« Quand
le spray d'imprégnation atteint vos poumons »,
source BfR
03/2020 du 21 janvier 2020.
Conclusion
du workshop « NANOaers »:
Une équipe internationale de scientifiques a été impliquée dans
ce projet de recherche, étudiant la réaction des cellules des voies
respiratoires aux minuscules particules en suspension dans l'air.
Que
se passe-t-il si du spray d'imprégnation contenant de minuscules
particules (nanoparticules) pénètrent dans vos poumons?
Est-ce
que cela déclenche une inflammation dans vos poumons ou endommage
même votre tissu pulmonaire?
Ce
sont des questions clés qui ont été traitées au cours des trois
dernières années par des experts d'Allemagne, d'autres pays
européens et des États-Unis dans le cadre du projet de recherche
international « NANOaers », dirigé par l'Institut
fédéral allemand pour l'évaluation des risques (BfR).
Les
résultats des analyses sur les aérosols libérés par les
pulvérisations d'imprégnation ont été présentés lors de la
clôture du wokshop sur le projet, qui s'est tenu les 21 et 22
janvier 2020.
Un
gaz transporte des particules (solides ou liquides) en suspension
dans un aérosol. Les expériences impliquant des nanoparticules
d'oxyde d'argent ou de cérium ont montré que ce ne sont pas
seulement les propriétés des particules, telles que leur taille,
qui influencent l'impact sur le tissu pulmonaire. Les solvants et
additifs contenus dans ces sprays modifient également la façon dont
les aérosols réagissent avec les cellules pulmonaires. Les additifs
sont des substances qui stabilisent les solutions et augmentent les
propriétés anti-salissures des sprays d'imprégnation.
Les
produits nanospray sont constitués de mélanges particules-liquides,
qui sont convertis en aérosols lorsqu'ils sont pulvérisés.
Composés de minuscules gouttelettes de particules de liquide en
suspension dans l'air, ces produits peuvent pénétrer profondément
dans les poumons lors de l'inhalation.
La
partie centrale du projet de recherche NANOaers consistait à étudier
les interactions entre les divers éléments contenus dans les
nanosprays, tels que les solvants et les additifs, et les
nanoparticules qui y sont contenues, ainsi que les conséquences
biologiques qui en résultent. Une méthode a également été mise
au point afin de décrire, de manière aussi réaliste que possible,
l'impact des aérosols pulvérisés à partir de bombes aérosol sur
les voies respiratoires et les cellules.
Au
cours de leurs expériences, les chercheurs ont combiné une chambre
de pulvérisation développée en interne avec d'autres équipements
permettant une analyse physique des aérosols et des analyses de
toxicité avec des cultures cellulaires. Cet arrangement comprenait
des outils de mesure physiques pour examiner les aérosols d'une
part, et une interface air-liquide, un appareil dans lequel les
cellules pulmonaires humaines entrent en contact avec les aérosols,
d'autre part. Des aérosols constitués de la composition souhaitée
de particules, de solvants et d'additifs ont été créés dans la
chambre de pulvérisation. Cela a permis aux scientifiques impliqués
d'analyser l'impact des composants individuels de manière ciblée,
en faisant comme s'ils provenaient d'une bombe aérosol commerciale.
L'aérosol
ainsi généré a ensuite été transféré dans la chambre d'analyse
pour être analysé. La taille et le volume des particules y ont été
mesurés. Une partie du courant d'aérosol s'est formée sur la
culture cellulaire en même temps et a réagi avec les cellules
pulmonaires humaines. Enfin, la mesure dans laquelle les cellules ont
absorbé les particules et les conséquences associées d'une telle
absorption ont été examinées. Ce faisant, les signes
d'inflammation et leur capacité de survie ont été analyseés.
Les
analyses impliquant des nanoparticules d'oxyde d'argent ou de cérium
ont montré que seule une partie des aérosols de la chambre de
pulvérisation s'établissait sur les cellules. La question de la
taille de cette portion dépend de la composition de la solution de
nanospray, c'est-à-dire des solvants respectifs et des additifs
contenus.
Cependant,
la méthode de pulvérisation impliquée joue également un rôle
ici. Un petit nombre de brèves pulvérisations signifiait un taux
d'absorption inférieur par les cellules. De plus, la distance de la
bombe aérosol et la ventilation du système sont également des
facteurs clés ici; dans une application réelle, cela impliquerait
la taille de la pièce ou toute fenêtre ouverte, par exemple. De
plus, les analyses ont montré que les dommages causés aux cellules
par l'aérosol sont également largement déterminés par les
solvants et additifs utilisés. En particulier, les additifs
perfluorosilane étudiés se sont révélés toxiques pour les
cellules.
En
plus du BfR, le projet NANOaers a impliqué le groupe de travail sur
la technologie des processus mécaniques de l'Université technique
de Dresde, l'Institut de mécanique des fluides et de transfert de
chaleur de l'Université de technologie de Graz, le centre
technologique espagnol GAIKER, l'Université de Harvard avec T.H.
Chan School of Public Health à Cambridge, États-Unis, et l'Institut
national roumain de recherche et développement pour les textiles et
le cuir. Avec NANOaers, les six instituts impliqués ont créé un
ensemble d'analyses qui permet une analyse réaliste des risques
potentiels pour la santé des aérosols avec des nanoparticules en
mélange, sans avoir recours à l'expérimentation animale.
Le
financement du projet NANOaers pour les partenaires allemands a été
fourni par le ministère fédéral de l'éducation et de la recherche
(BMBF), dans le cadre du cadre Horizon 2020. Les autres partenaires
européens et internationaux ont été financés via le programme de
recherche ERA-NET SIINN et des soutiens nationaux au projet.
