3D打印机可能对人体有毒？9岁以下儿童尤其要注意

编译：公子欣

当前，3D打印机在建筑、医疗、教学等领域的应用日益广泛，我们在学校、家庭、图书馆等主流生活场所都可以看到它的身影。当大家对3D打印技术感到新奇惊叹之余打印机打印时有毒吗，是否对其安全性有过担忧呢？

事实上，在3D打印过程中释放的颗粒虽然很小，但足以渗透到肺部深处，从而影响室内空气质量和公众健康。此外，3D打印机目前被广泛用于制造面罩、呼吸器和其他个人防护设备等，从而带来了新的紧迫性。

用于3D打印机的基础材料包括热塑性塑料、金属、纳米材料、聚合物以及挥发性和半挥发性有机化学品，打印过程可能需要几个小时，在此期间，一系列化学副产品和微粒可能会释放到室内环境中。考虑到这些未知因素，科学家们开始研究这些释放物及其具体组成、颗粒大小和在室内环境中的停留时间，由此产生的数据可被纳入可靠的暴露和风险评估。

近日，在2020年美国风险学会举办的3D打印与新兴材料的暴露与风险评估研讨会上，介绍了几项旨在表征和量化室内环境中释放、组成、颗粒大小和停留时间的研究：

美国职业安全与健康研究所的钱勇博士开展了一项研究，通过检测吸入的人体肺细胞和大鼠，评估了3D打印过程中ABS排放的潜在毒性。这项名为“丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）打印机排放诱导体外和体内毒性”的研究揭示，所排放的颗粒在人类肺细胞中产生中等毒性，在大鼠中毒性最小。

美国环境保护署最近的3D打印排放研究回顾了最近两项研究：第一项在实验室环境中分析了3D打印机长丝挤压机（设备用于创建3D打印机细丝）的排放，第二个用模拟模型预测沉积在呼吸道的特定位置的粒子数量，以及使用3d打印机时，该模式如何随着不同年龄的个体而变化。

研究第一作者、美国环境保护署PeterByrley博士说，到目前为止，公众对可能接触到3D打印机排放物的意识还很少。这项研究一个潜在的社会效益是提高公众对3D打印机排放的意识，以及儿童可能更容易受到影响的意识。

研究发现，长丝挤压机释放出大量的小颗粒和蒸汽，与3D打印机研究中发现的类似，而模拟模型预测，9岁及以下的儿童肺区域的每表面积颗粒物沉积量更高。研究还需要对排放曲线进行进一步检测，并进行更多的模拟研究，以预测吸入剂量。

虽然3D打印更容易满足个性化需求打印机打印时有毒吗，使许多产品更容易获得，且成本低廉，但确实会导致大量塑料产品污染地球。杜克大学的Joana Marie Sipe已经开发了一种机器，可以测量塑料产品（比如水壶）在使用过程中和环境中通过摩擦和打磨可以分解多少，然后将塑料颗粒喂给鱼，观察塑料中的纳米颗粒对其器官的影响。

研究揭示，当塑料分解时，被纳入其中并被认为是生物不可用的纳米材料就会暴露在环境中。研究人员能够预测塑料被鱼吃掉时所逸出的纳米粒子的百分比，从而提供了一个矩阵释放因子（MRF），可以用来计算当人们咀嚼产品或产品在海洋中分解时释放的塑料和纳米颗粒的数量。

Sipe指出，这项研究可以根据纳米材料的MRF值，帮助制定在特定消费产品中添加多少纳米材料填料的规定。这些数据可以帮助确定有多少塑料和/或纳米填充产品向环境或人体释放污染物。

随着3D打印技术的日益普及，我们希望监管机构、制造商和用户能够增加对3D打印的认识和了解，尤其需要将注意力集中在更好地管理潜在风险上。