О ДЕЙСТВИИ ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ НА КОЖУ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

О ДЕЙСТВИИ ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ НА КОЖУ

Старший научный сотрудник Э. Н. Левина

Из Научно-исследовательского института гигиены труда и профессиональных

заболеваний (Ленинград)

Искусственные смолы и пластмассы, в процессе их синтеза или использования на производстве могут вызывать профессиональные поражения. Хорошо известны дерматиты от фенольно-формальдегидных смол, винилкарбазола и ряда других синтетических материалов. Отличительной особенностью профессиональных поражений кожи, возникающих под влиянием подобных материалов, является их чисто аллергический характер.

В последние годы в промышленности начали внедрять так называемые эпоксидные смолы—резорциновые или диановые (РЭС, ЭД или эпон, аралдит, эпикот, по зарубежной номенклатуре). Этот вид искусственных смол используется промышленностью в качестве заливочных материалов (компаундов) в радиотехнической, электротехнической промышленности, для изготовления клеев, отличающихся особой прочностью, для получения пленкообразующих материалов, для антикоррозийных покрытий, для получения слоистых пластиков и т. д.

^Эпоксидные смолы представляют собой продукт конденсации эпихлоргидрина

(СН2 • СН • СН2С1) с двухатомными или многоатомными фенолами или спиртами (резорцином, дифенилолпропаном). Фенолы смешиваются с эпихлоргидрином в присутствии едкой щелочи при нагревании до 103° и выше. Полученный продукт конденсации отмывают и высушивают при 130—150°. В зависимости от режима процесса конденсации могут быть получены то более, то менее вязкие, жидкие или твгрдые эпоксидные смелы.

Строение эпоксидных смол представляется в таком виде:

СН2—СН—СН2—

\ / О

СНз

-О-/—

\—/ I V СНз

СНз

\ /

О—СН2—СН—СН„ п—о—

JH "J

—С—О—СН2—СН—CHj . . .

СНз

\ ✓ о

(И. И. Матвеев, Н. Н. Настай, Е. К. Перминова, Е. М. Москвина). Обычно применяются более твердые смолы. Последние получаются добавлением к смоле так называемых отвердителей. В качестве последних чаще всего используются алифатические амины (диамины, триамины, полиамины), а также ангидриды двухосновных карбоковых кислот малеиновый, фталевый и др.

При смешивании собственно смолы и отвердителя их соотношения обычно составляют 100:11. Судя по данным химической литературы, эпоксидные смолы после отверждения содержат лишь очень незначительное количество летучих.

Случаи кожных поражений от эпоксидных смол, их характер и течение в последние 3—4 года описаны рядом зарубежных авторов [Вел-керт (\VeIckert), Сибуле (5Шои1е1:), Селвит (5а1уЩ), Лефо (ЬеГаих), Гранжан (Огап^еап)]. Гранжан, например, при обследовании 11 предприятий, применяющих эпоксидные смолы, и медицинском обследовании 338 работающих с ними, выявил 164 случая дерматитов. Заболевания кожи возникали чаще при применении смолы с отвердителями при непосредственном контакте, но отмечались случаи их появления при воздействии пыли смолы (Сибуле). Все наблюдения указывали на возникновение повышенной чувствительности кожи. Обычно поражались от-

3*

35

Я

крытые части кожи (кисти рук, предплечья, лицо, шея). Первичная реакция, по данным Гранжана, протекала в виде зудящих эритематоз-ных пятен, а затем при продолжающемся контакте поражение кожи приобретало характер папуло-везикулезной сыпи или мокнущей экземы. Некоторые авторы связывали кожные поражения с действием отверди-телей, другие приписывали их действию самой смолы. При кожных пробах положительные реакции у ряда работающих отмечались как от чистой смолы, так и от отвердителей — аминов.

Нами изучалось действие чистой эпоксидной смолы разных марок на кожу экспериментальных животных. Известно, что экспериментальное воспроизведение кожных поражений у животных и выявление их аллергического характера наталкивается на определенные трудности. Это связано с различиями как видовой, так и индивидуальной чувствительности. В эксперименте не всегда удается вызвать сенсибилизацию к веществам, заведомо вызывающим ее у человека. Однако в ряде случаев удается вызвать кожную аллергию и у лабораторных животных [Ланд-штейнер и Джекобе (Landsteiner, Jacobs), Урбан и Готлиб (Urban, Gottlieb), М. Л. Гершанович)]. Наиболее чувствительным лабораторным животным считается морская свинка; указывают, что на ней можно наиболее легко воспроизвести и аллергические контактные дерматиты (М. Л. Гершанович).

Методика получения аллергических контактных дерматитов в эксперименте включает предварительную подготовку животного путем более или менее длительного повторного контакта вещества с кожей и нанесения через определенные промежутки времени «разрешающей» дозы, значительно меньшей, чем доза, применяемая для развития сенсибилизации. Изучаемое вещество в чистом виде, в виде раствора, вытяжки и т. д. можно наносить на кожу, вводить внутрикожно путем ионофо-реза и т. д.

В качестве экспериментальных животных мы использовали кроликов весом 2—2,5 кг и морских свинок весом 300—400 г (альбиносы). Методика заключалась в повторном 10- или 15-кратном нанесении изучаемого соединения на тщательно выстриженный участок кожи спины животного площадью 2X2 см или 3X3 см (у кроликов аппликация проводилась в направлении от шеи к хвосту; у морских свинок — в направлении от задней трети спины к голове). Через 10 суток после последней аппликации на свежий выстриженный участок кожи той же или противоположной половины спины наносили в 5 и 10 раз меньшую дозу вещества. Реакцию свежего участка ксжи учитывали через 24 часа.

Изучали прямое раздражающее и сенсибилизирующее действие двух видов эпоксидных смол — резорциновой и диановой — и их разновидностей, отличающихся по количеству эпоксидных групп. Эпоксидные смолы применялись в виде 15% и 25°/о раствора в целлозольве. Последний, как это известно из практики и дополнительно выявлено в специальной серии контрольных опытов, не обладает ни раздражающим, ни сенсибилизирующим действием на кожу экспериментальных животных, а также человека. Сравнительную чувствительность кроликов и морских свинок определяли путем параллельных опытов с нанесением на кожу заведомого кожного аллергена — динитрохлорбензола. Трехкратное нанесение трех капель 5% раствора динитрохлорбензола в ацетоне на кожу кроликов и морских свинок приводило к образованию воспалительного инфильтрата с некрозом в центре. После нанесения спустя 10 суток одной капли 1 % раствора динитрохлорбензола в ацетоне на свежий участок кожи появлялась через 24 часа ярко-розовая папула («1,5 см), небольшая гиперемия отмечалась на первичном участке. Не отмечалось существенных различий в реакции кожи на аппликацию динитрохлорбензола между морскими свинками и кроликами.

Исследование раздражающего и сенсибилизирующего действия эпоксидной смолы было проведено с двумя образцами смолы РЭС, содер-

жащими 31 и 10,5% эпоксидных групп, и с двумя образцами смолы ЭД, содержащими 10,5% и ЭД-5 с 18% эпоксидных групп1. На 8 морских свинках-альбиносах испытывали действие смолы РЭС — 31% в виде 15°/о раствора ее в целлозольве. Раствор в количестве 2 капель наносили в центр выстриженного участка и осторожно втирали стеклянной палочкой. В результате 8—)0 и 15 аппликаций указанного раствора смолы в центре подопытного участка кожи появлялась легкая воспалительная инфильтрация, более разлитая или в виде ограниченного розоватого пятна с диаметром около 1 см. В дальнейшем на этих отграниченных участках появлялись мелкое шелушение или очень поверхностная корочка ороговевшего эпителия.

Нанесение спустя 10 суток одной капли того же раствора в центр свежего участка у 4 из 8 свинок вызывало появление слабо розового отграниченного пятна; у остальных свинок реакция была еще более слабой. Во всех случаях реакция исчезала уже через сутки. Нанесение такого же раствора смолы на выстриженный участок кожи спины трех морских свинок, предварительно сенсибилизированных повторной аппликацией динитрохлорбензола, вызвало после 10 нанесений образование воспалительного инфильтрата с некротическими, поверхностными корочками. Такое состояние подопытных участков кожи сохранялось в течение последующих 10 суток. Аппликация одной капли раствора смолы на свежий участок через 10 суток вызвала нерезкую, но явную воспалительную реакцию (гиперемия, отек) всего свежего участка. Эти воспалительные изменения в общем были выражены сильнее, чем у свежих свинок, и только постепенно исчезали в течение нескольких суток.

Исследование раздражающего и сенсибилизирующего действия смолы РЭС с 10,5% эпоксидных групп было поставлено на 4 морских свинках и 3 кроликах. После 15 аппликаций раствора смолы у свинок появилась незначительная гиперемия кожи, а у некоторых — поверхностные царапины и мелкие поверхностные язвочки, у кроликов — некоторое утолщение кожи в местах нанесения раствора. Нанесение одной капли «разрешающей» дозы на свежий участок спустя 10 суток не вызвало видимой реакции кожи у свинок, а у кроликов — дало слабую разлитую гиперемию кожи свежего участка с признаками такой же слабой реинфламмации на первом участке. Для того чтобы проверить значение длительности интервала, спустя еще 10 суток на новый свежий участок кожи опять была нанесена одна капля того же раствора. И в этом случае заметная реакция отсутствовала у морских свинок, а у кроликов была отмечена легкая гиперемия как последнего, так и предыдущих участков кожи. Таким образом, довольно слабое повышение чувствительности кожи к смоле РЭС—10,5% проявилось в результате более длительного срока «инкубации» и двух аппликаций «разрешающей» дозы. При этом повышение чувствительности, хотя и в слабой степени, было более выражено у кроликов.

В третьей серии опытов испытывалось действие смолы ЭД, содержащей 10,5°/о эпоксидных групп в виде такого же 15% раствора ее в целлозольве. После 10—15 аппликаций 2 капель такого раствора на выстриженной коже 4 морских свинок и 3 кроликов отмечалось покраснение центра подопытного участка, а у кроликов, кроме того, поверхностное шелушение ороговевшего эпидермиса. На новом свежем участке нанесение одной капли раствора через 10 суток привело к незначительному покраснению кожи, более слабому у кроликов.

Второй образец диановой смолы ЭД-5 с 18% эпоксидных групп наносился на кожу в виде 25% раствора в целлозольве (6 свинок) и ацетоне (5 свинок). После 10—15 аппликаций растворов отмечались лишь

1 Последний образец являлся товарным продуктом, изготовляемым в промышленном масштабе.

поверхностное мелкое шелушение и появление отграниченного слабо розового пятна у части свинок при применении ацетонового раствора смолы. Последующее нанесение одной капли раствора на свежий участок кожи спустя 10 суток у 2 из б свинок вызвало появление неравномерной гиперемии и легких царапин и поверхностных эрозий. У одной из 5 свинок, которым наносился ацетоновый раствор, образовалось очерченное красное пятно, у остальных заметная реакция отсутствовала.

Ни в одной из указанных серий опытов нельзя было уловить признаков резорбтивного действия растворов смолы, наносимых на кожу. Вид и поведение животных казались вполне нормальными, изменения веса не отличались от таковых в контроле.

Как указывалось, эпоксидные смолы чаще всего применяются вместе с отвердителями; поэтому нами было исследовано также совместное действие смолы и одного из отвердителей. В качестве последнего использовался полиэтиленполиамин, представляющий неразделенную смесь триэтилендиамин — гексаэтиленпентамин и еще более высоких аминов. В смеси содержится также некоторое количество пиперазинов. Смесь полиаминов имеет щелочную реакцию и хорошо растворяется в воде.

При 5-кратной аппликации 1—2 капель самого полиэтиленполиа-мина на выстриженный участок кожи нижней трети спины морских свинок развивался значительный воспалительный инфильтрат с коричневым окрашиванием и глубоким некрозом (некротический струп). Но аппликация капли полиамина на свежий участок кожи после 10-суточного перерыва не вызывала реакции, т. е. не вызывала развития повышенной чувствительности кожи. Однако полиэтиленполиамин обладал заметно выраженным прямым раздражающим действием на кожу свинок. После 10—15-кратного нанесения на кожу 4 морских свинок и 4 кроликов смеси из 15% эпоксидной смолы РЭС с 10,5%) эпоксидных групп и поли-этиленполиамина в виде раствора в целлозольве не возникало сколько-нибудь существенных изменений кожи свинок и наблюдалось только небольшое ее утолщение у кроликов. Кожа в месте нанесения раствора слегка окрашивалась в коричневый цвет. После двукратного нанесения капли такого же раствора с интервалом в 10 суток на свежие участки кожи у свинок не появилось видимой реакции кожи, а у кроликов отмечалась эритема новых и даже некоторое покраснение старых участков. Таким образом, можно думать, что в результате совместного действия эпоксидной смолы и отвердителя — полиэтиленполиамина — не образуются соединения, обладающие сильным аллергическим действием.

При использовании искусственных смол и пластмасс в ряде случаев они подвергаются нагреву, в результате которого имеет место их разложение и выделение летучих продуктов. Последние могут обладать токсическими свойствами как это, например, известно для некоторых фторопластов или аминопластов.

Нами были поставлены 2 серии опытов по изучению действия летучих продуктов, выделяющихся при нагревании 2 видов чистой эпоксидной смолы. Сосуд с навеской смолы помещали в кипящую водяную баню: через него с постоянной скоростью (5 л/мин) протягивали воздух, поступавший затем в камеру с животными — белыми мышами. Химический состав летучих продуктов не определяли; концентрацию их учитывали весьма неточно по потере веса смолы после каждой экспозиции.

Во время экспозиции летучие вещества из смолы РЭС с 31% эпоксидных смол вызывали у мышей явления раздражения слизистых глаз и носа. После 8 двухчасовых экспозиций пало 3 мыши из 5, а после 9-й затравки— еще одна мышь. В легких погибших животных обнаруживались полнокровие, кровоизлияния, участки геморрагической пневмонии.

Во второй серии опытов в течение 36 дней 10 мышей 30 раз по

3 часа в день отравляли летучими продуктами из эпоксидной смолы ЭД-5. Во время экспозиции отмечалось лишь небольшое раздражение •слизистых оболочек. Вес мышей продолжал нарастать. Все животные пережили период отравления и были убиты спустя трое суток после последней загравки. При вскрытии у всех мышей были отмечены патологические изменения в легких в виде мелких или массивных кровоизлияний, а также очагов уплотненной ткани. Патологические изменения легочной ткани подтвердились также значениями легочных коэффициентов, которые оказались увеличенными по сравнению с контролем. Так, среднее значение весового коэффициента в подопытной группе мышей составляло 0,883, а в контрольной—0,546, среднее содержание влаги в ткани легких первой группы было 50,2%, а во второй—71,1%.

Л

Выводы

1. Эпоксидная смола, полученная путем конденсации эпихлоргид-рина с резорцином или дифенилолпропаном, в чистом виде при непосредственном контакте с кожей морских свинок и кроликов оказывает относительно слабое местное действие на кожу. В результате повторных аппликаций 15% и 25% раствора смолы отмечается лишь некоторая воспалительная гиперемия без значительной инфильтрации и поверхностное шелушение.

2. Те же смолы вызывают лишь слабую сенсибилизацию кожи у подопытных животных. Как прямое раздражающее действие, так и способность повышать чувствительность кожи более выражены у смолы, являющейся продуктом конденсации эпихлоргидрина с резорцином. Животные (морские свинки), предварительно сенсибилизированные к кожному аллергену (динитрохлорбензолу), более чувствительны как к прямому, так и к сенсибилизирующему действию эпоксидной смолы.

3. Смолы с более высоким содержанием эпоксидных групп (менее , вязкие) в равных условиях обладают более заметным местнораздра-

жающим и сенсибилизирующим эффектом.

4. Один из отвердителей эпоксидных смол — полиэтиленполиамин (смесь алифатических аминов, начиная с триэтилендиамина)—обладает выраженным местным раздражающим действием на кожу экспериментальных животных без заметной ее сенсибилизации.

5. Летучие продукты, образующиеся при нагревании эпоксидной смолы до 60—90°, обладают раздражающим действием и вызывают патологические изменения в легких подопытных животных (белых мышей).

6. С гигиенической точки зрения предпочтительнее применение диа-новых смол перед продуктами, получаемыми путем конденсации эпихлоргидрина с резорцином, и смол с более низким содержанием эпоксидных групп.

7. Применение эпоксидных смол требует обязательного устранения непосредственного контакта их с кожей работающих, полного улавливания всех летучих продуктов или пыли, образующихся при их нагревании, последующей механической обработке залитых, склеенных и других изделий, строгого соблюдения мер личной гигиены, обработки изделий только после полного застывания смолы и т. д.

ЛИТЕРАТУРА /

Гершанович М. Л. В кн.: Воспроизведение заболеваний у животных длч экспериментально-терапевтических целей. Л., 1954, стр. 26—48. — Grand jean Е. Brit. J. Industr. Med., 1957, v. 14, p. I.-Lan dslei n er К., Jacobs J. J. Exper. Med., 1935, v. 61, p. 643. — L e f a u x R. Arch, malad. profession. 1956, v. 16, p. 554.— Si bou let M. Arch, malad. profession, 1956, v. 16, N 4 bis., p. 108.— Urban E„ •Gottlieb P. M. Allergy, New York, 1946.

Поступила 19/VII 1958 r.

THE ACTION OF EPOXIC RESIN ON THE SKIN

E. N. Levina, senior scientific collaborator

During the last few years the industry has started the use of a new kind of artificial resins that of epoxic resins, which are the condensation product of epichlorhydri-ne with phenols.

The author has studied the action of pure epoxic resins (condensation product of epichlorhydrine and resorcine: RER resin) or that of dephinylolpropare (ED resin) on the skin of rabbits and guinea pigs.

The RER resin has a more powerful irritating and sensitizing action on the skin-Animal, which have been previously sensitized to the skin allergen, become more sensitive to the action of the epoxic resin on the skin. Resins with a higher content of the epoxic group produce a more acute local, irritating and sensitizing action. The volatile products formed as result of heating the RER resin up to 60—90° C have a pronounced

irritating effect and produce pathological lesions in the lungs of white mice.

* * *

МИКРОКЛИМАТ И МИКРОФЛОРА КЛАССНЫХ КОМНАТ И АЭРОГЕННЫЕ ИНФЕКЦИИ СРЕДИ УЧАЩИХСЯ В ШКОЛАХ ТБИЛИСИ

Научный сотрудник О. И. Дедабришвили

Из Научно-исследовательского санитарного института Министерства здравоохранения Грузинской ССР

Воздушный режим классных комнат имеет актуальное значение дл» охраны здоровья учащихся. Пребывание учащихся значительное время в закрытых помещениях вызывает необходимость такого регулирования микроклимата закрытых помещений, которое отвечало бы физиологическим и возрастным особенностям учащихся. Известно, что с изменением воздушной среды классных комнат изменяются в определенных пределах функции организма учащихся, а повторяющиеся изо дня в день функциональные изменения могут вызывать существенные отрицательные сдеиги в еще не сформировавшемся организме учащегося.

С ухудшением физико-химических свойств воздуха в течение учебного дня в классах параллельно нарастает и микрофлора, что имеет немалое значение в распространении аэрогенных инфекций среди учащихся. По данным ряда авторов (А. И. Шафир, Ф. С. Эпштейн и Э. Г. Саламандра, А. И. Канчели и др.), частота заболеваний верхних дыхательных путей связана с ростом микрофлоры закрытых помещений, а одной из основных причин обогащения микрофлоры в классных комнатах является ограничение воздухообмена.

В условиях климата южных районов, в частности Грузии, требуемый воздухообмен в классах может быть обеспечен в продолжении всего учебного года путем правильного режима аэрации с учетом метеорологических условий, оснащения классов соответствующими вентиляционными установками и должной их эксплуатацией.

Целью нашей работы являлос-. изучить существующие условия микроклимата и микрофлоры классных комнат, проследить их связь с движением аэрогенных инфекций и выработать режим аэрации классных комнат для оздоровления воздушной среды, чем способствовать снижению распространения аэрогенных инфекций.

Для разрешения указанной задачи в 3 однотипных школах Тбилиси в 9 классных комнатах мы посезонно изучали микроклимат и микрофлору в течение учебного дня и параллельно вели наблюдения за дви-