Aromatische Amine in der Gummiindustrie -
Hautresorption, Belastung und Beanspruchung

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(gefördert durch die Berufsgenossenschaft der chemischen Industrie; abgeschlossen 2009)
(Ansprechpartner: Dr. med. G. Korinth, Prof. Dr. med. H. Drexler)

Einleitung
Aromatische Amine (AA) werden weltweit als Ausgangsprodukte chemischer Synthesen oder als Zusatzstoffe in der Herstellung von Farbmitteln, Arzneimitteln, Pestiziden, Gummi etc. eingesetzt oder entstehen als Zwischenprodukte. Ein spezielles arbeitsmedizinisches Problem ergibt sich aus der Verwendung von AA in der Gummiindustrie. Den Gummirohmischungen werden u.a. Di-o-Tolylguanidin (DOTG) bzw. Diphenylguanidin (DPG) als Vulkanisationsbeschleuniger beigemengt, aus denen während der Vulkanisation o-Toluidin bzw. Anilin freigesetzt werden. Zahlreiche AA wurden für den Menschen und/oder im Tierversuch als krebserzeugend, speziell die Harnblase betreffend, eingestuft.

Ziel der Studie
Ziel unserer Studien war es, die innere Belastung und Beanspruchung durch AA bei Arbeitern, die in der Gummiindustrie Umgang mit Gummirohmasse und vulkanisierten Gummiprodukten haben, zu objektivieren, sowie Erkenntnisse über die Hautpenetration, unter Berücksichtigung des Hautzustandes und der persönlichen Schutzmaßnahmen zu gewinnen.

Methoden
Bei 51 Arbeitern (46 Männer, 5 Frauen) in 3 Werken eines Betriebes der Gummiindustrie wurden personengebundene Arbeitsplatzluftmessungen durchgeführt und die Ausscheidung von Anilin und o-Toluidin im Urin sowie die korrespondierenden Hb-Addukte dieser AA im Blut bestimmt. Ergänzt wurden diese Untersuchungen durch eine ärztliche Erhebung des Hautstatus der exponierten Hautregionen (Hände, Unterarme) und durch die Bestimmung des transepidermalen Wasserverlustes (TEWL) der Haut.
Im Rahmen einer standardisierten Befragung wurden Angaben zum Belastungsprofil am Arbeitsplatz und im privaten Umfeld gewonnen. Zur besseren individuellen Vergleichbarkeit der Belastung der Arbeiter wurde die relative innere Belastung (RIB) als Quotient aus der inneren (Konzentrationen von Anilin bzw. o-Toluidin im Urin) und der äußeren Belastung (personenbezogen ermittelte Konzentrationen von Anilin bzw. o-Toluidin in der Arbeitsplatzluft) berechnet.
Bei In-vitro-Studien zum dermalen Penetrationsverhalten von AA wurden Diffusionszell-Experimente mit exzidierter Humanhaut durchgeführt und für folgende AA bestimmt: Anilin, o-Toluidin, 2-Naphthylamin, 4,4’-Methylendianilin und N-Phenyl-2-naphthylamin. Es wurden stark verdünnte wässrige AA-Lösungen untersucht, Anilin und o-Toluidin wurden auch unverdünnt getestet. Darüber hinaus wurde die dermale Penetration von Anilin, o-Toluidin und einem Gemisch aus o-Toluidin und einem an Arbeitsplätzen in der Vulkanisation verwendeten Dorntrennmittel durch unbehandelte und mit Hautcremes behandelte Haut verglichen.

Ergebnisse
Die Konzentrationen der AA in der Arbeitsplatzluft lagen mit einer Ausnahme unterhalb der zum Untersuchungszeitraum gültigen rechtsverbindlichen Grenzwerte. Die Werte von Anilin im Urin der Arbeiter lagen um den Faktor 2,8 (Raucher) bzw. 3,3 (Nichtraucher) und bei o-Toluidin um den Faktor 67 (Nichtraucher) bzw. 3 (Raucher) höher als in der Allgemeinbevölkerung. Auch bei den Hb-Addukten ergaben sich zum Teil erheblich höhere Werte als in der Allgemeinbevölkerung. Die höchste innere Belastung fand sich im Arbeitsbereich Heizen/Vulkanisation.
Bei 82% der Arbeiter wurden Hautveränderungen im Bereich der Hände bzw. Unterarme beobachtet. Bei einer relevanten inneren Belastung gegenüber o-Toluidin konnte demonstriert werden, dass Arbeiter mit Hauterythemen eine statistisch signifikant höhere kumulative Aufnahme von Anilin und o-Toluidin aufwiesen als diejenigen ohne Erytheme. Durch multiple lineare Regression wurde belegt, dass dieser Unterschied nicht durch die individuell unterschiedliche Exposition gegenüber AA zustande kam. Aus der Berechnung der standardisierten Regressionskoeffizienten ergab sich, dass das Handschuhtragen die ausgeprägtesten Schutzeffekte und die Anwendung von Hautschutzcremes den stärksten fördernden Effekt auf die Aufnahme von Anilin und o-Toluidin haben. Die nachweisbare Reduktion der Aufnahme von Anilin und o-Toluidin bei Arbeitern durch Anwendung von Hautpflegecremes (p<0,05) ist am ehesten im Sinne einer verbesserten Regeneration der Hautbarriere zu bewerten.
Die dermale Penetrationsrate (Flux) von stark verdünnten wässrigen AA-Lösungen ist, verglichen mit anderen Arbeitsstoffen wie den Alkoholen oder Glykolethern, als hoch zu bewerten. Dabei ließ sich bei den Fluxen ein semi-quantitives Ranking aufstellen: 2-Naphthylamin > o-Toluidin > Anilin > 4,4'-Methylendianilin > N-Phenyl-2-naphthylamin. Am Beispiel von Anilin zeigte sich von wässrigen Verdünnungen bis zur gesättigten wässrigen Konzentration ein lineares Dosis-Hautpenetrations-Verhältnis. Im Rahmen unserer In-vitro-Studien durch exzidierte Humanhaut untersucht kam es unter der Anwendung von zwei Hautschutzcremes und einer Hautpflegecreme sowohl zu einer erheblichen Penetrationsförderung beider AA als auch von o-Toluidin aus dem Gemisch mit einem Dorntrennmittel.

Schlussfolgerungen
Bei einer beruflichen Aufnahme von AA ist davon auszugehen, dass ein nicht unerheblicher Anteil über die Haut erfolgt. Unsere Feldstudie zeigt konsistent eine Abhängigkeit der inneren Belastung von der Hautbeanspruchung der Hände. Geschädigte Haut, aber auch häufigere Anwendung von Hautschutzcremes, kann die innere Belastung mit AA erhöhen. Das Tragen von Handschuhen ist eine geeignete Maßnahme, um die innere Belastung gegenüber AA erheblich zu reduzieren. Eine üblicherweise nach Beendigung der Exposition erfolgende Verwendung von Hautpflegecremes im Betrieb führt ebenfalls zu einer Reduzierung der Aufnahme von AA, möglicherweise als Folge der Unterstützung regenerativer Effekte der Haut.

 

IPASUM-Publikationen der Studienergebnisse

Korinth G, Weiss T, Penkert S, Schaller KH, Angerer J, Drexler H:
Percutaneous absorption of aromatic amines in rubber industry workers: impact of impaired skin and skin barrier creams. Occup Environ Med 2007; 64:366-372.

Lüersen L, Wellner T, Koch HM, Angerer J, Drexler H, Korinth G:
Penetration of beta-naphthylamine and o-toluidine through human skin in vitro. Arch Toxicol 2006; 80:644-646.

Korinth G, Lüersen L, Schaller KH, Angerer J, Drexler H:
Enhancement of percutaneous penetration of aniline and o-toluidine in vitro using skin barrier creams. Toxicol In Vitro 2008; 22:812-818.

Wellner T, Lüersen L, Schaller KH, Angerer J, Drexler H, Korinth G:
Percutaneous absorption of aromatic amines - a contribution for human health risk assessment. Food Chem Toxicol 2008; 46:1960-1968.

Korinth G, Weiss T, Angerer J, Drexler H:
Dermal absorption of aromatic amines in workers with different skin lesions: a report on 4 cases. J Occup Med Toxicol 2006; 19;1:17.