Tausta

Puukuituperäinen nanoselluloosa on uusiutuva materiaali, jolla on erityisominaisuuksiensa ansiosta runsaasti potentiaalisia teollisia sovelluksia. mm. komposiiteissa, fossiilisten materiaalien korvaajina, kuluttajatuotteissa, pinnoitteissa, elintarviketeollisuudessa ja biolääketieteessä.

Vielä on epäselvää, aiheutuuko nanokoon selluloosamateriaaleista suurempi terveysriski kuin perinteisestä selluloosasta. Niistä on vain vähän toksisuustietoja, mutta työperäistä altistumista nanoselluloosan aerosoleille pidetään mahdollisena etenkin materiaalien prosessoinnin, tuotannon ja pakkauksen yhteydessä.

Nanoselluloosan tuotanto on Suomessa tällä hetkellä pilotti- ja esikaupallisessa vaiheessa, mikä mahdollistaa materiaalien ja prosessien turvallisuuskysymysten huomioon ottamisen ennen kaupallistamista. Turvallisuustutkimuksen aika onkin juuri nyt, ennen laajan tuotannon aloittamista.

Hankkeen tavoitteet

Nanofibrillaarinen selluloosa muodostuu pitkistä, biopysyvistä kuiduista, joilla kuituparadigman mukaan saattaa hengitettyinä olla samanlaisia haittavaikutuksia kuin asbestilla.

Hankkeen tavoitteena on selvittää, mitkä nanofibrillaaristen selluloosan fysikaalis-kemialliset ominaisuudet liittyvät toksisiin vaikutuksiin ja miten nämä vaikutukset syntyvät.

Toksisuuteen vaikuttavien materiaaliominaisuuksien tunnistaminen on keskeistä nanoselluloosan vaaran- ja riskinarvioinnissa sekä turvallisten nanoselluloosamateriaalien kehittämisessä safe-by-design-periaatteen mukaisesti.

Toteutus

Aiemmissa tutkimuksissamme nanofibrillaarinen selluloosa ei ollut perimämyrkyllinen epiteelisolujen viljelmissä, mutta aiheutti hiirten keuhkoissa akuutin tulehduksen ja DNA-vaurioita. Hieman lyhempi ja ohuempi, biosidia sisältävä nanoselluloosa ei kuitenkaan ollut hiirillä perimämyrkyllinen.

Hankkeessa selvitämme

  • voivatko fysikaalis-kemialliset ominaisuudet tai endotoksiinikontaminaatio selittää havaitut erot nanoselluloosien perimämyrkyllisyydessä
  • johtuuko solu- ja koe-eläintulosten välinen ristiriita tulehdukseen ja oksidatiiviseen stressiin liittyvästä sekundäärisestä perimämyrkyllisyydestä.

Tutkimuksen tarkoituksena on erityisesti tarkastella seuraavia seikkoja:

  1. Kuitujen pituuden, halkaisijan ja pintavarauksen vaikutus nanoselluloosan toksisuuteen
  2. Endotoksiini-kontaminaation vaikutus nanoselluloosan toksisuuteen
  3. Primääristen ja sekundääristen mekanismien merkitys nanoselluloosan perimämyrkyllisyydessä (genotoksisuudessa)

Teemme yhteistyötä Aalto-yliopiston Puunjalostustekniikan laitoksen kanssa (professori Rojas), joka toimittaa tutkimuksessa käytettävät erityyppiset nanofibrillaariset selluloosamateriaalit. Selvitämme nanoselluloosamateriaalien toksisuutta soluviljelmissä ja hiirten hengitystiealtistuksessa.

Tulosten hyödyntäminen

Vaaraa aiheuttavien ominaisuuksien tunnistaminen edistää turvallisten materiaalien ja tuotteiden kehittämistä, mikä pienentää ammatillisten terveyshaittojen mahdollisuutta nanoselluloosan ja sitä hyödyntävien tuotteiden valmistuksessa ja käytössä.

Aikataulu

1.9.2017 – 31.8.2020

Rahoittajat

Työsuojelurahasto

Lisätietoa

Lisätietoa rahoittajan hankesivulla.