編譯：公子欣
當(dāng)前，3D打印機(jī)在建筑、醫(yī)療、教學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，我們?cè)趯W(xué)校、家庭、圖書館等主流生活場(chǎng)所都可以看到它的身影。當(dāng)大家對(duì)3D打印技術(shù)感到新奇驚嘆之余，是否對(duì)其安全性有過擔(dān)憂呢？
事實(shí)上，在3D打印過程中釋放的顆粒雖然很小，但足以滲透到肺部深處打印機(jī)打印時(shí)有毒嗎，從而影響室內(nèi)空氣質(zhì)量和公眾健康。此外，3D打印機(jī)目前被廣泛用于制造面罩、呼吸器和其他個(gè)人防護(hù)設(shè)備等，從而帶來了新的緊迫性。
用于3D打印機(jī)的基礎(chǔ)材料包括熱塑性塑料、金屬、納米材料、聚合物以及揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)化學(xué)品，打印過程可能需要幾個(gè)小時(shí)，在此期間，一系列化學(xué)副產(chǎn)品和微粒可能會(huì)釋放到室內(nèi)環(huán)境中。考慮到這些未知因素，科學(xué)家們開始研究這些釋放物及其具體組成、顆粒大小和在室內(nèi)環(huán)境中的停留時(shí)間，由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可被納入可靠的暴露和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
近日打印機(jī)打印時(shí)有毒嗎，在2020年美國(guó)風(fēng)險(xiǎn)學(xué)會(huì)舉辦的3D打印與新興材料的暴露與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研討會(huì)上，介紹了幾項(xiàng)旨在表征和量化室內(nèi)環(huán)境中釋放、組成、顆粒大小和停留時(shí)間的研究：
美國(guó)職業(yè)安全與健康研究所的錢勇博士開展了一項(xiàng)研究，通過檢測(cè)吸入的人體肺細(xì)胞和大鼠，評(píng)估了3D打印過程中ABS排放的潛在毒性。這項(xiàng)名為“丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）打印機(jī)排放誘導(dǎo)體外和體內(nèi)毒性”的研究揭示，所排放的顆粒在人類肺細(xì)胞中產(chǎn)生中等毒性，在大鼠中毒性最小。
美國(guó)環(huán)境保護(hù)署最近的3D打印排放研究回顧了最近兩項(xiàng)研究：第一項(xiàng)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中分析了3D打印機(jī)長(zhǎng)絲擠壓機(jī)（設(shè)備用于創(chuàng)建3D打印機(jī)細(xì)絲）的排放，第二個(gè)用模擬模型預(yù)測(cè)沉積在呼吸道的特定位置的粒子數(shù)量，以及使用3d打印機(jī)時(shí)，該模式如何隨著不同年齡的個(gè)體而變化。
研究第一作者、美國(guó)環(huán)境保護(hù)署博士說，到目前為止，公眾對(duì)可能接觸到3D打印機(jī)排放物的意識(shí)還很少。這項(xiàng)研究一個(gè)潛在的社會(huì)效益是提高公眾對(duì)3D打印機(jī)排放的意識(shí)，以及兒童可能更容易受到影響的意識(shí)。
研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)絲擠壓機(jī)釋放出大量的小顆粒和蒸汽，與3D打印機(jī)研究中發(fā)現(xiàn)的類似，而模擬模型預(yù)測(cè)，9歲及以下的兒童肺區(qū)域的每表面積顆粒物沉積量更高。研究還需要對(duì)排放曲線進(jìn)行進(jìn)一步檢測(cè)，并進(jìn)行更多的模擬研究，以預(yù)測(cè)吸入劑量。
雖然3D打印更容易滿足個(gè)性化需求，使許多產(chǎn)品更容易獲得，且成本低廉，但確實(shí)會(huì)導(dǎo)致大量塑料產(chǎn)品污染地球。杜克大學(xué)的Joana Marie Sipe已經(jīng)開發(fā)了一種機(jī)器，可以測(cè)量塑料產(chǎn)品（比如水壺）在使用過程中和環(huán)境中通過摩擦和打磨可以分解多少，然后將塑料顆粒喂給魚，觀察塑料中的納米顆粒對(duì)其器官的影響。
研究揭示，當(dāng)塑料分解時(shí)，被納入其中并被認(rèn)為是生物不可用的納米材料就會(huì)暴露在環(huán)境中。研究人員能夠預(yù)測(cè)塑料被魚吃掉時(shí)所逸出的納米粒子的百分比，從而提供了一個(gè)矩陣釋放因子（MRF），可以用來計(jì)算當(dāng)人們咀嚼產(chǎn)品或產(chǎn)品在海洋中分解時(shí)釋放的塑料和納米顆粒的數(shù)量。
Sipe指出，這項(xiàng)研究可以根據(jù)納米材料的MRF值，幫助制定在特定消費(fèi)產(chǎn)品中添加多少納米材料填料的規(guī)定。這些數(shù)據(jù)可以幫助確定有多少塑料和/或納米填充產(chǎn)品向環(huán)境或人體釋放污染物。
隨著3D打印技術(shù)的日益普及，我們希望監(jiān)管機(jī)構(gòu)、制造商和用戶能夠增加對(duì)3D打印的認(rèn)識(shí)和了解，尤其需要將注意力集中在更好地管理潛在風(fēng)險(xiǎn)上。