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Exposition gegenüber Nanopartikeln und neuen Materialien in der Zahnheilkunde

Exposure to nano particles and new materials in dentistry

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Zentralblatt für Arbeitsmedizin, Arbeitsschutz und Ergonomie Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Zahnmedizin und Zahntechnik zeichnen sich durch ein vielfältiges Tätigkeits- und demzufolge heterogenes Expositions-Spektrum der Beschäftigten aus. Mögliche Gesundheitsrisiken sind neben einem dermalen Kontakt zu den unterschiedlichsten Arbeitsstoffen und Sekundärprodukten vor allem durch die Inhalation von Aerosolen, ultrafeinen Stäuben bzw. Nanopartikeln gegeben.

Eine orientierende Analyse der Partikelanzahlkonzentrationen in den Behandlungsräumen und dem Dentallabor der Universitäts-Zahnklinik erfolgte mit dem tragbaren Kondensationspartikelzähler (CPC 3007, TSI), der die Gesamtpartikelanzahl in einem Größenbereich von 10 bis 1 000 nm in einem Konzentrationsbereich von bis zu 105 pt/cm3 bestimmt.

Bei zahnärztlichen Routine-Tätigkeiten zeigten sich im Allgemeinen keine signifikanten Spitzenkonzentrationen. Demgegenüber fanden sich kurzzeitige, über Sekunden anhaltende Maxima bei der Anwendung von Propan- und Butanhaltigem Kältespray zur Sensibilitätsprüfung, bei intraoraler Applikation von Druckluft oder im Rahmen von Wurzelkanalbehandlungen, bei denen am Behandlungsstuhl offene Flammen Verwendung fanden.

Konzentrationen > 400 000 pt/cm3 wurden bei der Bearbeitung von PMMA-haltigen Materialien z.B. im Rahmen der prothetischen Versorgung dokumentiert, die durch eine lokale Absaugung auf 1/20 der initialen Konzentration reduziert werden konnten. Eine gleichzeitige Flüssigkeitskühlung führte ebenfalls zu einer signifikanten Verminderung der Partikelspitzenkonzentration von 167 000 auf 5 700 pt/cm3 beim Fräsen von Glaskeramik bzw. von 45 000 auf 7 000 pt/cm3 bei der Verarbeitung von Zirkoniumdioxid-Keramik.

Während repräsentativer Tätigkeiten wurden gleichzeitig Partikelproben aus der Raumluft gewonnen, die durch moderne Bildgebungsverfahren (REM) einschließlich gekoppelter Elementanalyse (EDX) visualisiert und u.a. als Zirkonium-, Gold- und Titanium-Partikel im Nanomaßstab verifiziert wurden.

Die lediglich bei speziellen und verhältnismäßig selten ausgeführten Tätigkeitsabläufen in Zahnklinik und Dentallabor dokumentierten signifikanten Partikelspitzenkonzentrationen bedürfen — insbesondere vor dem Hintergrund eines toxischen Potentials einiger Arbeitsstoffe wie Zirkonium und (Poly-)Methylmethacrylate — adäquater organisatorischer, technischer und personenbezogener Schutzmaßnahmen am Arbeitsplatz zur Prävention berufsbedingter Erkrankungen der Atemwege und der Haut.

Abstract

Dentists and dental technicians are subjected to a various and heterogeneous spectrum of activities and related exposures. Not only dermal contact to different working substances and secondary products but also inhalation of aerosols, ultrafine and nano particles are relevant to potential health effects.

The measurement of number concentrations of ultrafine particles in the dental office and laboratory of the university dental clinic was carried out using the handheld condensation particle counter (CPC 3007, TSI). This model is capable to count single particles at concentrations as high as 105 pt/cm3 and the lower detection limit is 10 nm.

No significant particle concentrations were found during routine dental activities. Short time maxima were detected while using ice spray to prove the sensitivity of the teeth, intraoral application of compressed air and endodontic treatment performed by using open flames.

Concentrations of > 400.000 pt/cm3 were documented during working with polymethacrylates associated with dental prosthesis, reduced to 1/20 by local suction. Liquid cooling during drilling procedures of glass ceramic resulted in a reduction of 167.000 to 5.700 pt/cm3 and of 45.000 to 7.000 pt/cm3 while drilling of Zirconium oxide ceramics.

During representative activities, particle samples were collected and visualized by SEM and identified as nano particles of Zirconium, Gold and Titanium by EDX-analysis.

Significant peak particle concentrations detectable just during special and infrequent activities of dentists and dental technicians require adequate organizational, technical and personal protective measures at the working place in order to prevent occupational diseases of the respiratory system or skin. A potential toxicity of different occupational substances esp. Zirconium and polymethacrylates has to be observed.

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Mittmann-Frank, M., Berger, H., Rupf, S. et al. Exposition gegenüber Nanopartikeln und neuen Materialien in der Zahnheilkunde. Zbl Arbeitsmed 61, 40–53 (2011). https://doi.org/10.1007/BF03344980

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