Hautexposition und Aufnahme durch die Haut: Grundlagen und aktuelle Bezüge. Prof. Dr. med. H. Drexler

Transkript

1 Hautexposition und Aufnahme durch die Haut: Grundlagen und aktuelle Bezüge Prof. Dr. med. H. Drexler

2 Belastungspfade des Menschen inhalativ oral dermal

3 Relevanz der Hautresorption am Beispiel Dimethylformamid inhalative Aufnahme: MAK 15 mg/m³, 8 h, 10 m³ (> 20 l/min) => maximale Aufnahme: 150 mg dermale Aufnahme: 1 Tropfen ~ 50 mg => 3 Tropfen => Aufnahme: 150 mg

4 Barriere = Stratum corneum Stratum corneum Lebende Epidermis Corium mit Blut- und Lymphgefäßen

5 Quantifizierung der Hautresorption Flux= penetrierte Stoffmenge/Fläche/Zeit Flux = [mg/cm²/stunde]

6 Quantifizierung der Hautresorption Flux [mg/cm²/stunde]

7 Quantifizierung der Hautresorption Flux [mg/cm²/stunde] ~ Konzentration Flux Konzentration = konstant = Kp

8 Quantifizierung der Hautresorption verdünntes Butoxyethanol reines Butoxyethanol Korinth et al. 2005

9 Studien zur Bestimmung des Flux und der Kp von Butoxyethanol Study Concentration Study design Type of skin Flux (mg/cm 2 /h) K p (x 10-3 cm/h) Dugard et al. (1984) Neat (ca. 100%) DC Human skin Jakasa et al. (2004) Neat (ca. 100%) BM Human skin 0.26 n.c. Johanson et al. (1988) Neat (ca. 100%) BM Human skin b Johanson and Fernström (1986) Neat (ca. 100%) BM Guinea pig a a,b Johanson and Fernström (1988) Neat (ca. 100%) BM Guinea pig Korinth et al. Neat (ca. 100%) DC Human skin Jakasa et al. (2004) 90% BM Human skin Johanson and Fernström (1988) 80% BM Guinea pig b Jakasa et al. (2004) 50% BM Human skin Korinth et al. 50% DC Human skin Johanson and Fernström (1988) 40% BM Guinea pig b Johanson and Fernström (1988) 20% BM Guinea pig b Johanson and Fernström (1988) 10% BM Guinea pig b Johanson and Fernström (1988) 5% BM Guinea pig b Wilkinson and Williams (2002) 0.6% DC Human skin Wilkinson and Williams (2002) 0.3% DC Human skin a This value differs considerably from other studies for the same dilution. b These values for this study were obtained from the literature (Corley et al. 1994). Korinth et al. 2005

10 Korinth et al Studien zur Bestimmung des Flux und der Kp von Butoxyethanol

11 Studien zur Bestimmung des Flux und der Kp von Butoxyethanol K p (x 10-3 cm/h) experimentell bestimmt K p (x 10-3 cm/h) erwartet bei linearem Verlauf K p Werte (x 10-3 cm/h) Verdünnung von 2-Butoxyethanol (%)

12 Die Haut ist keine Membran

13 Flux-Unterschiede von Labor zu Labor Max.-Flux (µg/cm 2 /h)_ ermittelter Flux in einem Labor - Mittelwert der Fluxe aller Laboratorien 0 Testosterone Caffeine Benzoic acid 2- Butoxyethanol

14 Bestimmte Penetrationsraten für Benzol 4 Tsuruta Jacobs Phanprasit Lodén Blank McAuliffe Susten Lazarew Hanke 3 in vitro in vivo -1-2 h Rat Mini-Pig Human Human Nude Mouse Rabbit Rabbit Human Human mg cm Nies et al. ICOH 2006

15 Hautpenetration bei Tier und Mensch Ratte, nackt Humanhaut, exzidiert Absolut penetrierte Menge (µg) Expositionszeit (min.)

16 Der Flux hängt nicht nur von den Stoffeigenschaften ab sondern auch von der Methode

17 Vorbehandlung mit 0,3 % Natriumlaurylsulfat Vorbehandlung mit 0,1 % Natriumlaurylsulfat Kontrolle

18 Anilin/o-Toluidin kumulative innere Belastung in Abhängigkeit vom Hautzustand p < 0,05 p < 0,05 Hb-Addukte von Anilin (ng/l) Hb-Addukte von o-toluidin (ng/l) Kein Erythem (n=14) Erythem (n=37) Kein Erythem (n=14) Erythem (n=37) Korinth et al. 2005

19

20 Der Flux bezieht sich auf gesunde Haut

21 Kennzeichnung: Hautresorptiv S(kin) = H(aut)

22

23 Kennzeichnung: Hautresorptiv 1. Kennzeichnung aufgrund von Untersuchungen am Menschen 2. Kennzeichnung aufgrund von Untersuchungen am Tier 3. Kennzeichnung aufgrund von In-vitro-Untersuchungen 4. Kennzeichnung aufgrund theoretischer Modelle

24 Mathematische Modelle (mg cm -2 h -1 ) Fiserova-Bergerova et al. (1990): C ges. Flux = (0, ,153 P 15 ow ) e 0,016 MG Guy und Potts (1993): C ges. Flux = 2,74 + 0,71 log P ow 0, Wilschut et al. (1996): MG 1 Flux = C , ,5 Kpsc + MG MG ges. log Kpsc = 1, ,6097 log Pow 0,1786 MG 0,5

25 Mathematische Modelle und Experiment Gintautas Korinth, Karl Heinz Schaller, Michael Bader, Rüdiger Bartsch, Thomas Göen, Bernd Rossbach and Hans Drexler: Comparison of experimentally determined and mathematically predicted percutaneous penetration rates of chemicals, Arch Toxicol Mar;86(3):

26 Mathematische Modelle und Experiment Gintautas Korinth, Karl Heinz Schaller, Michael Bader, Rüdiger Bartsch, Thomas Göen, Bernd Rossbach and Hans Drexler: Comparison of experimentally determined and mathematically predicted percutaneous penetration rates of chemicals

27 FAZIT Die Hautresorption ist bedeutsam Versuche und Modelle lassen semiquantitative Aussagen zu Kranke Haut verhält sich anders Einsatz von Biomonitoring, wenn dies möglich ist (Analytik, Werte)