Airborne emissions and toxicity of plastic 3D printing in domestic and industrial settings – From emission profiles to cellular effects

Application summary

3D-tulostustekniikat ovat yleistyneet ja kehittyneet valtavasti 2010-luvun taitteesta alkaen ja sitä myötä 3D-tulostimien käyttäjien määrä on kasvanut merkittävästi niin koti- kuin teollisissa ympäristöissä. Tulostamisen yhteydessä muodostuu hengitettäviä päästöjä, kuten haihtuvia orgaanisia yhdisteitä ja nanohiukkasia. Aiemmissa tutkimuksissa on todettu, että tulostusmateriaalina käytetty muovi ja tulostimen ominaisuudet vaikuttavat ratkaisevasti päästöjen määrään ja koostumukseen. Mahdollisia altistumistasoja ja terveysvaikutuksia on kuitenkin toistaiseksi tutkittu vain rajallisesti, etenkin teollisissa ympäristöissä. Tässä monitieteellisessä projektissa selvitämme (1) minkälaisia päästöjä eri tyyppiset 3D-tulostimet ja -materiaalit tuottavat, (2) kuinka suurille pitoisuuksille käyttäjät altistuvat erilaisissa ympäristöissä, ja (3) millaisia toksisia vasteita näistä päästöistä aiheutuu solumalleissa. Hiukkas- ja kemikaalipäästöjä tutkitaan usealla eri mittausmenetelmällä ja niitä kerätään suodattimille toksisuuskokeita varten. Henkilökohtaisten keräimien avulla määritämme keuhkoihin päätyvän annoksen, jota käytämme solukokeissa realistisena altistustasona. Lisäksi toteutamme myös ilmanesterajanpinnan (ALI) altistuksia, joissa solut altistuvat reaaliaikaisesti 3D-tulostusprosessin päästöille, mahdollistaen myös kaasumaisten ja haihtuvien yhdisteiden terveydellisen arvioinnin. Hanke yhdistää työhygieeniset mittaukset ja toksikologiset solukokeet, tuottaen uutta tietoa 3D-tulostuksen päästöjen koostumuksesta, altistumistasoista ja biologisista vaikutuksista. Tulokset tukevat ja luovat perustaa turvallisempien työkäytänteiden, vastuullisten materiaalivalintojen ja mahdollisten säätelytoimien kehittämiselle. Projekti toteutetaan yhteistyössä akateemisten ja teollisten toimijoiden kanssa.