Forskare undersöker hur restpartiklar från 3D-printing påverkar människors hälsa

3D-printing, även kallad additiv tillverkning, är en metod där man lägger lager på lager i tillverkningen av en produkt. I industrin finns avancerade skrivare som massproducerar allt från maskindelar till färdiga varor. Skrivarna använder pulver av vitt skilda material som metaller och plaster, och under produktionen uppstår mikroskopiska nanopartiklar och kemikalier som kan påverka hälsan för människor som kommer i kontakt med dem.

– Vi vet nästan ingenting om hur det påverkar arbetarna i industrin, det finns väldigt lite forskning på området, säger Eva Särndahl, professor i medicin vid Örebro universitet.

NanoSafety är ett tvärvetenskapligt projekt med forskare inom kemi, biologi, medicin och biomedicin vid Örebro universitet. Det startade 2018 och året efter fick man anslag av KK-stiftelsen. Nu utökas projektet i form av NanoSafety 2 efter nya anslag från stiftelsen.

– Några få länder har lagstiftning gällande partiklar vid 3D-printing men det saknas i Sverige. Det är också ett stort svart hål gällande regler och föreskrifter på EU-nivå, säger forskaren Andi Alijagic.

Svårt att fånga in de extremt små partiklarna

Projektet har tre mål: att upptäcka risker, föreslå lösningar och utveckla ett forskningscenter för säkerhet kring de extremt små partiklarna. För att förstå deras storlek kan nämnas att det går en miljard nanometer på en vanlig meter, och exempel på naturligt förekommande nanopartiklar är virus och gasmolekyler.

Eftersom partiklarna är så små är det en utmaning för forskarna att samla in dem. En del av insamlingen har gjorts med en mindre apparat som arbetare inom industrin har burit med sig under arbetsdagarna. Det pågår också ett samarbete med PExA, ett företag som mäter statusen i lungor genom utandningsprov. Utöver det får arbetare inom industrin lämna blod- och urinprov som sparas för framtida analyser.

– I våra laboratorier testar vi nanopartiklarnas eventuella påverkan genom att sammanföra dem med celler för att se hur de reagerar. En cell kan svara helt annorlunda på en nanopartikel än på en större partikel från samma ämne, säger Eva Särndahl.

Ett av forskningscentrets mål är att kunna göra preventiv screening av nya material innan de når marknaden. En förståelse för nanopartiklars hälsoeffekter kommer också att hjälpa företag med säkerhetsåtgärder genom hela produktionsledet.

– Vi bygger ett referensbibliotek rörande eventuella toxiska effekter från många sorters material som används inom 3D-printing. För att förbättra våra screeningverktyg använder vi också AI och maskininlärning, säger Andi Alijagic.

Plast negativt för miljön – men även för människors hälsa

Även i den traditionella industrin finns ämnen som kan vara hälsofarliga. Där finns också ett gediget regelverk gällande arbetsmiljö, och människor med vissa medicinska diagnoser får inte arbeta i produktionen eftersom det finns förhöjda hälsorisker om de kommer i kontakt med vissa ämnen. Personer med ökad risk för astma eller försämrad lungsjukdom får till exempel inte jobba på gjuterier eller lackeringsföretag.

– Nanopartiklar och kemikalier är extremt små, och det är lätt att underskatta risken med dem. De minsta partiklarna kan penetrera lungorna och ta sig vidare till andra organ i kroppen. Plast som är gjord för att användas i industrin kan ha negativa effekter på kroppen om man utsätts för ämnet under lång tid, säger Andi Alijagic.

Just plast och dess negativa påverkan på miljön varnas det om på flera håll, men enligt Andi Alijagic är krisen minst lika stor gällande människors hälsa. Samtidigt vill varken han eller Eva Särndahl slå på stora varningstrumman.

– Vi vill vara förberedda för framtiden med ett säkerhetstänk från början. Företagen vi samarbetar har stort säkerhetsfokus men det finns också många andra företag – både i Sverige och utomlands – som inte har resurser eller vilja att prioritera arbetsmiljöfrågan, säger Särndahl.

Hon tillägger att människokroppen vanligtvis är tålig, men att långvarig exponering av partiklar och kemikalier har visat ökade hälsorisker inom den traditionella industrin. Eventuella hälsorisker inom 3D-printing kommer att undersökas i framtiden genom de prover som forskarna samlar in varje år.

Besöker företag för att undersöka hur personalen påverkas

Forskarna i NanoSafety har samarbetat med Arbets- och miljömedicin (AMM) vid Universitetssjukhuset i Örebro i flera år. De har undersökt hälsoeffekter för arbetare i gjuterier och inom hårdmetallindustrin genom att mäta kvarts och kobolt i luften. I första steget av NanoSafety besökte de Amexci, ett 3D-printingföretag i Karlskoga som samägs av flera stora företag som Atlas Copco, Electrolux och Ericsson.

– I NanoSafety 2 ska vi fortsätta arbetet med att besöka fler företag. Eftersom nanopartiklar inte agerar som vanliga partiklar har insamlingen varit det svåraste, och under den första perioden har vi provat oss fram och plockat bort instrument som inte varit relevanta, säger Lena Andersson, yrkeshygieniker och docent i medicinska vetenskaper vid AMM.

Hon delar forskarnas förhoppning om att arbetet ska leda till gränsvärden för exponering av nanopartiklar och standardiserade metoder för att mäta dem.

– Vi är vana vid faktiska gränsvärden som Arbetsmiljöverket sätter upp. För kvarts och kobolt vet man precis hur man ska provta och analysera, men när det gäller nanopartiklar har vi än så länge inga riktlinjer.

Två gånger per år har forskarna vid Örebro Universitet besökt Amexci för att ta blod-, urin-, och lungvätskeprov på arbetarna som deltar, berättar Kim Färnlund, senior metallurg vid Amexci.

– Eftersom vi inte ville stå vid sidan och vänta, valde vi att ta en aktiv roll och stötta forskningen. Vi ville få en förståelse för vilken sorts skyddsutrustning som krävs när vi jobbar med den nya teknologin, och vid vilka arbetsmoment det är mest kritiskt, säger han.

Text: Mikael Åberg
Foto: Jesper Mattsson