Актуальність теми
інститут гігієни та медичної екології
ім. О. М. МАрзеєва АМН україни
Зазуляк
Тетяна Степанівна
УДК : 613.953:613.489:678.7]:614.36
Гігієнічне обгрунтування критеріїв безпеки для здоров’я дітей підгузників, виготовлених на основі полімерних матеріалів
14.02.01 – гігієна
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата біологічних наук
Київ – 2007
Дисертацією є рукопис
Робота виконана у Львівському національному медичному університеті ім. Данила Галицького МОЗ України
Науковий керівник: доктор медичних наук, старший науковий співробітник Кузьмінов Борис Павлович, Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького, завідувач ЦНДЛ та лабораторією промислової токсикології
Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор Волощенко Олег Ігнатович, Інститут гігієни та медичної екології ім. О. М. Марзеєва АМН України, завідувач лабораторією гігієни нових хімічних матеріалів, препаратів та біомоніторингу
доктор біологічних наук, провідний науковий співробітник Леоненко Ольга Броніславівна, Інститут гігієни праці АМН України, провідний науковий співробітник лабораторії медико-біологічних критеріїв професійних впливів
Провідна установа: Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця,
кафедра гігієни праці та профзахворювань, МОЗ України, Київ
Захист відбудеться “ 23 ” березня 2007 року о 10.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.604.01 при Інституті гігієни та медичної екології ім. О. М. Марзеєва АМН України (02660, Київ-94, вул. Попудренка, 50)
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту гігієни та медичної екології ім. О. М. Марзеєва АМН України (Київ, вул. Попудренка, 50)
Автореферат розісланий “ 22 ” лютого 2007 р.
Учений секретар
спеціалізованої вченої ради Селезньов Б. Ю.
Загальна характеристика роботи
Актуальність теми. Охорона здоров’я підростаючого покоління є важливою задачею кожного суспільства, так як відомо, що фундамент здоров’я дорослого населення закладається у дитячому віці. Тому питання розробки та впровадження профілактичних заходів щодо збереження та зміцнення здоров’я дітей у процесі їх росту та розвитку в нашій державі є першочерговим (А. М. Нагорна, 1997; А. М. Сердюк, 2004; Є. Г. Гончарук і співавт., 2004). Законодавчою основою для реалізації вищезгаданих заходів є Закон України “Про охорону дитинства” (2001 р.), Постанова КМУ № 1929 “Про заходи щодо посилення охорони материнства та дитинства” та інші.
Наукові розробки в області гігієни дітей та підлітків, які здійснюються в Україні, спрямовані, з одного боку, на гігієнічне забезпечення умов та режимів життєдіяльності дітей та, з іншого, на встановлення вимог до предметів дитячого вжитку, які гарантують безпеку для здоров’я дітей при їх використанні (О. М. Лук’янова, 1996; А. М. Сердюк, І. О. Черниченко, 2001; Н. С. Полька і співавт., 2004; В. І. Берзінь і співавт., 2004).
У той же час невирішеною залишається проблема гігієнічної оцінки групи товарів, які широко використовуються як гігієнічні засоби при догляді за дітьми раннього віку, а саме одноразових підгузників, виготовлених на основі полімерних матеріалів (надалі підгузників). Масштаби використання цих виробів досить вагомі, причому основна маса виробів, які зустрічаються на вітчизняному ринку, імпортного походження. Українські виробники цієї продукції на даний момент працюють з використанням виключно імпортних комплектуючих деталей.
За даними лікарів гігієнічного та лікувального профілів підгузники можуть вносити певний вклад у розвиток пелюшкового дерматиту, прояви якого є одними з найбільш розповсюджених патологічних змін шкіри у дітей раннього віку (W. Jordan at al.; 1986, B. Gaunder, E. Plummern, 1987; A. Nassif, S. Chan at al., 1994; В. В. Сидоров и соавт., 2002; Н. А. Геппе, Н. А. Білоусова, 2003). У структурі захворювання пелюшковим дерматитом в останній період все більше місце займає атопічний дерматит, основну роль у патогенезі якого відіграють імунологічні реакції (L. W. Liou, C. K. Janniger, 1994). Згідно сучасних уявлень пелюшковий дерматит провокується рядом мікробіологічних, фізичних та хімічних чинників (R. W. Berg, 1986). Причому останні у науковій літературі не розглядаються у взаємозв’язку з такими потенційними джерелами шкідливого впливу, як полімерні матеріали, з яких складаються підгузники.
Для вирішення питання про можливість використання виробів з полімерних матеріалів за призначенням необхідним є проведення комплексної гігієнічної оцінки, яка включає аналіз всієї сукупності впливів на організм людини та здійснюється при використанні максимально наближених до реальних, уніфікованих умов. Важливим етапом при цьому є наукове обгрунтування гігієнічних критеріїв безпеки щодо конкретного виду виробів (В. О. Шефтель, 1991; Л. М. Шафран і співавт., 2002; И. М. Трахтенберг і співавт., 2004). Вивчення методичних схем гігієнічної експертизи підгузників, яка проводиться вітчизняними установами, свідчить, що стандартизований підхід при проведенні досліджень згаданих виробів відсутній, а обсяг досліджень у повній мірі не відображає хімічний склад підгузників, характер контакту з поверхнею шкіри, фізіологічні особливості організму дітей, що може призвести до необ’єктивності в оцінці отриманих результатів. Саме така обставина визначила мету і завдання проведеного нами дослідження.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є фрагментом наукової теми, яка виконувалась лабораторією промислової токсикології Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького “Токсиколого-гігієнічна експертиза нових хімічних речовин та матеріалів (імпортного та вітчизняного виробництва), що використовуються на території західного регіону України” (державний реєстраційний номер 0100U002260) і здійснювалась у відповідності з Національною програмою “Діти України” (1996-2005 р.); міжгалузевою комплексною програмою “Здоров’я нації” (2002-2011).
Мета та завдання дослідження: розробити та науково обгрунтувати гігієнічні критерії безпеки використання підгузників, контроль за якими дозволить зменшити ризик шкідливого впливу виробів на дитячий організм. Досягнення вказаної мети здійснювалось через вирішення наступних завдань:
· провести аналіз рецептури та хімічного складу підгузників;
· розробити умови моделювання санітарно-хімічних досліджень підгузників;
· встановити якісний склад шкідливих речовин, які мігрують з підгузників у модельне середовище;
· визначити концентрації шкідливих речовин у модельному середовищі;
· провести токсиколого-гігієнічну оцінку підгузників з визначенням місцево-подразнювальної, загальнотоксичної дії та алергенного ефекту виробів;
· вивчити закономірності впливу підгузників на нормальну мікрофлору поверхні шкіри дітей;
· на підставі одержаних експериментальних даних обґрунтувати схему санітарно-гігієнічної експертизи підгузників.
Об'єкт дослідження: підгузники імпортного та вітчизняного виробництва.
Предмет дослідження: санітарно-хімічні, токсикологічні та мікробіологічні показники підгузників.
Методи дослідження: фотометричні, спектрофотометричні, атомно-абсорбційні, хроматографічні - для вивчення санітарно-хімічних показників; токсикологічні, біохімічні, гістологічні та імунологічні - для оцінки характеру дії виробів на організм; мікробіологічні – для дослідження впливу підгузників на мікрофлору шкіри; статистичні методи - для обробки отриманих цифрових даних.
Наукова новизна одержаних результатів.
§ вперше встановлені перелік та кількісні рівні мігруючих з підгузників шкідливих речовин; показано, що основний вклад у міграцію серед визначених у модельному середовищі речовин вносять низькомолекулярні фракції суперабсорбенту - поліакрилату натрію (ПАNa);
· встановлено здатність водних витяжок з підгузників викликати інтенсивну запальну реакцію при дії на пошкоджену поверхню шкіри та проявляти шкірну резорбтивну токсичність з ураженням функцій нирок та печінки;
· доведено, що водні витяжки з підгузників викликають сенсибілізацію організму піддослідних тварин, яка обумовлена дією ПАNa і проявляється формуванням імунопатологічної реакції за цитотоксичним, імунокомплексним типом та феноменом Артюса;
· виявлено кількісні закономірності розвитку умовно-патогенної мікрофлори шкіри дітей під впливом підгузників. Показано, що перебування дитини в одному і тому ж підгузнику веде до росту умовно-патогенної мікрофлори на поверхні шкіри у зоні контакту з виробом і через 5 годин кількість КУО S. epidermidis та Escherichia досягають відповідно 77 % та 73 % значень інфікуючих рівнів;
· встановлено термін безпечного безперервного перебування дитини в одному і тому ж підгузнику, при якому дія хімічних та мікробіологічних чинників з боку виробів на організм дітей буде мінімальною;
· удосконалено методичний підхід до гігієнічної оцінки підгузників шляхом розробки гігієнічних критеріїв безпеки виробів для здоров’я дітей та методичної схеми санітарно-епідеміологічної експертизи виробів
Практичне значення одержаних результатів. Результати дослідження дозволили науково обґрунтувати гігієнічні критерії безпеки використання підгузників, що знайшло своє відображення у підготовлених за нашою участю “Державних санітарних правилах та нормах безпеки засобів особистої гігієни для здоров’я дітей та дорослих”.
Розроблено пропозиції по вдосконаленню рецептури та технології виготовлення підгузників, рекомендації для батьків та лікарів по використанню цих виробів з метою максимального зменшення їх шкідливого впливу на організм дітей.
Результати роботи впроваджено у навчальний процес на кафедрах гігієни і профілактичної токсикології з курсом гігієни ФПДО, а також клінічної імунології та алергології ЛНМУ ім. Данила Галицького.
Особистий внесок здобувача. Автором самостійно проведені аналіз літературних джерел, експериментальні дослідження, розробка методу кількісного визначення ПАNa, статистична обробка й інтерпретація результатів. Гістологічні дослідження виконані за консультативної допомоги к. мед. н. Бісяріна Ю. В., імунологічні - к. мед. н. Потьомкіної Г. О.
Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи представлені та обговорені на I з’їзді токсикологів України (Київ, 2001 р.), науково-практичній конференції “Сучасні проблеми гігієни та медичної екології” (Київ, 2001 р.), під час роботи IX Конгресу СФУЛТ (Луганськ, 2002 р.), на конференціях: “Актуальні питання гігієни та екологічної безпеки України” (Київ, 2003 р.), “Наукові обгрунтування безпеки для здоров’я населення сучасних полімерних матеріалів і препаратів побутової хімії” (Київ, 2003 р.), “Сучасні проблеми гігієни та медичної екології” (Київ, 2003 р.), на VII з’їзді Всеукраїнського лікарського товариства (Тернопіль, 2003 р.), на ІІ з’їзді токсикологів України (Київ, 2004 р.), на VIIІ з’їзді ВУЛТ (Івано-Франківськ, 2005 р.).
Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 17 робіт, з них у фахових виданнях за переліком ВАК України - 6, в інших виданнях (журналах, матеріалах і тезах конференцій) – 11.
Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, огляду літератури, розділу, в якому висвітлено матеріали та методи досліджень, 7 розділів власних досліджень, аналізу й узагальнення результатів, висновків, списку використаних джерел літератури, що містить 206 найменувань (вітчизняних та іноземних авторів), чотирьох додатків. Робота викладена на 149 сторінках основного тексту комп’ютерного набору, ілюстрована 9 рисунками і 30 таблицями.
Основний зміст роботи
Матеріали та методи досліджень. Вирішення поставлених завдань здійснювали шляхом проведення санітарно-хімічних, токсикологічних та мікробіологічних досліджень. Всього вивчено 19 марок підгузників вітчизняного та імпортного виробництва, визначено 58 показників, проведено 948 вимірювань, розглянуто 170 гістологічних препаратів.
Програма санітарно-хімічних досліджень включала аналіз рецептур і хімічного складу комплектуючих деталей до підгузників, визначення інтегральних показників, концентрацій хімічних речовин, що мігрують з підгузників у модельне середовище. При розробці умов моделювання експерименту враховували характер контакту виробів з поверхнею шкіри, температуру тіла, хімічний склад сечі дітей, добовий діурез (Ю. В. Хмелевский, О. К. Усатенко, 1987), а також водопоглинаючу здатність матеріалів.
Інтегральні показники та концентрації хімічних речовин, що можуть мігрувати з підгузників, визначали за допомогою рекомендованих МОЗ України методів: потенціометрія, газо-рідинна та тонкошарова хроматографія, фотометрія, атомно-абсорбційна спектрофотометрія. Концентрацію водорозчинних фракцій ПАNa визначали турбідіметричним методом згідно методики, яка була розроблена в ході виконання роботи (Т. С. Зазуляк, 2005).
При моделюванні санітарно-хімічного експерименту підгузники поміщали у дистильовану воду з pH 6,5-7,5. Насиченіть матеріалом підбирали в залежності від величини водопоглинаючої здатності зразків. Температурний режим – від 35 оС до 37 оС; тривалість експозиції - 24 години. Розроблена в ході виконання роботи формула розрахунку концентрацій речовин, враховуючи вибрану насиченість, дозволяє стандартизувати отримані результати
Як критерії санітарно-хімічної оцінки, з огляду на відсутність спеціальних, використали гігієнічні нормативи, розроблені для контролю полімерних виробів, що контактують з харчовими продуктами (ДКМ), при відсутності останніх - ГДКв.
Токсикологічні дослідження проводили з урахуванням вимог МУ № 2102-79 “Оценка воздействия вредных химических соединений на кожные покровы и обоснование ПДУ загрязнений кожи”; МУ № 2377-81 “Методические указания по изучению кожно-резорбтивного действия химических соединений при гигиеническом регламентировании их содержания в воде”. Вплив на непошкоджену поверхню шкіри встановлювали на морських свинках методом багаторазових епікутанних аплікацій зразків медичної марлі, зволожених водними витяжками з підгузників та суперабсорбентів; на пошкоджену - шляхом підшкірного введення витяжок морським свинкам через попередньо вистрижену ділянку шкіри; на слизові оболонки - шляхом інокуляції витяжок у коньюнктивальний мішок ока кролика. Загальнотоксичну дію суперабсорбентів вивчали у тварин, які були задіяні в експерименті по дослідженні дії на непошкоджену поверхню шкіри та у підгострому токсикологічному досліді на білих щурах, яким внутрішньошлунково вводили водні витяжки зі зразків. При цьому визначали ряд кількісних показників: ACT, AЛT, креатиніну, загального білка, сечовини у сироватці крові (фотометричний метод, В. В. Меншиков и соавт., 1987); вміст лейкоцитів (підрахунок під мікроскопом у камері Горяєва); лейкоцитарну формулу цільної крові (мікроскопія сухих фіксованих та пофарбованих мазків крові з наступним диференціюванням клітин). Морфологічні зміни внутрішніх органів по закінченні підгострого досліду визначали гістологічно (забарвлення гематоксилін-еозином).
Алергенну дію підгузників вивчали на морських свинках у відповідності з “Методическими указания к постановке исследований по гигиеническому нормированию аллергенов в воздухе рабочей зоны” № 2121-80. Сенсибілізацію проводили методом багаторазових епікутанних аплікацій. Ступінь сенсибілізації встановлювали через постановку внутрішньошкірних проб шляхом візуального огляду поверхні шкіри на місці введення проби, а також за допомогою лабораторних алерготестів та гістологічних досліджень біоптатів шкіри тварин, забір яких проводився на місці накладання аплікацій після закінчення досліду.
При проведенні мікробіологічних досліджень встановлено рівень мікробного обсіменіння підгузників до використання та вплив виробів на розвиток умовно-патогенної мікрофлори поверхні шкіри дітей. У першому випадку визначено загальне число життєздатних аеробних мікроорганізмів (бактерій та грибів), число ентеробактерій та деяких інших грамнегативних бактерій, Pseudomonas aeruginosa, S. aureus (згідно вимог ДФУ до нестерильних лікарських засобів).
Дослідження розвитку умовно-патогенної мікрофлори на поверхні шкіри ягодиць здорових дітей при використанні підгузників проводили методом змивів з площі шкіри у 50 см2. Проби відбирали у динаміці (протягом 5 годин безперервного перебування дитини у підгузнику) за допомогою ватного тампона, змоченого фізіологічним розчином.
При обґрунтуванні безпечного терміну перебування дітей в одному і тому ж підгузнику до уваги брали провідні передумови шкідливого впливу: наявність неадсорбованих підгузником рідких виділень дитини, а також активний розвиток умовно-патогенної мікрофлори поверхні шкіри дітей у просторі під підгузником. Час, протягом якого підгузник залишається сухим, встановлювали шляхом співставлення водоутримуючої здатності підгузників зі значеннями фізіологічних норм добового діурезу дітей.
Отримані цифрові дані статистично обробляли з урахуванням поправок на t-значення розподілу Стьюдента (довірчий інтервал 95 %). Математичні обчислення здійснювали за допомогою комп’ютерних електронних таблиць версії Microsoft Excel 2000.
Результати досліджень та їх обговорення
Аналіз рецептури підгузників показав, що вагова частка синтетичних полімерних матеріалів у складі виробів становить, у середньому, 74 %. Це поліетиленові (ПЕ) та поліпропіленові (ПП) плівки, клеї (поліолефінові, полівініл-октадецилкарбаматні, поліізопренові, поліакрилові), гумки поліізопренові, гранули абсорбентів, виготовлених на основі ПАNa (рис. 1).
Рис. 1. Відсоткове співвідношення синтетичних та натуральних матеріалів
у складі підгузників
Полімерні комплектуючі деталі до підгузників можуть бути джерелом міграції ряду хімічних речовин, що використовуються у технологічному процесі їх виготовлення, а саме - розчинників та промивних агентів, залишків металовмісних каталізаторів, стабілізаторів, продуктів термічної деструкції та побічного синтезу тощо (M. Barabas at аl., 1978; В. О. Шефтель, С. Е. Катаєва, 1978; В. Е. Ковшило, 1980; К. И. Станкевич и соавт., 1984).
Особливу увагу було приділено дослідженню суперабсорбентів, так як токсиколого-гігієнічна характеристика ПАNa у вітчизняних та іноземних джерелах висвітлена в недостатньому обсязі. Дані, що існують, вказують на його високу біологічну активність. За фізико-хімічними властивостями ПАNa є високоструктурованим водорозчинним полімером, який може містити до 2 % незшитих низькомолекулярних фракцій, здатних проявляти властивості ПАР, що говорить про особливу гігієнічну небезпеку суперабсорбентів (Г. Моравец, 1967; Е. А. Бектуров, З. Х. Бакауова, 1981; D. Attwood, A. Florence, 1983).
У результаті санітарно-хімічних досліджень встановлено, що водні витяжки з підгузників володіють опалесценцією, піноутворюючою здатністю (до 0,93 см при допустимому значенні 0,1 см), високими значеннями окисності (до 56,1 мгО/дм3) та кількості речовин, здатних приєднувати бром до (6,0 мгBr/дм3). Витяжкам із суперабсорбентів притаманна більш значна опалесценція та піноутворююча здатність, яка досягає значення 2,4 см. Висока піноутворююча здатність водних витяжок, ймовірно, пов’язана саме з частковим розчиненням суперабсорбентів, виготовлених на основі ПАNa. Величина pH усіх досліджених витяжок, стійкість поліграфічного надруку на поверхні підгузників, запах виробів знаходились у межах допустимих значень.
Кількісні санітарно-хімічні дослідження водних витяжок з підгузників показали міграцію з виробів 13 хімічних речовин (рис. 2).
Рис. 2 Хімічні речовини, які виявлено у водних витяжках з підгузників
Формальдегід та цинк містили відповідно 42,1 % та 63,2 %, ПАNа – 100 % водних витяжок. Решта речовин зустрічаються від 5 % до 27 % проб. Концентрації ПАNa перевищували допустимий рівень до 65 разів; формальдегіду - до 2,7 разів, цинку – до 1,4 разів (табл. 1).
Концентрації ацетону, гексану гептану, ізопропанолу, акрилової кислоти, оцтового альдегіду, фенолу, ізопрену, міді та хрому не перевищують гігієнічних нормативів. Не підтверджено міграцію бензолу, бутанолу, ізобутанолу, етилацетату, ксилолу, метанолу, пропанолу, толуолу, циклогексану, ефірів акрилової кислоти, хлору активного, олова, ртуті, свинцю, кадмію та миш’яку. Високі значення концентрацій ПАNa отримано і у водних витяжках з суперабсорбентів. Найбільшою здатністю до розчинення володіють гранули суперабсорбенту SA60SX (Японія) - 690,2 мг/дм3 ПАNa, нижчою - суперабсорбентів FAVOR SXM3950 та FAVOR XM9145 (Німеччина), відповідно 525,6 та 442,5 мг/дм3 ПАNa, що корелює з даними, отриманими при дослідженні витяжок з підгузників, і говорить про низький ступінь зшивки молекул полімеру.
Таблиця 1
Концентрації шкідливих речовин, виявлених у водних витяжках з підгузників
Назви речовин | ДКМ чи ГДКв, мг/дм3 | Визначені концентрації, мг/дм3
Розчинники та промивні агенти
Ацетон | 0,100 | До 0,074±0,006
Гексан | 0,100 | До 0,052±0,006
Гептан | 0,100 | До 0,063±0,009
Ізопропанол | 0,100 | До 0,051±0,006
Продукти проходження побічних хімічних реакцій
Акрилова кислота | 0,500 | До 0,120±0,005
Ізопрен | 0,005 | До 0,005±0,0009
Оцтовий альдегід | 0,200 | До 0,030±0,005
Поліакрилат натрію | 15,00 | До 970,00±20,60
Фенол | 0,050 | До 0,020±0,002
Формальдегід | 0,100 | До 0,270±0,020
Токсичні елементи
Мідь | 1,000 | До 0,034±0,003
Хром (загальний) | 0,100 | До 0,014±0,001
Цинк | 1,000 | До 1,38±0,170
Дослідження дії водних витяжок з підгузників та суперабсорбентів на поверхню непошкодженої шкіри морських свинок показали незначний ступінь впливу, що проявлявся сухістю та лущінням епідермального покриву на місці накладання аплікацій. Витяжки з суперабсорбентів додатково викликала висипку.
Підшкірне введення водних витяжок у всіх тварин призвело до значної запальної реакції у вигляді еритеми, а згодом набряку та некротизованої ділянки на місці ін’єкції. Інтенсивність реакції шкіри на витяжку з суперабсорбентів була вищою і характеризувалась більшими розмірами некротизованих ділянок, які досягали 1,3 см. Інокуляція водних витяжок з підгузників та з суперабсорбентів у кон’юнктивальний мішок очей кроликів не викликала змін слизових оболонок.
Загальнотоксичний ефект підгузників та суперабсорбентів при нашкірних аплікаціях морським свинкам проявлявся змінами ферментативної функції печінки, видільної функції нирок та лейкоцитозом у крові, про що свідчив достовірний ріст значень AЛT та AСT сироватки крові та лейкоцитів цільної крові (рис. 3).
Дослідження дії витяжок з суперабсорбентів показали достовірний ріст значень AЛT, AСT, а у випадку дослідження витяжок з суперабсорбенту SA60SX (Японія) – креатиніну.
Примітка: * р < 0,05 у порівнянні з контролем
Рис. 3. Порівняльна оцінка біохімічних та гематологічних показників стану організму морських свинок при перкутанній дії витяжок з підгузників та з суперабсорбентів
Токсичний вплив водних витяжок з підгузників та з суперабсорбентів при перкутанній дії можна пояснити присутністю в усіх пробах молекул ПАNa у значних кількостях, причому найінтенсивніший ріст показників відбувався при дослідженні витяжок з більшою концентрацією речовини.
Враховуючи довготривалу дію підгузників на організм дітей у результаті щоденного застосування виробів на протязі 1-2 років, було проведено підгострий експеримент шляхом пероральне введення білим щурам водних витяжок з трьох видів суперабсорбентів. При цьому встановлено достовірне збільшення значень AЛT та AСT, лейкоцитів, а в результаті дії витяжок з найбільшою концентрацією ПАNa (690 мг/дм3) достовірно змінились значення AЛT, AСT, кількість лейкоцитів, сечовини та креатиніну, що вказує на вплив водних витяжок з суперабсорбентів на функціональний стан печінки та нирок (рис. 4).
Гістологічними дослідженнями після закінчення експерименту з пероральним введенням водних витяжок з суперабсорбентів виявлено значні патологічні зміни морфологічної будови печінки та нирок. Це підтверджує провідний вклад у здійснення токсичного впливу підгузників саме ПАNa. Порушення роботи печінки та нирок – органів, які виконують видільну функцію в організмі, ймовірно, пов’язані зі складністю процесу біодеструкції та елімінації великих молекул полімеру.
Примітка: * р < 0,05 у порівнянні з контролем
Рис. 4. Порівняльна оцінка біохімічних та гематологічних показників стану організму білих щурів при внутрішньошлунковому введенні витяжок з суперабсорбентів
Дослідження сенсибілізуючої дії підгузників та суперабсорбентів шляхом постановки шкірних проб на морських свинках показали, що реакція шкіри на введення витяжок у дослідних групах тварин мала більш інтенсивний характер у порівнянні з контролем і проявлялась гіперемією та інфільтратом. Витяжка з суперабсорбенту з найвищим вмістом водорозчинних фракцій (SA60SX, Японія), крім проявів запальної реакції, викликала появу некротизованої ділянки діаметром 0,8 см.
Загальний аналіз крові тварин показав достовірне збільшення абсолютної кількості лейкоцитів у групах тварин, які були сенсибілізовані витяжками з найвищим вмістом ПАNa (рис. 5). Крім того у більшості дослідних груп вірогідно зросла абсолютна кількість еозинофілів та базофілів. Збільшення абсолютного числа сегментоядерних нейтрофілів у результаті дії витяжок з найвищою концентрацією ПANa може бути пов’язане з розвитком інтенсивного некротичного ушкодження шкіри. У цих групах тварин вірогідно збільшилась і кількість лімфоцитів, що корелює із зростанням рівня lgG та ЦІК (рис. 6).
За показниками РСЛЛ у групах тварин, сенсибілізованих витяжками з суперабсорбентів, виявили найвищий ступінь сенсибілізації (до 19,3 %), цитотоксичний механізм формування якого підтвердився ростом концентрації IgG. Зменшення рівня ІgM говорить про посилення імунопатологічної реакції за схемою антитілозалежної клітинної токсичності (АТЗКТЦ). Ушкоджуюча інтенсивність цієї реакції є більш вираженою у групі тварин, на якій досліджували вплив суперабсорбенту з найвищим рівнем міграції низькомолекулярних фракцій ПАNа.
Примітка: * р < 0,05 у порівнянні з контролем
Рис. 5. Порівняльна оцінка зміни показників загального аналізу крові морських свинок після постановки внутрішньошкірних проб
Примітка: * р < 0,05 у порівнянні з контролем
П1 - підгузник “Чемпіон”, 453 мг/дм3 ПАNa
П9 - підгузник “Раmpers”, 322 мг/дм3 ПАNa
П12 - підгузник “Huggies”, 311 мг/дм3 ПАNa | С1 – суперабс. FAVOR 3950, 526 мг/дм3 ПАNa
С3 – суперабс. SA60, 690 мг/дм3 ПАNa
Рис. 6. Зміни показників стану гуморального імунітету морських свинок
після проведення внутрішньошкірних проб
Підвищення рівня сироваткового IgA ймовірно пов’язано з формуванням компенсаторних механізмів через зниження синтезу секреторного IgA (sIgA), що і стало причиною розвитку шкірного запального процесу. Рівень ЦІК вірогідно збільшився у крові тварин, які складали всі дослідні групи, що вказує не тільки на місцевий, а й на системний вплив алергенів підгузників та суперабсорбентів. Крім того має місце формуванням феномену Артюса через багатошарові проникнення алергену в шкіру. ЦІК, які утворюються у великих кількостях, осідають на ендотелій судин шкіри з наступним розвитком ішемії та некрозу тканин.
Морфологічні дослідження шкіри тварин усіх дослідних груп на місці накладання аплікацій показали наявність еозинофілів у поверхневому шарі дерми, що є підтвердженням здатності водних витяжок з підгузників та суперабсорбентів викликати алергенні зміни в організмі тварин.
Дослідження рівнів контамінації мікроорганізмами підгузників до їх використання показали в усіх випадках відсутність Enterobacteriaceae, Pseudomonas aeruginosa, S. aureus. В той же час спостерігалась залежність між герметичністю упаковки, термінами зберігання та загальним числом життєздатних анаеробних мікроорганізмів, кількість яких перевищувала норму при зберіганні у негерметичній упаковці до 20 %.
За показники норми, враховуючи перелік основних представників мікробної флори поверхні шкіри здорових дітей, було прийнято рівні умовно-патогенних бактерій Escherichia та Proteus (сумарно), а також S. epidermidis відповідно 1x103 КУО та 1x102 КУО на 50 см2 поверхні шкіри, що за даними И. И. Ролкер, С. М. Вуль, 1981; У. К. Нобл, 1986; С. Ю. Усачева и соавт., 1988, не становлять небезпеки.
Встановлено, що 5-годинне перебування дітей в одному і тому ж підгузнику не призводить до розвитку таких патогенних мікроорганізмів, як Pseudomonas aeruginosa, S. aureus, Salmonella. Спектр виявлених на шкірі умовно-патогенних мікроорганізмів був представлений ентеробактеріями роду Escherichia (в основному E. Coli), а також S. epidermidis (рис. 7).
Рис. 7. Зміни у часі кількості мікроорганізмів на шкірі здорових
новонароджених дітей, які перебувають у підгузнику
На протязі всього часу перебування дітей у підгузнику відбувався досить інтенсивний ріст умовно-патогенних мікроорганізмів. Через 5 годин після початку спостережень кількість КУО S. epidermidis та Escherichia досягли відповідно 77 % та 73 % значень інфікуючих рівнів, що говорить про потенційний ризик розвитку у дітей інфекційного ураження шкіри.
На основі узагальнення результатів проведених у даній роботі досліджень було розроблено методичну схему санітарно-епідеміологічної експертизи підгузників та гігієнічні критерії безпеки цих виробів (рис. 8).
Рис. 8. Основні етапи санітарно-епідеміологічної експертизи підгузників
Безпека підгузників для здоров’я дітей забезпечується шляхом санітарно-епідеміологічного нагляду на етапі впровадження у виробництво, у процесі виробництва та реалізації продукції. Проводиться контроль на відповідність санітарно-хімічним, токсикологічним та мікробіологічним критеріям безпеки.
Санітарно-хімічними критеріями безпеки підгузників є відповідність значень інтегральних показників та рівнів міграції хімічних речовин з підгузників гігієнічним вимогам. Гігієнічними нормативами, з огляду на відсутність спеціальних, є відповідні значення ДКМ чи ГДКв.
Токсикологічними критеріями безпеки підгузників є відсутність місцевоподразнювального ефекту на непошкоджену та пошкоджену поверхні шкіри та сенсибілізуючої дії виробів. Рекомендований перелік показників, які визначають ступінь токсичного впливу виробів на організм дослідних тварин, включає біохімічні і гематологічні тести ( активність АСТ, АЛТ, рівень сечовини, загального білка, кількості лейкоцитів, а також імунологічні показники - РСАЛ, РССЛ, рівні імуноглобулінів та ЦІК).
Мікробіологічними критеріями безпеки підгузників є відповідність рівнів мікробного обсіменіння виробів до використання допустимим величинам. Як гігієнічні нормативи використовуються величини допустимих норм мікробного обсіменіння нестерильних лікарських засобів (пластирі, бинти тощо), що наведені у Державній Фармакопеї України.
Додатковими запобіжними заходами для відвернення шкідливого впливу виробів на організм дітей є дотримання рекомендацій щодо безпечного безперервного терміну їх перебування у одному і тому ж підгузнику (не більше 3,5 годин); недопустимість використання підгузників при наявності патологічних змін шкіри у дітей; обмеження у застосуванні виробів при догляді за дітьми, які схильні до алергічних реакцій.
Висновки
1. У роботі на основі узагальнення результатів проведених санітарно-хімічних, токсикологічних та мікробіологічних досліджень розроблені та науково обґрунтовані гігієнічні критерії безпеки одного із найпоширеніших засобів догляду за дітьми – підгузників.
2. Підгузники є джерелом міграції комплексу хімічних речовин, серед яких підтверджено міграцію 13 сполук. Пріоритетними забруднювачами є поліакрилат натрію та формальдегід, концентрації яких перевищують допустимі рівні відповідно у 65 та 2,7 разів.
3. Водні витяжки з підгузників при дії на пошкоджену шкіру морських свинок викликають інтенсивну запальну реакцію та володіють шкірно-резорбтивною токсичністю за рахунок впливу низькомолекулярних фракцій суперабсорбенту. Загальнотоксичний ефект при цьому проявляється достовірним збільшенням значень аланінамінотрансферази та кількості лейкоцитів. Водні витяжки з суперабсорбентів при пероральному введенні білим щурам володіють більш вираженим загальнотоксичним ефектом і вражають видільну систему та печінку, про що говорить значне збільшення активності аланінамінотрансферази, аспартатамінотрансферази, кількості лейкоцитів, у меншій мірі – сечовини, креатиніну, а також патологічні зміни у морфологічній будові нирок та печінки дослідних тварин.
4. Підгузники можуть спричиняти сенсибілізацію організму, викликану дією молекул поліакрилату натрію, яка проявляється формуванням імунопатологічної реакції за цитотоксичним, імунокомплексним типом та феноменом Артюса.
5. Рівень мікробного обсіменіння підгузників до використання залежить від стерильності умов виробництва та герметичності упаковки. Безперервне перебування дітей у одному і тому ж підгузнику веде до росту умовно-патогенної мікрофлори на поверхні шкіри у зоні контакту з підгузником і через 5 годин кількість КУО S. epidermidis та Escherichia досягають відповідно 77 % та 73 % значень інфікуючих рівнів.
6. Санітарно-хімічними критеріями безпеки підгузників є відповідність значень інтегральних показників та рівнів міграції хімічних речовин з підгузників у водні витяжки гігієнічним нормативам. При цьому повна програма досліджень включає контроль за наявністю опалесценції, величиною pH, піноутворюючою здатністю, вмістом ненасичених хімічних сполук, окисністю водних витяжок з підгузників, стійкістю поліграфічного надруку до дії води, поту і механічного тертя, запаху виробів, рівнями міграції формальдегіду, оцтового альдегіду, фенолу, акрилової кислоти, ефірів акрилової кислоти, поліакрилату натрію, ізопрену, метанолу, ацетону, ізопропанолу, пропанолу, бутанолу, етилацетату, гексану, гептану, бензолу, ксилолу, толуолу, залишкового активного хлору, міді, цинку, кадмію, свинцю, ртуті, миш’яку, хрому. Скорочена програма санітарно-хімічних досліджень підгузників включає визначення стійкості поліграфічного надруку до дії води, поту і механічного тертя, запаху виробів, а також рівнів міграції формальдегіду та поліакрилату натрію.
7. Токсикологічними критеріями безпеки використання підгузників є відсутність місцевоподразнювального ефекту як на непошкоджену так і на пошкоджену шкіру та сенсибілізуючої дії виробів. Кількісну оцінку ступеня токсичного впливу необхідно проводити з використанням тестів, які характеризують функції печінки та нирок.
8. Мікробіологічними критеріями безпеки підгузників є відповідність рівнів мікробного обсіменіння виробів до використання вимогам, які висуваються до нестерильних лікарських засобів. Контроль проводиться за наступними показниками: загальним числом життєздатних аеробних мікроорганізмів (бактерій та грибів), ентеробактерій та деяких інших грамнегативних бактерій, Pseudomonas aeruginosa, S. aureus.
9. Контроль за гігієнічними критеріями безпеки підгузників для здоров’я дітей повинен забезпечуватися на законодавчому рівні шляхом експертизи готових виробів та поточним санітарно-епідеміологічним наглядом на етапі впровадження у виробництво, під час виробництва, імпортування, транспортування, зберігання, реалізації та правильності марковання упаковок з продукцією.
10. Розроблені та науково-обгрунтовані практичні рекомендації для фірм-виробників, що стосуються вимог безпеки до сировини для виробництва підгузників, процесу виготовлення, пакування та зберігання виробів; інформаційний листок для лікарів-педіатрів та батьків з вказівками безпечних термінів перебування дітей у одному і тому ж підгузнику та протипоказів щодо застосування; а також схема санітарно-епідеміологічної експертизи підгузників, яка відображена у проекті нормативно-правового документу “Державні санітарні правила і норми безпеки засобів особистої гігієни для здоров’я дітей та дорослих”.
Список праць, опублікованих за темою дисертації
у наукових періодичних фахових виданнях за переліком ВАК України та зарубіжних часописах
1. Кузьмінов Б. П., Галушка О. І., Зазуляк Т. С., Паздерська І. Б., Нєктєгаєв І. О. До питання гігієнічної оцінки одноразових засобів особистої гігієни // Довкілля та здоров’я. – 2002. - № 3. – С. 60-62. (Дисертантом проведено аналіз літературних джерел та нормативної документації, намічено основні напрямки досліджень з метою удосконалення гігієнічної експертизи підгузників).
2. Зазуляк Т. С. Токсиколого-гігієнічна оцінка одноразових дитячих підгузників // Медичні перспективи. – 2002. – Т. 7, № 2. – С. 121-124.
3. Зазуляк Т. С. Суперабсорбент поліакрилат натрію – джерело міграції низькомолекулярних фракцій // Довкілля та здоров’я. – 2003. - № 4. – С. 37-38.
4. Кузьмінов Б. П., Галушка О. І., Зазуляк Т. С., Потьомкіна Г. О., Паздерська І. Б., Грушка О. І., Жук С. Ш. Дослідження алергенної дії полімерних підгузників // Практична медицина. – 2004. - № 1. – С. 116-123. (Дисертантом проведено аналіз наукової літератури, сплановано та проведено експериментальні імунологічні дослідження).
5. Кузьмінов Б. П., Полька Н. С., Галушка О. І. Зазуляк Т. С., Свідер В. С. Результати розробки “Державних санітарних правил і норм безпеки засобів особистої гігієни для здоров’я дітей та дорослих” // Гігієна населених місць. – Київ. - 2004. – Вип. 43. - С. 525-530. (Дисертантом проведено узагальнення матеріалу та запропоновано схему санітарно-хімічних досліджень підгузників).
6. Зазуляк Т. С. Методика определения содержания полиакрилата натрия в водных вытяжках // Гигиена и санитария. – 2005. - № 1. – С. 69-70.
у інших наукових виданнях
7. Кузьмінов Б. П., Галушка О. І., Зазуляк Т. С., Паздерська І. Б., Нєктєгаєв І. О. Токсикологічна оцінка одноразових гігієнічних виробів // Гігієнічні проблеми сучасного суспільства. – Львів. - 2001. - С. 44-46. (Дисертантом проведено аналіз наукової літератури щодо токсичності речовин, сплановано та проведено експериментальні токсикологічні дослідження, інтерпретацію отриманих даних).
8. Зазуляк Т .С., Кузьмінов Б. П., Галушка О. І., Шамлян О. В. Паздерська І. Б., Нєктєгаєв І. О. Особливості гігієнічної експертизи одноразових підгузників типу “Pampers” // Актуальні проблеми профілактичної медицини. – Львів. - 2002. - С. 80-82. (Дисертантом зазначено напрямки удосконалення існуючої нормативної бази по гігієнічній експертизі підгузників).
9. Кузьминов Б. П., Галушка О. І., Зазуляк Т. С., Паздерская І. Б., Нектегаев І. О. Оценка общетоксического и специфического эффектов детских одноразовых подгузников // Здоровье и окружающая среда. – Барановичи. - 2002. – Т. 1. - С. 278-279. (Дисертантом сплановано та проведено експериментальні токсикологічні дослідження, інтерпритацію результатів).
10. Кузьмінов Б. П., Полька Н. С., Галушка О. І., Зазуляк Т. С., Паздерська І. Б., Нєктєгаєв І. О., Веремієнко О. Ю. Методичний підхід до оцінки одноразових засобів особистої гігієни // Актуальні питання гігієни та екологічної безпеки України. – К. - 2003. - С. 71-72. (Дисертантом сплановано схему гігієнічної експертизи засобів особистої гігієни в тому числі підгузників).
11. Кузьмінов Б. П., Галушка О. І., Зазуляк Т. С., Шамлян О. В. Вивчення міграції хімічних речовин з полімерних підгузників // Актуальні проблеми профілактичної медицини. – Дрогобич. - 2004. - С. 26-33. (Дисертантом проведено санітарно-хімічні дослідження, наведено практичні рекомендації щодо гігієнічної безпеки сировини для виробництва підгузників).
12. Кузьмінов Б. П., Зазуляк Т. С., Паздерська І. Б., Нєктєгаєв І. О. До питання гігієнічної оцінки дитячих підгузників типу “Памперс” // Тези доповідей І з’їзду токсикологів України. - К. - 2001. - С. 39. (Дисертантом проведено санітарно-хімічні та токсикологічні дослідження, інтерпретацію результатів).
13. Кузьмінов Б. П., Галушка О. І., Зазуляк Т. С., Паздерська І. Б., Нєктєгаєв І. О. Гігієнічні проблеми оцінки одноразових засобів особистої гігієни // Тези доповідей ІX Конгресу СФУЛТ. - К. - 2002. - С. 494. (Дисертантом проведено узагальнення матеріалу та висвітлено гігієнічні проблеми оцінки одноразових засобів особистої гігієни в тому числі підгузників).
14. Кузьмінов Б. П., Галушка О. І., Зазуляк Т. С., Паздерська І. Б., Нєктєгаєв І. О. Біоетичні аспекти використання дитячих одноразових підгузників // Тези доповідей міжнародної науково-практичної конференції “Формування особистості студентів, як майбутніх фахівців лікарської справи, працівників охорони здоров’я та інших соціально-орієнтованих установ у контексті біоетики”. – Львів. - 2003. - С. 100-101. (Дисертантом узагальнено матеріал та наведено наукові рекомендації щодо біоетичних аспектів використання підгузників).
15. Зазуляк Т. С. Одноразові полімерні підгузники як джерело міграції шкідливих речовин // Українські медичні вісті (Тези доповідей VII з’їзду Всеукраїнського лікарського товариства). - Том 5, ч. 1. – Тернопіль. - 2003. - С. 227.
16. Кузьмінов Б. П., Бісярін Ю. В., Галушка О. І., Зазуляк Т. С. Експериментальне вивчення токсикологічних властивостей суперабсорбенту поліакрилату натрію // Тези доповідей ІI з’їзду токсикологів України. - К. - 2004 р. - С. 68. (Дисертантом сплановано токсикологічний експеримент, проведено інтерпритацію отриманих результатів).
17. Кузьмінов Б. П., Галушка О. І., Зазуляк Т. С., Брейдак Ю. С. Підсумки експериментальних досліджень сучасних полімервмісних матеріалів лабораторією промислової токсикології ЛНМУ // Тези доп. Ювілейного VIII з’їзду ВУЛТ. – К. - 2005. - С. 391. (Дисертантом проведено узагальнення матеріалу, який стосувався санітарно-епідеміологічної експертизи підгузників).
АНОТАЦІЯ
Зазуляк Т. С. Гігієнічне обгрунтування критеріїв безпеки для здоров’я дітей підгузників, виготовлених на основі полімерних матеріалів. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 14.02.01 – гігієна. – Інститут гігієни та медичної екології ім. О. М. Марзеєва АМН України, Київ, 2007.
В роботі на основі санітарно-хімічних, токсикологічних, імунологічних та мікробіологічних методів досліджень розроблено і науково обґрунтовано гігієнічні критерії безпеки для здоров’я дітей підгузників, виготовлених на основі полімерних матеріалів та запропоновано методичну схему санітарно-епідеміологічної експертизи цих виробів.
Встановлено, що підгузники можуть бути джерелом міграції комплексу хімічних речовин; володіти місцево-подразнювальним, шкірно-резорбтивним та сенсибілізуючим впливом на організм, який зумовлений дією низькомолекулярних фракцій поліакрилату натрію; призводити до інфекційного ураження шкіри.
Санітарно-хімічними критеріями безпеки підгузників є відповідність значень інтегральних показників та рівнів міграції хімічних речовин з підгузників ДКМ чи ГДКв. Токсикологічними критеріями безпеки використання підгузників є відсутність місцевоподразнювального ефекту як на непошкоджену так і на пошкоджену шкіру та
