu ponad 15%), które są klarownymi, bezbarwnymi cieczami o ostrym zapachu octu. Kwas nadoctowy jest stosowany głównie jako: środek dezynfekcyjny, wybielacz oraz utleniacz w preparatyce chemicznej. Związek jest substancją wielkotonażową. Liczbę zakładów pracy produkujących kwas nadoctowy na świecie szacuje się na 40 -s-100. Większość z nich znajduje się w Europie, głównie w: Niemczech, Belgii, Francji, Hiszpanii, Finlandii oraz we Włoszech. Narażenie w procesie produkcji kwasu nadoctowego nie występuje, ponieważ odbywa się w systemie zamkniętym. Bardziej prawdopodobne jest narażenie na kwas nadoctowy podczas takich operacji, jak: załadunek i rozładunek oraz przemysłowe jego stosowanie. Kwas nadoctowy został zaklasyfikowany do: kategorii cieczy i par łatwopalnych, których ogrzanie może powodować pożar, substancji szkodliwych w następstwie wdychania oraz w kontakcie ze skórą i po połknięciu, substancji żrących powodujących poważne oparzenia skóry, uszkodzenia oczu i mogących spowodować podrażnienie dróg oddechowych. Aerozole i pary roztworów wodnych kwasu nadoctowego wykazują działanie drażniące na drogi oddechowe i oczy. Pracownicy zatrudnieni w warunkach ostrego narażenia inhalacyjnego na kwas nadoctowy mogą odczuwać silny dyskomfort oraz łzawienie oczu. U zwierząt doświadczalnych narażonych na aerozole kwasu nadoctowego o różnych stężeniach występowało podrażnienie oczu i dróg oddechowych o różnym stopniu nasilenia. Przewlekłe narażenie inhalacyjne powodowało podrażnienie dróg oddechowych i oczu, natomiast o większych stężeniach: zmiany zapalne w płucach, zmniejszone przyrosty masy ciała, zmiany morfologiczne krwi oraz stany zapalne wątroby. Zarówno w badaniach w warunkach in vivo, jak i in vitro nie wykazano działania mutagennego kwasu nadoctowego. W dostępnym piśmiennictwie nie znaleziono danych dotyczących rakotwórczego działania tego związku. Nie stwierdzono istotnych zaburzeń funkcji rozrodczych w wyniku narażenia zwierząt na kwas nadoctowy. W Polsce brak jest podstaw do ustalenia wartości najwyższego dopuszczalnego stężenia (NDS) dla kwasu nadoctowego. Na świecie, jedynie Amerykańska Konferencja Rządowych Higienistów' Przemysłowych zaproponowała wartość STEL kwasu nadoctowego na poziomie 1,22 mg/m3 (0,4 ppm). Wartość ta została oznaczona jako NIC (notice ofintended changes). Za skutek krytyczny działania kwasu nadoctowego przyjęto działanie drażniące na drogi oddechowa. W badaniach na szczurach wyznaczono wartość RD50 równą 8,4 mg/m3. Zgodnie z przyjętymi zaleceniami ACGIII wartość NDS powinna się mieścić w zakresie 0,1-0,01RD50. Zespół Ekspertów ds. Czynników Chemicznych Międzyresortowej Komisji uznał, że dla tego związku wartość NDS powinna wynosić 0,1 RD50, czyli 0,8 mg/m3. Ponadto, ze stosunków molowych wyliczono, że proponowana wartość NDS kwasu nadoctowego odpowiada wartości stężenia nadtlenku wodoru w Polsce, który powstaje w' wyniku rozkładu kwasu nadoctowego, równej 0,4 mg/m3. Wynika z tego, że przyjęcie wartości 0,8 mg/m3, jako wartości NDS kwasu nadoctowego, powinno również chronić pracowników' przed działaniem drażniącym wydzielającego się podczas rozkładu kwasu nadtlenku wodoru, który' nie powinien stanowić dodatkowego zagrożenia dla pracowników przy proponowanej wartości NDS. Zasadność przyjętej wartości potwierdzają również wyniki badań przeprowadzonych w zakładach hodowli kurcząt podczas zamgławiania przy użyciu kwasu nadoctowego oraz wyniki badań w dwóch zakładach destylacji kaprolaktonu podczas oddestylowywania kwasu nadoctowego. Na podstawie wyników badań wykazano, że krótkoterminowe narażenie na kwas nadoctowy o stężeniu 1,56 mg/m3 nie powinno wywoływać nieprzyjemnych odczuć oraz natychmiastowego podrażnienia oczu i dróg oddechowych, natomiast w przypadku bardziej wrażliwych osób dłuższe narażenie może być nieprzyjemne. Ze względu na działanie drażniące/żrące roztworów wodnych kwasu nadoctowego proponuje się ustalenie wartości najwyższego dopuszczalnego stężenia chwilowego (NDSCh) na poziomie 1,6 mg/m3 i oznaczenie związku literą „C" - substancja o działaniu żrącym.Peracetic acid (PAA) most often exists as a mixture, which is in chemical equilibrium with hydrogen peroxide, acetic acid and water. In trade, PAA is present in aqueous solutions (at a concentration of < 15%), which are clear, colorless liquids with a pungent odor of vinegar. Peracetic acid is mainly used as a disinfectant, bleach or oxidant in preparative chemistry. It is a high production volume chemical. Under occupational conditions, there is a probability of exposure to aqueous solutions of PAA by inhalation as well as by dermal route during such operations as loading and unloading, and various industrial uses. Aerosols and vapors of aqueous solutions of PAA exhibit irritation to the respiratory tract and eyes. Workers in acute inhalation exposure may feel strong discomfort and water}' eyes due to irritation. Laboratory animals also suffered irritation of eyes and respiratory tract with varying degrees of severity’ depending on the concentration. Under conditions of exposure to high concentrations followed by chronic inhalation, besides respiratory tract and eye irritation, inflammatory changes in the lungs, decreased weight gain, changes in blood counts and liver inflammation have been observed. In Poland, a MAC (maximum admissible concentration) value for PAA has not been established yet. All over the world, only the American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) proposed a STEL value for peracetic acid at the level of 1.22 mg/ ml It was agreed that the critical health endpoints of aqueous solutions of PAA are the irritation of the eyes and the upper respiratory tract. In studies on rats (Janssen 1989c), RD50 was 8.4 mg/m3. As recommended by the ACGIH, the MAC value should be established within the range of 0.1- 0.01 RD50. The Expert Group for Chemical Agents established that the MAC value for this compound should be 0.1 RD50, i.e. 0.8 mg/m3. Moreover, based on the molar ratios it was calculated that the proposed MAC value for peracetic acid corresponds to 0.4 mg/m3 of hydrogen peroxide, which is formed during decomposition of peracetic acid. It is the current MAC value for hydrogen peroxide in Poland. Therefore, the adopted MAC value of 0.8 mg/m3 should protect workers against both chemicals. The validity of this MAC value is also confirmed by the results of Fraser, Tliorbinson (1986) and McDonagh (1997), which indicate that short-term exposure to PAA at a concentration of 1.56 mg/m3 should not cause unpleasant sensations or immediate irritation of eyes and respiratory tract, but for more sensitive people, prolonged exposure may be uncomfortable. Considering the irritating/corrosive properties of aqueous solutions of peracetic acid, 1.6 mg/m3 has been proposed as the value of shortterm exposure limit (STEL). Notation "C" (corrosive) has been proposed

Sulfuric acid (VI)

Kwas siarkowy(VI) to jeden z najmocniejszych kwasów mineralnych, który jest ciężką, oleistą i bezbarwną cieczą o silnych właściwościach higroskopijnych. W powietrzu lekko dymi w wyniku wydzielania tritlenku siarki, który łączy się z parą wodną, tworząc kropelki kwasu siarkowego(VI). Związek bardzo dobrze się rozpuszcza w wodzie we wszystkich proporcjach z wydzieleniem ciepła. Kwas siarkowy(VI) jest otrzymywany metodą kontaktową przez utlenianie ditlenku siarki (SO2) do tritlenku siarki (SO3) z pięciotlenkiem wanadu albo metodą komorową przez utlenianie ditlenku siarki do tritlenku siarki za pośrednictwem tlenków azotu krążących w obiegu zamkniętym, a następnie reakcję tritlenku siarki z wodą. W przemyśle kwas siarkowy(VI) otrzymuje się metodą kontaktową. Powszechne stosowanie kwasu siarkowego(VI) stwarza zagrożenie dla pracowników wielu gałęzi przemysłu. W Polsce całkowitą liczbę osób narażonych na kwas siarkowy(VI) w warunkach zawodowych oszacowano na kilkanaście tysięcy, w Stanach Zjednoczonych na ponad 775 tys., natomiast na tritlenek siarki na ponad 56 tys. osób. Według danych GUS za 2009 r. wielkość produkcji kwasu siarkowego(VI) w Polsce w przeliczeniu na 100% wyniosła 2020 tys. ton rocznie. Globalną wielkość produkcji kwasu siarkowego(VI) na świecie oszacowano na ponad 165 mln ton rocznie. Według danych Wojewódzkiej Stacji Sanitarno-Epidemiologicznej w Bydgoszczy w Polsce w 2007 r. nie zarejestrowano przekroczenia wartości NDS kwasu siarkowego na stanowiskach pracy, tj. stężenia 1 mg/m3. W warunkach zawodowych najbardziej prawdopodobną drogą narażenia na kwas siarkowy(VI) jest wdychanie mgieł kwasu siarkowego(VI) lub tritlenku siarki, które powstają podczas wielu procesów technologicznych i zastosowań przemysłowych oraz kontakt dermalny. Skutek narażenia inhalacyjne-go zależy od miejsca osadzania się kropli mgieł kwasu siarkowego(VI) w drogach oddechowych, ich średnicy, obecności innych zanieczyszczeń w powietrzu, wilgotności oraz od głębokości oddechów. Szkodliwość kwasu siarkowego(VI) oraz jego mgieł zarówno przy narażeniu ostrym, jak i przewlekłym wynika z jego właściwości żrących/drażniących, przy czym skutek działania jest miejscowy i ogranicza się do tkanek ciała, które miały z nim bezpośredni kontakt (skóra, błony śluzowe lub oczy). Po narażeniu ostrym ludzi i zwierząt dominują objawy związane z podrażnieniem układu oddechowego, a przyczyną śmierci może być niewydolność układu oddechowego lub skurcz głośni. Podczas narażenia przewlekłego obserwuje się m.in. podrażnienie układu oddechowego, przewlekle zapalenie oskrzeli i uszkodzenie szkliwa zębów. Patofizjologiczną reakcją błony śluzowej dróg oddechowych na wdychanie mgieł o małym stężeniu, zarówno po narażeniu krótkotrwałym, jak i długotrwałym, są zmiany klirensu śluzowo-rzęskowego i upośledzenie ich czynności, które prowadzą do nadreaktywności oskrzeli. W połączeniu z innymi czynnikami mgły kwasu siarkowego(VI) o dużym stężeniu powodują powtarzające się uszkodzenie i odbudowę nabłonka dróg oddechowych i w konsekwencji mogą być przyczyną zmian nowotworowych. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) i Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem (IARC 1992) uznały, że przebywanie na stanowiskach pracy zagrożonych oddziaływaniem mgieł mocnych kwasów nieorganicznych zawierających kwas siarkowy(VI) wywołuje powstawanie nowotworów złośliwych krtani, a także, w mniejszym stopniu – nowotworów złośliwych płuca. Mgły mocnych kwasów nie-organicznych zawierających kwas siarkowy(VI) zostały zaliczone do grupy 1. (czynniki rakotwórcze dla ludzi). W Polsce czynnik „mgły kwasu siarkowego” figurujący w wykazie czynników rakotwórczych dla ludzi w rozporządzeniu ministra zdrowia i opieki społecznej z 1996 r. został „przesunięty” do wykazu procesów technologicznych, w których dochodzi do uwalniania substancji, preparatów lub czynników rakotwórczych lub mutagennych i występuje w punkcie „Produkcja alkoholu izopropylowego metodą mocnych kwasów” w rozporządzeniu ministra zdrowia z dnia 1 grudnia 2004 r. Przy tym procesie występuje bardzo dużo zidentyfikowanych i niezidentyfikowanych czynników rakotwórczych, w tym mgły kwasu siarkowego. Bioakumulacja i działanie układowe kwasu siarkowego(VI) są mało prawdopodobne, z uwagi na jego szybką dysocjację w płynach ustrojowych. Nie znaleziono w dostępnym piśmiennictwie danych na temat działania uczulającego kwasu siarkowego(VI). W Polsce dotychczasowa wartość najwyższego dopuszczalnego stężenia (NDS) dla kwasu siarkowego(VI) wynosi 1 mg/m3, a wartość najwyższego dopuszczalnego stężenia chwilowego (NDSCh) – 3 mg/m3. W Niemczech wartość NDS ustalono na poziomie 0,1 mg/m3 dla frakcji inhalacyjnej, a wartość stężenia pułapowego na poziomie 0,2 mg/m3. W USA, ACGIH ustaliła wartość NDS na poziomie 0,2 mg/m3 dla frakcji torakalnej, natomiast wartości NDSCh nie ustalono, ze względu na brak wystarczających danych. Grupa Ekspertów ds. Czynników Chemicznych zaproponowała pozostawienie dotychczasowej wartości NDS (1 mg/m3) i NDSCh (3 mg/m3) dla mgieł kwasu siarkowego(VI) i dodatkowo przyjęcie wartości NDS dla frakcji torakalnej na poziomie 0,05 mg/m3, która jest zgodna z wartością normatywu przyjętego przez Komitet Naukowy (SCOEL) w Unii Europejskiej i zawartą w dyrektywie 2009/161/WE. Zaproponowane wartości normatywne powinny zapewnić bezpieczne warunki pracy i powinny ochronić pracowników przed wystąpieniem szkodliwych skutków drażniącego działania mgieł kwasu siarkowego(VI). Proponuje się pozostawienie oznakowania kwasu siarkowego(VI) literą „C”– substancja o działaniu żrącym.Sulfuric acid (VI) is one of the strongest mineral acids. It is a heavy, oily, colorless liquid that has a very wide range of applications in many industrial sectors. Exposure can occur both to the liquid and to sulphuric acid mists. The most important effects of human exposure to excessive amounts of sulfuric acid are caused by its irritative and corrosive properties. In terms of work settings, dermal contact and inhalation of its mists or sulfur trioxide, which occur during many industrial processes, are the main routes of exposure. The effect of exposure by inhalation depends on the diameter of sulfuric acid droplets, the presence of other pollutants in the air, humidity and the depth of breaths. Acute exposure can cause respiratory tract irritation and, in more severe cases, death from respiratory failure and glottic spasm. As a result of chronic exposure, respiratory irritation, chronic bronchitis and damage to tooth enamel is observed. Chronic exposure to sulfuric acid mist, in combination with other agents, can cause repeated damage of airway epithelial cells and consequently lead to cancerous changes. The Expert Group for Chemical Agents suggest maintaining the current values of MAC-TWA (1 mg/m3) and MAC-STEL (3 mg/m3) for mists of sulfuric acid(VI) and additionally suggest adopting MAC-TWA (OEL) of 0.05 mg/m3 for the thoracic fraction. This value is consistent with the value accepted by the Scientific Committee (SCOEL) in the European Union in Directive 2009/161/EC; this level of exposure is to protect workers from adverse effects of irritation. Notation “C” (corrosive) is considered appropriate

Chloroethene. Documentation of proposed values of occupational exposure limits (OELs)

Chloroeten (chlorek winylu, CW) jest związkiem wielkotonażowym. Nie występuje naturalnie w przyrodzie. Otrzymuje się go wyłącznie na drodze syntezy chemicznej. W normalnych warunkach ciśnienia i temperatury jest gazem. Chloroeten łatwo skrapla się pod ciśnieniem i w tej postaci w temperaturze 40÷70 C polimeryzuje, tworząc polichlorek winylu (PVC). Światowa produkcja przekracza 40 mln ton rocznie. Około 98% całej produkcji chloroetenu jest stosowane do wytwarzania polichlorku winylu (PWC) i kopolimerów. Pozostałą część produkcji chloroetenu wykorzystuje się do syntezy 1,1,1-trichloroetanu (metylochloroformu). Narażenie zawodowe na chloroeten występuje podczas syntezy i polimeryzacji, a także podczas plastyfikacji oraz przetwórstwa polimerów i kopolimerów. Przetwórstwo chlorku winylu ma miejsce w wielu branżach przemysłu: tworzyw sztucznych, obuwniczego, gumowego, farmaceutycznego i in. Główną drogą narażenia zawodowego jest narażenie inhalacyjne. Wchłanianie chloroetenu przez drogi oddechowe jest bardzo szybkie, jednak zaraz po opuszczeniu strefy narażenia jego poziom we krwi gwałtownie maleje. Dzieje się tak wskutek szybkiego metabolizmu i wydalania chloroetenu. Najwięcej wchłoniętego chloroetenu gromadzi się w wątrobie, gdzie zachodzi jego biotransformacja. Najbardziej reaktywnymi produktami przemiany tego związku są tlenek chloroetylenu i aldehyd chlorooctowy. Proces detoksykacji zachodzi w wątrobie i polega na sprzęganiu wymienionych produktów z glutationem. W wyniku dalszych przemian metabolicznych powstają metabolity wydalane głównie z moczem. W małych stężeniach jest to główna droga wydalania. Wraz ze wzrostem stężenia ekspozycyjnego wzrasta ilość chloroetenu wydalana przez płuca w postaci niezmienionej. Chloroeten wykazuje bardzo małą toksyczność ostrą zarówno w badaniach na ochotnikach, jak i na zwierzętach. U ludzi w wyniku ostrego narażenia inhalacyjnego obserwowano głównie zaburzenia neurologiczne i psychiatryczne. W badaniach na zwierzętach obserwowano działanie depresyjne na ośrodkowy układ nerwowy, a w badaniu histopatologicznym ustalono uszkodzenia: wątroby, płuc, nerek, serca oraz zaburzenia krzepliwości krwi. U pracowników przewlekle narażonych na duże stężenia chloroetenu stwierdzono objawy chorobowe zwane zespołem lub chorobą chlorku winylu, w tym: ból i zawroty głowy, niewyraźne widzenie, zmęczenie, brak apetytu, duszności, objawy zespołu Raynauda (ból, drętwienie i mrowienie w kończynach górnych i dolnych, uczucie zimna w kończynach), utrata masy ciały. W badaniach klinicznych stwierdza się: zmiany twardzinopodobne skóry (pseudosklerodermia), akroosteolizę, alergiczne zapalenie skóry, polineuropatie obwodowe, zaburzenia neurologiczne, a także skutki hepatotoksyczne. W badaniach toksyczności przewlekłej przy narażeniu inhalacyjnym najlepiej jest udokumentowane działanie hepatotoksyczne związku, które zostało stwierdzone już w małym stężeniu 26 mg/m3 (10 ppm). Ponadto, istnieją dowody działania chloroetenu na układ naczyniowy i układ oddechowy. Działanie związku na: kości, nerki, śledzionę, krew i skórę zwierząt jest słabiej udokumentowane. Chloroeten posiada właściwości mutagenne/genotoksyczne, które stwierdzono w testach wykonanych w warunkach in vitro zarówno bez, jak i z aktywacją metaboliczną, a także w testach w warunkach in vivo. W testach przeprowadzonych w warunkach in vitro aktywność chloroetenu była znacznie silniejsza (z udziałem egzogennego układu metabolizującego). W badaniach epidemiologicznych wykazano zwiększoną częstość: aberracji chromosomowych, wymian chromatyd siostrzanych, występowania mikrojąder i uszkodzeń DNA w limfocytach krwi obwodowej pracowników narażanych na związek. Najczęściej skutki genotoksyczne obserwowano wśród operatorów reaktorów polimeryzacyjnych, którzy byli okresowo narażeni na bardzo duże stężenia chloroetenu. Chloroeten został sklasyfikowany jako kancerogen przez Międzynarodową Agencję Badań nad Rakiem (IARC), (grupa 1.) i Unię Europejską (kategoria zagrożenia 1.A). Uznano, że istnieją wystarczające dowody działania rakotwórczego chloroetenu na ludzi oraz na zwierzęta doświadczalne. Działanie rakotwórcze chloroetenu ma podłoże genotoksyczne i wynika z powstawania reaktywnych metabolitów, głównie tlenku chloroetylenu i aldehydu chlorooctowego. Reagując z DNA, działają one mutagennie na komórki somatyczne, głównie komórki śródbłonka. W ten sposób odgrywają znaczącą rolę w etiologii naczyniakomięsaka oraz innych nowotworów zarówno niezłośliwych, jak i złośliwych. Na podstawie wyników badań epidemiologicznych wykazano istotny związek przyczynowo-skutkowy między narażeniem na chloroeten a zapadalnością na takie nowotwory wątroby, jak naczyniakomięsak (ASL, ang. Angiosarcoma of the liver) czy rak wątrobowokomórkowy (HCC, ang.hepatocellular carcinoma). Występuje silna korelacja między liczbą zgonów z powodu nowotworów wątroby, a czasem trwania i wielkością narażenia oraz długością okresu latencji, który w przypadku naczyniakomięsaka wątroby wynosi od 10 do > 30 lat. Działanie rakotwórcze chloroetenu na: płuca, mózg, układ limfatyczny i krwionośny, skórę i układ pokarmowy (nowotwory inne niż nowotwory wątroby) jest słabiej udokumentowane i niejednoznaczne. Istnieją doniesienia o działaniu związku na funkcje rozrodcze kobiet i mężczyn oraz wadach wrodzonych ich potomstwa. Istniejące dane są obarczone błędami metodycznymi i nie stanowią jednoznacznych dowodów na działanie teratogenne i wpływ chloroetenu na rozrodczość u osób zawodowo narażonych na ten związek. W badanich na zwierzętach chloroeten wpływał na funkcje rozrodcze i rozwój prenatalny szczurów przy dużych stężeniach, przy czym wartość NOAEL ustalono na poziomie 2 860 mg/m3 (1 100 ppm). Na podstawie wyników przeprowadzonych badań stwierdzono, że narządem docelowym działania toksycznego chloroetenu w narażeniu przewlekłym u ludzi jest wątroba, a skutkiem krytycznym – rozwój nowotworów wątroby. W badaniach epidemiologicznych najlepiej udokumentowany jest wpływ zawodowego skumulowanego narażenia (CED, ang. cumulative exposure dose) na rozwój naczyniakomięsaka wątroby (ASL). Komitet Naukowy SCOEL oszacował ryzyko wystąpienia ASL na poziomie 3 10-4 w wyniku 40-letniego narażenia zawodowego na chloroeten o stężeniu 2,6 mg/m3(1 ppm). Uwzględniając powyższe wyliczenia, jak i akceptowany poziom ryzyka zawodowego dla czynników rakotwórczych zawarty w granicach od 10-4 do 10-3, zaproponowano wartość NDS chloroetenu na poziomie 2,6 mg/m3 (1 ppm). Oznacza to możliwość przyrostu liczby przypadków wystąpienia trzech nowotworów wątroby (ASL) na 10 000 osób. Nie ma podstaw do ustalenia wartości najwyższego dopuszczalnego stężenia chwilowego (NDSCh) oraz wartości dopuszczalnej w materiale biologicznym (DSB). Proponuje się oznakowanie chloroetenu „Carc. 1A”, informujące, że jest to substancja rakotwórcza kategorii zagrożenia 1.A. Proponowana wartość najwyższego dopuszczalnego stężenia jest zgodna z wartością przyjętą przez ACGIH i w Kanadzie oraz proponowaną przez SCOEL wartością wiążącą dla tego związku, jak również wartością wiążącą umieszczoną w dyrektywie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2017/2398 z dnia 12 grudnia 2017 r. zmieniającą dyrektywę 2004/37/WE w sprawie ochrony pracowników przed zagrożeniem dotyczącym narażenia na działanie czynników rakotwórczych lub mutagenów podczas pracy.Chloroethene (vinyl chloride) does not occur in nature. It is obtained exclusively in chemical synthesis. Under normal pressure and temperature conditions it is a gas. At 40–70 °C, it polymerizes to form polyvinyl chloride (PVC). It is a large-volume compound. Its annual global production exceeds 40 million t/year. About 98% of the total production is used to produce polyvinyl chloride (PVC) and copolymers. Chloroethene is also used in the synthesis of 1,1,1-trichloroethane (methyl chloroform) Exposure to chloroethene occurs during its synthesis and polymerization and during plastification and processing of polymers and copolymers that take place in many industries, including plastics, footwear, rubber and pharmaceutical industries. The main route of occupational exposure to chloroethene is inhalation. After cessation of exposure, the levels of chloroethene in blood fall sharply. Absorption of the compound through the respiratory tract is very rapid. Deposition of chloroethene in the body is limited due to its rapid metabolism and excretion. The largest amount of absorbed chloroethene accumulates in liver, where it undergoes biotransformation. The intermediate products of chloroethene metabolism, chloroethylene oxide and 2-chloroacetaldehyde, are the most reactive metabolites of this compound. The detoxification process takes place in the liver and relies on their conjugation with glutathione. As a result of further metabolism, final metabolites are formed which are excreted mainly with urine. In low concentrations, this is the main route of excretion. With the increase in the exposure concentration, the amount of chloroethene excreted by the lungs in the unchanged form increases. Chloroethene has a very low acute toxicity, which has been found in both volunteer and animal studies. In volunteers as a result of acute inhalation exposure to high concentrations, neurological and psychiatric disorders only were observed. In animal studies, depressive effects on the central nervous system were observed, and histopathological examination revealed damage of liver, lung, kidney, heart and blood clotting disorders. In workers chronically exposed to high concentrations of chloroethene, a syndrome of vinyl chloride disease was found, which includes symptoms of Raynaud's syndrome (pain, numbness and tingling in the upper and lower limbs, cold feeling in the limbs), pseudoscleroderma, acroosteolysis, allergic dermatitis, peripheral polyneuropathy, neurological disorders, and hepatotoxic effects. In animal studies chronically exposed by inhalation to chloroethene, the hepatotoxic effect of the compound is well documented. This effect has been found at a relatively low concentration of 26 mg/m3 (10 ppm). In addition, there is evidence that chloroethene affects the vascular and respiratory system. The effects of the compound on bones, kidneys, spleen, blood and animal skin are less documented. Chloroethene has mutagenic/genotoxic properties, as observed in in vitro tests both with and without metabolic activation, and in in vivo tests. In in vitro tests on bacterial strains, the activity of chloroethene was much stronger with the participation of an exogenous metabolic system. Epidemiological studies in workers exposed to chloroethene showed an increased incidence of chromosomal aberrations, sister chromatid exchanges, micronuclei in lymphocytes and DNA damage in peripheral blood lymphocytes. The highest frequency of genotoxic effects was observed among operators of polymerization reactors subject to periodic exposure to very high concentrations of chloroethene. Chloroetene has been classified as a carcinogen by the International Agency for Research on Cancer, IARC (Group 1) and the European Union (Category 1A). It was concluded that there was sufficient evidence of a carcinogenic effect of chloroethene in humans and sufficient evidence of carcinogenicity in experimental animals. Carcinogenic effect of chloroethene has a genotoxic basis and results from the formation of reactive metabolites, mainly chloroethylene oxide and 2-chloroacetaldehyde, which in reaction with DNA act mutagenically on somatic cells, mainly endothelial cells and thus play a significant role in the etiology of angiosarcoma. Epidemiological studies have demonstrated a significant causal link between exposure to chloroethene and the incidence of hepatic cancers: angiosarcoma of the liver (ASL) and hepatocellular carcinoma (HCC). Epidemiological studies have shown a correlation between the number of deaths from liver tumors and the duration and magnitude of exposure and the length of latency, which in the case of ASL ranges from 10 to >30 years. Carcinogenic effects of chloroethene on the lungs, brain, lymphatic and circulatory systems, skin and digestive system (cancers other than liver cancer) are less documented and ambiguous. There are reports of the effect of chloroethene on the reproductive functions of women and men and the defects of their offspring. Existing data do not provide unambiguous evidence of teratogenicity and reproductive effects in the case of occupational exposure. In animal studies, chloroethene affected fertility and prenatal development of rats at high concentrations, with a NOAEL of 2860 mg/m3 (1100 ppm). Available data indicate that the target organ of chloroethene toxicity in chronic exposure in humans is the liver, and the critical effect of exposure is the development of liver tumors. In epidemiological studies, the effect of occupational cumulative exposure dose (CED) on the development of angiosarcoma of the liver (ASL) is best documented. The SCOEL Scientific Committee using PBPK models estimated the risk of ASLs at 3 10-4 as a result of 40 years of occupational exposure to chloroethene in a concentration of 2.6 mg/m3 (1 ppm). Taking into account the above calculations, and the accepted level of occupational risk for carcinogens in the range from 10-4 to 10-3, the TWA of chloroethene at the level of 2.6 mg/m3 (1 ppm) has been proposed. This means an increase in the incidence of 3 liver cancers (ASL) per 10,000 people. There is no substantive basis to determine a short-term exposure limit (STEL) and acceptable concentration in biological material (DSB). It is proposed to label the compound as "Carc. 1A " – carcinogen category 1A. The proposed value is in line with the value adopted by ACGIH and in Canada and the binding value proposed by SCOEL for this compound, and the binding value included in Directive of the European Parliament and of the Council (EU) 2017/2398 of 12 December 2017 amending Directive 2004/37/EC on the protection of workers from the risks related to exposure to carcinogens or mutagens at work

Arsine

Arsan jest bezbarwnym, łatwopalnym gazem o zapachu podobnym do czosnku, otrzymywanym w reakcji arsenku glinu z wodą lub kwasem solnym, który ma zastosowanie przy produkcji półprzewodników, baterii, diod emitujących światło oraz pewnych barwników szkła. Jest stosowany także w syntezach organicznych. Może mieć również zastosowanie jako gaz bojowy. Narażenie zawodowe na arsan występuje głównie w przemyśle metalurgicznym, chemicznym, elektronicznym przy produkcji półprzewodników, arsenku galu oraz przy produkcji baterii. Liczbę pracowników potencjalnie narażonych na ten związek w Polsce szacuje się na kilkaset. Obecność arsanu w powietrzu nie jest odczuwalna przez człowieka, jednakże już w pierwszej dobie po narażeniu występują takie objawy, jak: bóle brzucha połączone z nudnościami oraz wymiotami, ciemna barwa moczu, żółtaczka, duszności, bóle i zawroty głowy. Działanie toksyczne arsanu zarówno u ludzi, jak i u zwierząt doświadczalnych dotyczy głównie erytrocytów i układu krwiotwórczego. Ostre narażenie na arsan powoduje gwałtowną hemolizą i zaburzenia w układzie krwiotwórczym. Najczęściej opisywanym objawem klinicznym zatrucia arsanem jest ostra niedokrwistość hemolityczna. Uszkodzenie nerek jako główny skutek hemolizy prowadzi do zmniejszenie wydalania moczu i w końcu do anurii, która w przypadku niezastosowania właściwej terapii może być przyczyną śmierci. Narażenie na arsan może ponadto spowodować obrzęk płuc, choroby sercowo-naczyniowe, uszkodzenie wątroby, osłabienie mięśni kończyn, a w dalszym okresie po narażeniu zaburzenia neurologiczne związane zarówno z ośrodkowym układem nerwowym (stan pobudzeniem, niepokój, zaburzenia pamięci, dezorientacja), jak i obwodowym. Głównymi skutkami przewlekłego zatrucia arsanem (zarówno u ludzi, jak i u zwierząt doświadczalnych) są także zmiany hematologiczne, hemoliza, niewydolność nerek i niedokrwistość. W dostępnym piśmiennictwie i bazach danych nie znaleziono informacji dotyczących działania rakotwórczego arsanu. Uznając hemolizę i zmiany hematologiczne za główne skutki toksycznego działania arsanu, za podstawę wyliczenia wartości najwyższego dopuszczalnego stężenia (NDS) przyjęto stężenie 0,08 mg/m3, które jest największym stężeniem arsanu niewywołującym hemolizy u zwierząt doświadczalnych (NOAEL). Uwzględniając współczynniki niepewności związane z wrażliwością osobniczą i różnicami międzygatunkowymi, zaproponowano przyjęcie wartości NDS arsanu na poziomie 0,02 mg/m3. Ze względu na fakt, że arsan nie wykazuje działania drażniącego nie zaproponowano wartości najwyższego dopuszczalnego stężenia chwilowego (NDSCh) związku.Arsine is a highly poisonous, nonirritating and colorless gas. It is extensively used in the semiconductor industry and in manufacturing lead-acid storage batteries. Most cases of arsine poisoning result from the formation of arsine as a by-product during many chemical and metallurgical processes. Acute arsine poisoning is known to result in massive damage of red blood cells. Rapid hemolysis may lead to oliguric renal failure and death. Symptoms of chronic poisoning are similar to those observed in acute poisoning. The proposed maximum exposure limit (MAC) for arsine in the air (0.02 mg/m3) is based on the value of (0.08 mg/m3) derived from a long-term inhalational administration study on mice. This value is similar to that determined by ACGIH (2007). This level of MAC for arsine prevents increased risk of hemolysis and hemolysis-related effects on the spleen, kidney and other organs. Considering that arsine does not possess irritating effects on the skin and mucous membranes, the Expert Group for Chemical Agents has not established a MAC (STEL) value

Wood dust – inhalable fraction : documentation of proposed values of occupational exposure limits (OELs)

Drewno jest surowcem przemysłu drzewnego, stosowanym w postaci drewna litego lub w formie przetworzonej. Zawodowe narażenie na pyły drewna występuje podczas obróbki i przerobu drewna. Największe poziomy stężeń pyłów drewna w środowisku pracy odnotowano w zakładach meblarskich i stolarskich. Liczba pracowników narażonych na pyły drewna w Polsce oszacowana w ramach projektu WOODEX (lata 2000-2003) wynosiła 310 tys., z czego 79 tys. było narażonych na stężenia pyłów drewna 5 mg/m3. Zgodnie z danymi z bazy zawierającej wyniki pomiarów narażenia na pyły wykonane w wybranych branżach gospodarki w Polsce w latach 2001-2005, opracowanej w Instytucie Medycyny Pracy w Łodzi przy współpracy z Głównym Inspektoratem Sanitarnym, wartość średnia arytmetyczna stężeń pyłu wdychanego w sektorze produkcji drewna i wyrobów z drewna (z wyłączeniem mebli) wynosiła 2,08 mg/m3. Stężenie to wyliczono na podstawie 8602 przeprowadzonych pomiarów. W przypadku pyłów drewna twardego przekroczenia wartości NDS na stanowiskach pracy odnotowano w ponad 20% pomiarów, natomiast w przypadku drewna miękkiego – w poniżej 10% pomiarów. Narażenie na pyły drzew liściastych (drewno twarde, głównie dębowe i bukowe) lub w mieszaninie z gatunkami iglastymi (drewno miękkie) jest skorelowane z wystąpieniem gruczolakoraka nosa, natomiast nienowotworowe skutki oddechowe (oprócz astmy) nie są skorelowane ze specyficznym typem drewna. Astma zawodowa jest najczęściej wynikiem działania biologicznie aktywnych związków chemicznych obecnych w drewnie zarówno gatunków liściastych, jak i iglastych. Jednym z lepiej przebadanych gatunków drewna i źródłem wiedzy o astmie zawodowej są pyły drewna żywotnika olbrzymiego. Zarówno pyły drewna twardego, jak i miękkiego mogą upośledzać drożność dróg oddechowych, wywołując przewlekłe choroby płuc, a skutki narażenia, w zależności od rozmiaru cząstek drewna, dotyczą górnych lub dolnych dróg oddechowych. Zarejestrowano następujące choroby wśród pracowników narażonych na pyły drewna: przewlekłe zapalenie oskrzeli, zapalenia nosa i spojówek, podrażnienie skóry, jak również reakcje uczuleniowe skóry. Na podstawie wyników badań spirometrycznych wykazano zmniejszenie wskaźnika funkcji płuc w wyniku mechanicznego lub chemicznego podrażnienia tkanki płuc. Należy zaznaczyć, że zmiany czynnościowe układu oddechowego i wystąpienie astmy zawodowej stwierdzano u pracowników przemysłu drzewnego, głównie meblarskiego (bez historii atopii) o stężeniach poniżej 1 mg/m3 pyłów drewna. Z przeglądu wyników badań przeprowadzonych u ludzi oraz u zwierząt doświadczalnych wynika, że pyły drewna wykazują działanie mutagenne i genotoksyczne. Analiza DNA pobranego od osób z rakiem zatok przynosowych, zatrudnionych w narażeniu na pyły drewna, wykazała mutacje, głównie w genie k-ras, który jest jednym z najczęściej aktywowanych onkogenów w raku występującym u ludzi. Stwierdzono ponadto: mutacje h-ras u pacjentów z gruczolakorakiem, aberracje chromosomowe w limfocytach krwi obwodowej stolarzy, uszkodzenie nici DNA w hepatocytach szczurów, zwiększenie częstotliwości występowania mikrojąder w komórkach załamka jelita myszy i nabłonku nosa szczurów. Na podstawie wyników badań epidemiologicznych, w tym badań kliniczno-kontrolnych, wykazano związek między częstością występowania przypadków nowotworów nosa i zatok przynosowych a narażeniem na pył drewna. U narażonych na pyły drewna stwierdzono znacznie większe ryzyko wystąpienia gruczolakoraków, w porównaniu z ryzykiem występowania raka płaskonabłonkowego. Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem uznała, że istnieją wystarczające dowody działania rakotwórczego pyłu drewna u ludzi i zaliczyła je do grupy 1., czyli substancji o udowodnionym działaniu rakotwórczym dla ludzi. Komisja Unii Europejskiej zaliczyła prace związane z narażeniem na pyły drewna twardego i mieszanego do procesów technologicznych klasyfikowanych jako rakotwórcze dla ludzi (wg dyrektywy 2004/37/WE) oraz ustaliła wartość wiążącą narażenia zawodowego (BOELV) dla frakcji wdychalnej pyłów drewna twardego na poziomie 5 mg/m3 z zaznaczeniem, że jeżeli występuje mieszanina pyłów drewna twardego z innymi pyłami drewna, to wartość najwyższego dopuszczalnego stężenia (NDS) dotyczy wszystkich pyłów drewna obecnych w mieszaninie. W Komitecie Naukowym SCOEL podział na drewna twarde i miękkie został zaniechany, a wskaźnikową dopuszczalną wielkość narażenia zawodowego py- łów drewna (dla frakcji wdychalnej 1 mg/m3, a dla pyłu całkowitego 0,5 mg/m3) zaproponowano, uwzględniając, oprócz ich działania drażniącego na górne i dolne drogi oddechowe, także działanie rakotwórcze. W Komitecie Doradczym ds. Bezpieczeństwa i Ochrony Zdrowia w Miejscu Pracy Komisji Europejskiej (ACSHW, Advisory Committee on Safety and Heath at Work) rozważano skutki zdrowotne narażenia na pyły drewna oraz uwarunkowania socjoekonomiczne i zaproponowano wartość wiążącą (BOELV) dla pyłów drewna twardego na poziomie 3 mg/m3, uznając, iż mniejsza wartość mogłaby spowodować zamknięcie wielu przedsiębiorstw, głównie małych, zatrudniających od 1 do 9 pracowników. Ustalenie wartości normatywu higienicznego pyłów drewna komplikuje fakt, że nigdy nie mamy do czynienia z narażeniem na samo drewno. Jest to narażenie, m.in. na związki chemiczne występujące naturalnie w drewnie (większość z nich wykazuje działanie drażniące i uczulające). Ponadto frakcja biologiczna (bakterie, pleśnie) występująca w pyłach drewna, głównie świeżego, jak również takie substancje konserwujące drewno, jak rozpuszczalniki organiczne czy formaldehyd mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia pracowników. Kolejną zmienną rozpatrywaną przy ocenie ryzyka zawodowego są rozmiary cząstek emitowanych podczas przerobu drewna, które różnią się w zależności od rodzaju drewna i sposobu jego obróbki. Średnica aerodynamiczna cząstek mieści się na ogół w przedziale 10 ÷ 30 µm, co klasyfikuje je do frakcji ekstratorakalnej (wnikającej w obręb głowy) lub torakalnej (wnikającej w obszar tchawiczo- -oskrzelowy). Udział procentowy frakcji respirabilnej wynosi najczęściej 15 ÷ 20%. W celu ustalenia wartości NDS pyłów drewna uwzględniono dane pochodzące z badania przekrojowego przeprowadzonego u 161 osób zatrudnionych w narażeniu na pyły drewna w 54 zakładach meblarskich. U osób narażonych badano drożność nosa po narażeniu na pyły drewna mieszanego o stężeniu małym (0,17 ÷ 0,74 mg/m3), średnim (0,74 ÷ 1,42 mg/m3) oraz dużym (1,42 mg/m3). W porównaniu z okresem przed rozpoczęciem pracy, pyły drewna o stężeniu średnim i dużym istotnie statystycznie: zwiększały przekrwienie błony śluzowej nosa, zmniejszały pojemność jam nosowych i zmniejszały powierzchnię przekroju poprzecznego nosa po 4 i 7 h pracy. Stwierdzono istotną statystycznie zależność między stężeniem pyłu drewna a stopniem niedrożności nosa wyznaczonym metodą rynometrii akustycznej i oceną subiektywną. Wymienione objawy wystąpiły także, gdy stężenia pyłów były małe, lecz objawy te były nieistotne statystycznie. Ponadto, u osób z grupy kontrolnej zanotowano istotne różnice drożności nosa przed rozpoczęciem pracy w porównaniu z okresem po pracy, dlatego podważają one znaczenie obserwowanych zmian, gdy stężenia pyłów drewna są małe (0,17 ÷ 0,74 mg/m3). Międzyresortowa Komisja ds. NDS i NDN na 84. posiedzeniu w dniu 4.11.2016 r. po zapoznaniu się z dokumentacją i biorąc pod uwagę, poza naukową oceną ryzyka, również czynniki socjoekonomiczne, które zostały omówione z przedstawicielami branży drzewnej w Polsce, przyjęła stężenie 3 mg/m3 za wartość NDS dla frakcji wdychalnej wszystkich pyłów drewna. Proponowana wartość jest na poziomie proponowanej przez Komisję Europejską wartości wiążącej (BOELV) dla frakcji wdychalnej pyłów drewna twardego ustalonej na poziomie 3 mg/m3 , po uwzględnieniu uwarunkowań socjoekonomicznych przedsiębiorstw. Przyjęcie tej wartości, bez podziału na drewna twarde i miękkie, jest ponadto pewnym kompromisem między dotychczas obowiązującymi wartościami NDS dla pyłów drewna: 1) z wyjątkiem pyłów dębu i buku (4 mg/m3), 2) pyłów dębu i buku (2 mg/m3). Ze względu na fakt, że pyły drewna wykazują działanie: rakotwórcze, mutagenne i pylicotwórcze, ustalenie wartości najwyższego dopuszczalnego stężenia chwilowego (NDSCh) jest nieuzasadnione. Proponuje się oznakowanie pyłów drewna notacją: „Carc. 1” – substancja rakotwórcza kategorii 1., zgodnie z klasyfikacją Międzynarodowej Agencji Badań nad Rakiem oraz, ze względu na możliwe działanie uczulające – literą „A”.Wood is a raw material of the wood industry, which is used as a solid wood or in a processed form. Occupational exposure to wood dust occurs during processing and woodworking. The highest levels of wood dust concentrations in the working environment were recorded in the furniture and carpentry industries. The number of workers exposed to wood dust in Poland estimated during WOODEX project (2000-2003) amounted to 310 000, of which 79 000 workers were exposed to wood dust at concentrations 2–5 mg/m3 and 44 000 workers at concentrations >5 mg/m3. According to data from selected sectors of the economy in Poland in years 2001–2005 developed in collaboration with the Chief Sanitary Inspectorate at the Institute of Occupational Medicine in Łódź, the arithmetic mean value of inhaled wood dust concentration in the wood production and wood products sector (excluding furniture) was 2.08 mg/m3. This concentration was calculated on the basis of 8602 measurements. In the case of hardwood dust, exceeded values of NDS at worksites were reported in more than 20% of the measurements, whereas in case of softwood – in less than 10% of measurements. Exposure to dust from deciduous trees (hardwood, mainly oak and beech wood) or from a mixture with coniferous species (softwood) is correlated with nasopharyngeal adenocarcinomas, whereas non-neoplastic respiratory symptoms, excluding asthma, are not correlated with a specific type of wood. Occupational asthma is most often the result of action of the biologically active compounds present in some wood species (both hardwood and softwood). One of the better-known species of wood and source of knowledge about occupational asthma is the dust of red cedar wood. Hardwood and softwood dusts may impair clear airway, resulting in chronic lung disease. The health effects of exposure to wood dust concern the upper or lower respiratory tract depending on the size of wood particles. Occupational exposure to wood dust causes: chronic bronchitis, rhinitis and conjunctivitis, skin irritation and allergic skin reactions. Spirometry has shown the reduction of the lung function index as a result of mechanical or chemical irritation of lung tissue. It should be noted that changes in pulmonary function and the occurrence of occupational asthma was found in the wood industry workers, mainly employed in furniture industry (with no history of atopy) at concentrations below 1 mg/m3 of wood dust. A review of the studies in humans and in experimental animals shows that wood dust has mutagenic and genotoxic effects. Analysis of DNA taken from people with cancer of the paranasal sinuses and exposed to wood dust showed mutations, mainly in gene k-ras, which is one of the most frequently activated oncogenes in human cancers. Furthermore, h-ras mutations in adenocarcinoma patients, chromosomal aberrations in carpenter peripheral blood lymphocytes, damage to DNA strands in rats hepatocytes, increase in micronuclear frequency in cells of mouse intestine and rats nasal epithelium have been found. The relationship between the incidence of a nose and paranasal sinuses cancer and the exposure to wood dust was proved on the basis of results of epidemiological studies. The risk of adenocarcinoma was significantly higher as compared to the risk of squamous cell carcinoma. The International Agency for Research on Cancer concluded that there was sufficient evidence of carcinogenicity of wood dust in humans and assigned it to Group 1 – a substances with proven carcinogenic effects in humans. The Commission of the European Union included research on exposure to hard and mixed wood dust to technological processes classified as carcinogenic to humans (Directive 2004/37 / EC) and established BOELV value for inhalable wood dust fraction on a level of 5 mg/m3 indicating that if there is a mixture of hardwood dust with other wood dust then NDS refers to the total wood dust present in the mixture. SCOEL Scientific Committee resigned from the division into hardwood and softwood and proposed the exposure limit value for wood dust, taking into account not only its irritating effects on upper and lower respiratory tract but also carcinogenicity (inhalable fraction: 1 mg/m3, total dust 0.5 mg/m3). The health effects of exposure to wood dust and the socio-economic conditions have also been considered by the Committee on Safety and Health at Work (ACSHW), which has proposed BOELV value for hardwood dusts of 3 mg/m3, taking into account that the lower value would result in the closure of many companies, mostly small, employing from 1 to 9 employees. Establishment of the hygienic standards of wood dust is complicated by the fact that we are never exposed to the wood itself. At the same time, we are exposed to naturally occurring chemicals in wood (most of them are irritating and sensitizing). Moreover, biological fraction (bacteria, mold) found in wood dust, mainly fresh, as well as wood preservatives such as organic solvents or formaldehyde, increase the health risk. Another variable considered when assessing risk associated with exposure to wood dust is the particle size emitted during wood processing, which varies according to the type of wood and its treatment. Aerodynamic diameter of the particles is generally in the range of 10 to 30 m, which classifies them into an extra thoracic fraction (penetrating head area) or thoracic fraction (penetrating the trachea bronchial area). Percentage of respirable fraction is usually 15–20%. When setting the NDS value for wood dusts, data from a cross-sectional survey of 161 people employed in wood dust exposure in 54 furniture companies were used. Nasal patency was examined after exposure to mixed wood dust at a low concentration (0.17–0.74 mg/m3), mean (0.74–1.42 mg/m3) and high (1.42 mg/m3). With regard to nasal patency before commencement of the work, exposure to medium and high concentration of wood dust significantly increased nasal congestion, reduced nasal cavity capacity and reduced nasal cross-sectional area as a result of 4–7 hours of exposure. There was a statistically significant relationship between the concentration of wood dust and nasal obstruction grade determined by the method of acoustic rhinometry and subjective assessment. These symptoms also occurred when dust concentrations were small, but these symptoms were not statistically significant. Furthermore, patients in the control group had significant differences in nasal passivity before commencement of work compared to the post-work period, thus undermining the observed changes at low concentrations (0.17–0.74 mg/m3) of wood dust. Taking into account the above data as well as socioeconomic factors discussed with wood industry representatives in Poland, the Interdepartmental Commission on NDS and NDN at its 84th meeting on November 4, 2016, adopted a concentration of 3 mg/m3 for the maximum permissible concentration (NDS) for the inhalable fraction of all wood dust. Socioeconomic considerations were also taken into account in determining BOELV value for the inhalable wood dust fraction (3 mg/m3) in the European Union. The adoption of this value without distinction for hardwood and softwood is a compromise between current NDS values for wood dust with the exception of oak and beech dusts (4 mg/m3) and beech and oak dust (2 mg/m3). The proposed value of NDS is at the level proposed by the European Commission for BOELV for the hardwood dust inhalable fraction (3 mg/m3), which takes into account socio-economic conditions of companies. Due to the fact that wood dusts are carcinogenic, mutagenic and cause pneumoconiosis, the determination of NDSCh values is unjustified. It is proposed to mark the wood dust with notation "Carc. 1”– category 1 carcinogen, according to the classification of the International Agency for Research on Cancer, and with letter “A” because of possible sensitization