Toxizität von Tonerstäuben

Status:

abgeschlossen 02/2003

Zielsetzung:

Zur toxikologischen Bewertung von Tonerstäuben wird bislang der Ames-Test eingesetzt. Dieser Test ist zur Beurteilung von Tonern umstritten, da er sich zwar zum Nachweis eines mutagenen Potenzials von löslichen Substanzen aus der Tonerbeschichtung eignet, eine inhalations-toxikologische Bewertung des Partikeleffektes damit jedoch nicht möglich ist. In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM) sollten Untersuchungen zur Toxizität von Tonerpartikeln nach intratrachealer Instillation bei der Ratte mit dem Intratracheal-Screening-Test, IST durchgeführt werden, zur Erfassung des entzündlichen Potenzials von Stäuben, um erstmalig einen Vergleich von Tonerstäuben zu ermöglichen. Eine Bewertung der Effekte sollte dabei im Vergleich zu einem toxikologisch umfassend untersuchten und in Kanzerogenitätsstudien an Ratten und Goldhamstern negativ getesteten Referenztoner erfolgen. Mit dem Verfahren sollte eine gegenüber den bisher verwendeten In-vitro-Methoden bessere Beurteilung des lungentoxischen Gefährdungspotenzials von Tonerstäuben im Rahmen der Vergabe des BG-PRÜFZERT-Zeichens ermöglicht werden.

Aktivitäten/Methoden:

Der Testtoner und der Referenztoner wurden im ITEM gesichtet und in einer durch Ratten inhalierbaren Partikelgröße (Massenmedianwert des aerodynamischen Durchmessers < 5 µm) Ratten intratracheal instilliert. Nach einem Beobachtungszeitraum von sieben Tagen wurde eine bronchoalveoläre Lavage an den Ratten durchgeführt und die gesammelte Lungenspülflüssigkeit mit Hilfe des Differentialzellbilds (Makrophagen, Neutrophile, Lymphozyten) und verschiedener biochemischer Parameter (Lactat-Dehydrogenase, ß-Glucuronidase, Gesamtprotein) charakterisiert. Außerdem sollten die Lungenfeuchtgewichte bestimmt werden. Durch den Vergleich mit dem Referenztoner sollte anschließend das inhalations-toxikologische Potenzial des Testtoners beurteilt werden. Als Parallelversuch zum Intratracheal-Screening-Test (IST) wurde mit den Tonern ein In-vitro-Makrophagen-Test durchgeführt, um einen Vergleich in vivo/in vitro vorzunehmen.

Ergebnisse:

Nach der intratrachealen Instillation sehr hoher Tonerdosen zeigten der Test- und der Referenztoner bei fast allen untersuchten Parametern nahezu identische Effekte einer deutlich von der Negativkontrolle unterscheidbaren Entzündungsreaktion in der Lunge. Geringfügige aber signifikante Unterschiede zwischen dem Referenz- und dem Testtoner wurden im Differenzialzellbild beobachtet. Das Ergebnis der intratrachealen Toner-Instillation ist als Hinweis auf einen wahrscheinlich ähnlichen Partikeleffekt des Referenz- und des Testtoners in der Lunge zu werten. Frühere Ergebnisse mit dem Referenztoner berechtigen zu der Annahme, dass von den Tonern bezüglich des reinen Partikeleffektes bei Einhaltung einer Staubkonzentration von 1,5 mg/m³ A-Fraktion nach derzeitigem Stand der Erkenntnisse keine toxische Wirkung ausgeht. Die realen Staubbelastungen beim Betrieb von Druckern und Kopierern liegen sehr deutlich unterhalb dieses Wertes. Höhere Expositionen gegenüber Tonerstaub können jedoch kurzzeitig beim Wechseln bzw. Nachfüllen von Tonerkartuschen oder bei der Reinigung der Geräte auftreten. Im In-vitro-Makrophagentest mit Rattenzellen verhielten sich der Referenz- und der Testtoner im Vergleich zur Negativkontrolle unauffällig. Makrophagen aus Meerschweinchen zeigten in vitro nach der Belastung mit ungesichtetem Testtoner gegenüber der Mediumkontrolle bzw. den mit Korund behandelten Zellen eine verstärkte Freisetzung von Tumornekrosefaktor-alpha, was als Hinweis auf entzündliche Eigenschaften des Toners in der Lunge zu werten ist. Eine erhöhte Freisetzung von Lactatdehydrogenase bei hohen Tonerdosierungen deutet auf Schäden an der Zellmembran der Makrophagen hin. Legt man als Bezugsgrößen die Messergebnisse für Quarz und Korund zugrunde, so liegt die Wirkungsstärke des Toners jedoch sehr stark auf der Seite des toxikologisch eher unbedenklichen Korunds. Im Ames-Test zeigten in Dimethylsulfoxid lösliche Oberflächenbestandteile der Toner keine mutagene Wirksamkeit. Gegenüber dem Makrophagentest ist die intratracheale Tonerinstillation als erweitertes Verfahren anzusehen, da außer der Staubwirkung auf Alveolarmakrophagen auch mögliche toxische Wirkungen auf andere Zellspezies im Respirationstrakt erfasst werden. Beide Verfahren erlauben als Screening-Tests Aussagen zum entzündlichen Potenzial von Tonern in der Lunge. Die Frage eines möglichen sensibilisierenden Potenzials oder eines möglichen Auftretens chronisch toxischer Effekte (auf Grund von Additiven auf der Partikeloberfläche) kann jedoch mit den angewandten Screening-Methoden nicht geklärt werden. Ergänzend kann mit dem Ames-Test die mutagene Wirksamkeit von in Dimethylsulfoxid löslichen Oberflächenbestandteilen der Tonerpartikeln untersucht werden. Um ein hautsensibilisierendes Potenzial ausschließen zu können, sollten Toner nach der OECD-Richtline 406 bzw. 429 getestet worden sein.

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