Les dangers associés à l'inhalation de particules aéroportées en lieux de travail ont reçu beaucoup d'attention ces dernières décennies et des progrès importants ont été réalisés dans la compréhension des mécanismes d'action par lesquels ces substances peuvent agir dans le tissu pulmonaire. Les recherches des dernières années ont apporté des nouvelles connaissances sur les caractéristiques pertinentes des particules aéroportées, apportant ainsi une meilleure façon d'évaluer le potentiel d'activité biologique selon certains de ces critères.

Au cours des deux dernières décennies, on a assisté à la combinaison du progrès dans les techniques analytiques et d'une meilleure définition des protocoles expérimentaux pour comparer l'activité biologique des particules respirables. Ces recherches ont permis de mettre en lumière une caractéristique particulière des particules inhalées en ce qui concerne leur interaction avec le tissu pulmonaire. Ainsi, alors que l'on connaissait depuis longtemps l'importance de la dose et des dimensions, on a découvert qu'il y a une autre propriété significative des particules inhalées, reliée à leurs composition chimique : leur " durabilité " dans un milieu biologique. Cette caractéristique importante est souvent décrite comme la " biopersistance ".

Il a été clairement démontré dans de nombreuses expériences animales et dans plusieurs études épidémiologiques que les effets de santé néfastes sont associés avec les particules qui sont " retenues" (biopersistantes) pendant de longues périodes dans le poumon, contrairement à celles qui sont rapidement " éliminées ". Aujourd'hui, il y a un large consensus international reconnaissant les " trois D " (dimensions, dose et durabilité) comme les paramètres clés de pertinence biologique dans l'évaluation de l'activité biologique des fibres minérales respirables.

Plus récemment, des recherches additionnelles ont reconnu qu'en ce qui concerne la durabilité (biopersistance), une partie de la composition chimique de fibres minérales semble expliquer de plus près leur biopersistance relative dans le milieu acide des poumons, où les particules riches en oxides alcalins sont généralement moins biopersistantes. Ainsi, il semble que les fibres qui affichent un pourcentage bas ( = 18%) d'oxydes alcalins peuvent rester pour de longues périodes dans le poumon (elles sont biopersistantes), tandis que celles qui ont un pourcentage plus élevé ( = 18%) d'oxydes alcalins, tels que NaO2, K2O, CaO, MgO, BaO) seraient moins biopersistantes, c.-à-d. qu'elles sont plus rapidement éliminées des poumons.

La classification
Pendant plusieurs années, la classification de fibres minérales par l'Agence Internationale pour la Recherche sur le Cancer (IARC) incluait quatre catégories principales : le groupe 1 : cancérogène chez l'humain ; le groupe 2a : cancérogène probable ; le groupe 2b : cancérogène possible ; groupe 3 : pas classable quant à sa cancérogénicité chez l'humain ; groupe 4 : probablement pas cancérogène chez l'humain.

Plus récemment, après de longues consultations avec des experts internationaux, l'Union européenne a émis une " DIRECTIVE FIBRE " pour la classification de fibres minérale synthétiques. Au début, le groupe d'experts avait une matrice de 9 cases, basée sur le soi-disant indice KNB (le somme totale d'oxydes alcalins), et le diamètre moyen de la fibre. Finalement, la classification de la Directive fut ramenée à 3 groupes :

• Les fibres à filaments continus avec un diamètre moyen de moins de 6 µm : aucune classification eu ègard à la cancérogénicité
• Les fibres avec un diamètre moyen de moins de 6 µm, et moins de 18% oxydes alcalins : "Catégorie 2" substances cancérogènes (cancérogénicité probable)
• Les fibres avec un diamètre moyen de moins que 6 µm, et plus que 18% oxydes alcalins : "Catégorie 3" substances cancérogènes (cancérogénicité possible)

Il est donc possible sous la Directive de Fibre européenne qu'une fibre puisse être exclue de la "Catégorie 3 : substance cancérogène" si elle contient plus que 18% oxydes alcalins en se basant sur certains critères inscrits dans la Directive, y compris la démonstration de l'absence de pouvoir pathogène pertinent et de l'absence de changement néoplasique dans un test biologique d'inhalation, de même que la démonstration d'une biopersistance minime dans un test validé de biopersistence à court terme, utilisant l'administration de fibres par l'inhalation ou par voie intra-trachéale.*

Les Fibres Fibrox
Récemment, un échantillon représentatif de fibres Fibrox 300 à été soumis pour analyse élémentaire par un laboratoire indépendant. Les résultats obtenus démontrent que la somme d'oxydes alcalins est de 28,85%, significativement plus élevée que la limite de 18% indiqué dans la Directive de Fibre européenne. L'interprétation est donc que cette fibre n'est pas de catégorie 2 (cancérogénicité probable), mais clairement dans la catégorie 3 substance (cancérogénicité possible). De plus, le diamètre relativement plus grand des fibres moulues Fibrox 300 (5-6 microns par la population ; 8-9 microns par distribution massive) placerait cette fibre très proche de la limite d'exclusion ( = 6 microns) comme établie dans la Directive de Fibre

AEA Technology (Biosciences)
Harwell, Didcot U. K.

Bibliographie pertinente

Bernstein, D.M. (1998), "The Scientific and Health Related Reasons for Fiber Classification by the EC", VDI Berichte 1417, pp. 111-128, 1998 published by the Verein Deutscher Ingenieure, VDI Verlag GmbH, Düsseldorf, 1998 (ISSN 0083-5560, ISBN 3-18-091417-3).

Bernstein, D.M. (1997a). Data Analysis of intratracheal and inhalation biopersistence data. Report to the European Commission, Directorate General - JRC, Institute for Health and Consumer Protection, Toxicology and Chemical Substances Unit.

Bernstein, D.M. (1997b). Correlation between short term biopersistence and chronic toxicity studies. Report to the European Commission, Directorate General - JRC, Institute for Health and Consumer Protection, Toxicology and Chemical Substances Unit.

Report EUR 18748 EN (1999) "Methods for the Determination of the Hazardous Properties for Human Health of Man Made Mineral Fibres (MMMF) ed. D. M. Bernstein & J.M. Riego Sintes. European Commission Directorate General - JRC, Institute for Health and Consumer Protection, Toxicology and Chemical Substances Unit

Brown, R.C., Pigott G.H. and Alexander I. (1995) Classification of MMMF. Ann. Occup. Hyg. 39 (2), 135-140 Commission Directive 97/69/EC, O.J. No. L 343, p. 19 - 24

Council Directive 67/548/EEC, O.J. No. L 196, p. 1.

EPA, Workshop Report on Chronic Inhalation Toxicity and Carcinogenicity Testing of Respirable Fibrous Particles, United States Environmental Protection Agency, Washington, DC, EPA-748-R-96-001, January 1996.

Guidelines for setting specific concentration limits for carcinogens in Annex I of Directive 67/548/EEC - Inclusion of potency considerations - Commission Working Group on the Classification and Labelling of Dangerous Substances. In press and also Website: http://europa.eu.int/comm/dg11/dansub/potency.pdf

Oberdorster G., Evaluation and use of animal models to assess mechanisms of fibre carcinogenicity. IARC Sci. Publ. 1996;(140):107-25.

* Actuellement, l'UE utilise des critères différents de ceux de l'IARC et seulement 3 catégories pour substances hasardeuses avec propriétés cancérogènes possibles :

• Cat. 1, R45 ( + symbole T (Toxique) : peut causer le cancer chez l'humain selon les études épidémiologiques)
• Cat. 2, R45( + symbole T (Toxique)) : peut causer le cancer dans deux espèce animales; preuve positive précise dans une espèce + : données basées sur la génotoxicité ou autre paramètre (le métabolisme, la biochimie, les tumeurs bénignes)
• Cat. 3, R68 ( + symbole Xn (nuisible) : Preuves restreintes d'effet cancérogène : les substances ont suffisamment été étudiées mais les effets sont insuffisants pour la classification dans le Cat.2, ou les substances n'ont pas encore été adéquatement testées, mais pourraient être inquiétantes pour l'homme = classification temporaire

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