ULの新しい調査で3Dプリンターの排出物の毒性が明らかに

はじめに: 3D プリンティングは製造業における革命としてよく称賛されています。迅速なプロトタイピング機能、迅速なターンアラウンド、材料の無駄の削減を実現します。しかし、こうした進歩には代償が伴うかもしれない。
Antarctic Bear は、2022 年 9 月に Underwriters Laboratories Inc. が「3D プリンターから放出される粒子の線量測定および毒性分析」と題する記事を公開したことを知りました。この報告書は、プラスチック 3D プリンターから排出されるガスが人体の健康に与える影響を明らかにすることを目的としています。

ダウンロードリンク: https://chemicalinsights.org/wp-content/uploads/Chemical-Insights_3D-Toxicity-Report_final.pdf

3Dプリンター排出物の毒性に関する新たな研究結果
アンダーライターズ・ラボラトリーズのレポートでは、研究結果を詳しく取り上げ、その概要では、フィラメント熱溶解積層法 (FFF) 3D プリンターの健康への影響を次のようにまとめています。

FFF 排出物に低レベルでさらされた場合でも、炎症や細胞損傷を引き起こす可能性があります。
曝露すると、DNA、リン脂質、および生命に不可欠なその他の生体高分子が損傷する可能性があります。
プリンターのフィラメント粒子にさらされると、気道細胞の機能が損なわれ、酸化ストレスを引き起こす可能性があります。
影響を受けた人は、代謝産物の大量存在により炎症が悪化し、細胞や DNA にさらなる損傷が生じる可能性があります。

調査結果は主に、最も人気のある 3D プリンターフィラメントである ABS (アクリロニトリルブタジエンスチレン) と PLA (ポリ乳酸) に関するものです。これらの素材は、比較的高い耐衝撃性と優れた重量強度を備えているため、製造業者や愛好家に好まれています。
3D プリンターの排出ガスについて機械オペレーターが知っておくべきこと<br /> さらに、この研究プロジェクトでは、3D プリンターの排出物による健康への影響の可能性を懸念する機械操作者にとって、注意すべき重要な点がいくつか示されています。ABS および PLA プリンターのフィラメントは、潜在的に有害なガスを排出します。しかし、ABS ベースのフィラメントは PLA よりも生物活性が高い可能性があります。この研究では、大学や商業機械工場の環境と一致するように、1 日あたり 6 時間、1 週間あたり 5 時間の曝露を想定しました。プリンターの近くでは、マシンがアイドル状態のときでも、3D プリンターフィラメントの有毒物質の放出密度は、制御室よりもはるかに高かったです。
研究者らは、他の研究参加者と同様に、3Dプリンターからさまざまな距離で空気サンプルを採取し、一連の細胞検査を行った。彼らは、異常な代謝活動を測定するためにMTSアッセイを使用し、γ-H2AX抗体を調べるためにELISAアッセイを使用し、FFFフィラメント排出物を吸入した場合の毒性影響を判断するために他のテストを使用しました。
画像出典: Chemical Insights。
最終的に、これらすべてのテストは、研究の中心的な疑問に対する部分的な答えを提供しました。高レベルおよび低レベルの FFF 排出にさらされた場合、人体にどのような影響がありますか?研究者たちはこの疑問に答えるために細胞生存率と呼ばれる測定法を使用しました。この測定法を使用したところ、次のような憂慮すべき結果が見つかりました。

溶融ノズル源の近くで多かれ少なかれ FFF ガス排出物を摂取した人は、細胞生存率が 49.5%～56% 低下する可能性があります。
隣接する部屋にいる人など、低レベルの FFF フィラメントガス排出にさらされた人でも、細胞生存率が 15.4% ～ 18.2% 低下する可能性があります。
3D プリンターで使用される一般的な 2 種類のプラスチックフィラメントのうち、おそらく ABS の方が毒性が強いでしょう。 3D プリンターから離れた低線量でも、ABS にさらされた被験者は、同様の PLA 条件にさらされた被験者よりも細胞生存率に大きな影響を受けました。

この研究では、教育現場や商業施設におけるフィラメント溶融ガス排出への曝露を減らすための潜在的な方法を調査しました。興味深いことに、この研究は、光重合印刷技術がFFFよりも周囲の環境に与える悪影響が大きいことを実証した以前のULの研究と比較することができます。これを念頭に置くと、オペレーターの安全性という点では、おそらく FFF の方がまだ安全です。
機械オペレーターを保護する方法<br /> 最も包括的な保護は、動作中にバイオセーフティショーケースを 3D プリンターの上に配置することで実現されます。研究者らは、被験者がプリンターの近くにいると、高線量のフィラメント溶融ガスの排出が 32% 以上減少することを実証しました。研究者らはまた、高気流換気システムが存在する場合、排出物の濃度に希釈効果がある可能性があると指摘した。一般的に、機械オペレーターが安全を保つために実行できる手順はいくつかあります。

プリンターの稼働中は常にバイオセーフティキャビネットを使用してください。
3D プリンターの使用中は、絶対に近くに立たないでください。
曝露リスクを最小限に抑えるには、3D プリンターの稼働中は作業者をプリンターからできるだけ遠ざけてください。
3D プリンターを使用する人、または 3D プリンターが使用されている部屋に入る人は、機械がアイドル状態のときでも常に目、鼻、口を保護する保護具を着用する必要があります。

3Dプリントは潜在的に低コストでイノベーションをもたらす
3D プリンターと、より広範な付加製造の概念は、再生不可能な資源やその他のエネルギー源への全体的な依存を減らす持続可能な生産手段として推進されてきました。また、廃棄物の削減にも新たな焦点が当てられます。これは、3D プリンターがワークピースから材料を取り除いて廃棄するのではなく、材料を追加するという強みの 1 つです。
汚染物質が空気中に放出されるのを防ぐことは、人間の健康だけでなく、環境にも良いことです。事実上、あらゆる種類の人為的汚染は空気と水質に悪影響を及ぼし、大気汚染は地球温暖化の影響を悪化させます。
3D プリントに関しては、私たちはまだ新しい領域にいます。アンタークティック・ベアは、あらゆる分野の研究者が3Dプリントの健康への影響を明確に評価するまで、これらの機械を毎日扱う人々は注意して作業を進めるべきだと勧告している。