Tin speciation in the blood plasma of workers occupationally exposed in a cassiterite ore processing industry / Especiação de estanho no plasma sanguíneo de trabalhadores expostos ocupacionalmente em uma indústria de processamento de minério de cassiterita

ABSTRACT Mining is a high-risk activity due to its dangerous processes. Tin (Sn) is obtained from cassiterite ore and mining activities expose workers to the metal. Chronic exposure to Sn may cause pneumoconiosis, gastrointestinal and hematological effects, among others. This work aimed to assess the exposure of workers to tin in a cassiterite ore processing industry, using the speciation analysis in blood plasma. Twelve subjects donated the blood samples; six were occupationally exposed to Sn. Size exclusion chromatography separated proteins in blood plasma; a graphite furnace atomic absorption spectrometer determined total tin in the plasma and eluted fractions, while SDS-PAGE determined molecular masses of proteins. Tin levels in the workers' plasma were four times higher than in the reference individuals. After fractionation, the metal only appeared in the total inclusion volume, not being possible to confirm the binding of tin to proteins, which certainly modifies their functions and impair workers' health. Despite that, the work process needs to change since Sn levels in the workers' plasma pointed to metal exposure. Further works are necessary to clarify whether the metal is free or bound to small proteins in blood plasma and understand the true impact of tin on workers' health.

RESUMO A mineração é uma atividade de alto risco devido aos seus processos perigosos. O estanho (Sn) é obtido do minério de cassiterita e as atividades da mineração expõem os trabalhadores ao metal. A exposição crônica ao Sn pode causar pneumoconiose, gastrointestinal e hematológica entre outros efeitos. Este trabalho avaliou a exposição de trabalhadores ao estanho em uma indústria de processamento de minério de cassiterita, utilizando a análise de especiação no plasma sanguíneo. Doze indivíduos doaram amostras de sangue, sendo seis expostos ocupacionalmente ao Sn. A SEC separou as proteínas do plasma sanguíneo, a GFAAS determinou a concentração total de estanho no plasma sanguíneo e frações eluídas, enquanto o SDS-PAGE determinou as massas moleculares das proteínas. O plasma dos trabalhadores apresentou níveis quatro vezes maiores do que os indivíduos de referência. Após fracionamento, Sn só apareceu no volume de inclusão, não sendo possível confirmar sua ligação às proteínas. Contudo, o processo de trabalho precisa mudar, pois os níveis de Sn no plasma dos trabalhadores apontam para exposição ao metal. Outros trabalhos são necessários para esclarecer se o metal está livre ou ligado a pequenas proteínas do plasma e entender o verdadeiro impacto do estanho na saúde dos trabalhadores.

Efeito anti-erosivo de soluções contendo diferentes polímeros / Anti-erosive effect of solutions containing different polymers

O desgaste erosivo tem sido reconhecido como uma condição frequente nos últimos anos, principalmente devido a mudanças nos hábitos alimentares e comportamentais das populações em geral. Considerando a natureza irreversível desta condição, o diagnóstico precoce e a adoção de medidas preventivas são muito importantes. Dentre elas, a adição de polímeros a produtos de higiene bucal associados ou não a fluoretos apresenta-se como uma alternativa promissora, já que alguns polímeros apresentam compatibilidade com as estruturas dentais e capacidade de formação de um filme protetor. Este estudo foi subdivido em três artigos que visaram, através de diferentes abordagens, investigar o efeito anti- erosivo de polímeros formadores de filme, bem como o efeito da associação destes com fluoretos. O primeiro artigo consistiu em uma revisão da literatura sobre aspectos relacionados ao potencial de utilização dos polímeros para a prevenção da erosão dental. O segundo artigo consistiu em um estudo de varredura para verificar a capacidade de redução da dissolução da hidroxiapatita promovida por soluções contendo quatro polímeros (polioxirano, hidroxipropilmetilcelulose, pectina e um copolímero do polimetacrilato) associadas ou não com fluoreto de sódio -F (225 ppm F- ) e fluoreto de sódio + cloreto de estanho (800 ppm Sn2+) - FS. A mensuração do potencial zeta da hidroxiapatita dispersa tratada com as soluções experimentais foi realizada a fim de complementar a análise. O terceiro artigo consistiu em um estudo de ciclagem erosiva/reendurecedora na presença de película adquirida que se propôs a investigar o potencial de remineralização, potencial de proteção, a perda superficial e a tensão superficial do esmalte após o tratamento com as soluções contendo o copolímero do polimetacrilato. Concluiu- se que a utilização de polímeros formadores de filme, associados ou não a fluoretos, constitui uma abordagem promissora para prevenção da erosão dental. Dentre os polímeros investigados, o copolímero do polimetacrilato é um promissor agente para ser adicionado à produtos de higiene bucal visando a prevenção dos desgastes erosivos(AU)

Erosive wear has been recognized as a frequent condition in recent years, mainly due to changes in the dietary and behavioral habits of the general population. Considering the irreversible nature of this condition, early diagnosis and the adoption of preventive measures are very important. Among them, the addition of polymers to oral care products associated or not with fluorides is a promising alternative, as some polymers have compatibility with dental structures and ability to form a protective film. This study was subdivided into three articles that aimed, through different approaches, to investigate the anti-erosive effect of film- forming polymers, as well as the effect of their association with fluorides. The first article consisted of a literature review about aspects related to the potential use of polymers to prevent dental erosion. The second article consisted of a scanning study to verify the ability to decrease the hydroxyapatite dissolution promoted by solutions containing four polymers (polyoxyrane, hydroxypropyl methylcellulose, pectin and a polymethacrylate copolymer) associated or not with sodium fluoride -F (225 ppm F- ) and sodium fluoride + tin chloride (800 ppm Sn2+ ) -FS. Measurement of the zeta potential of dispersed hydroxyapatite treated with experimental solutions was performed to complement the analysis. The third article consisted of an erosive/rehardening cycling study in the presence of acquired pellicle that aimed to investigate remineralization potential, protection potential, surface loss and surface tension of the enamel after treatment with solutions containing the polymethacrylate. It was concluded that the use of film- forming polymers, associated or not with fluorides, is a promising approach for the prevention of dental erosion. Among the polymers investigated, the polymethacrylate copolymer is a promising agent to be added to oral hygiene products to prevent erosive wear(AU)

Efeito de fluoretos presentes em dentifrícios na prevenção da erosão de restaurações de resina composta e cimento de ionômero de vidro de esmalte e dentina erodidos / Effect of fluorides preseot in tootbpastes on tbe preventing erosion from enameJ and dentin eroded of composite resin and glass ionomer cement restorations

O objetivo desse estudo foi avaliar o desgaste, as propriedades mecânicas, topografia e composição química dos substratos dentários e materiais restauradores após ciclo erosivo/abrasivo, utilizando diferentes dentifrícios. Foram utilizados 244 blocos, sendo 122 de esmalte e 122 blocos de dentina, medindo 4 x 4 mm, obtidos a partir de incisivos bovinos que foram cortados e polidos. Cada amostra continha um bloco de esmalte e um de dentina, entre os blocos foram confeccionadas restaurações com cimento de ionômero de vidro modificado por resina (CIVMR) e resina composta (RC). Após as restaurações, a hemiface de cada amostra foi recoberta com verniz ácido-resistente, afim de produzir o lado controle. Esses dois grupos foram subdivididos em três grupos, de acordo com o dentifrício utilizado no processo de abrasão: SF - sem flúor (controle negativo), NaF - com fluoreto de sódio 1450 ppm de F (controle positivo) e SnF2 - com fluoreto de estanho 1100 ppm de F. O ácido cítrico a 0,05 M, pH= 3.2, foi utilizado nos ciclos de erosão, sendo realizados 4x/dia, 2 minutos cada, com intervalos de 1 hora entre cada ciclo. Os espécimes foram submetidos à abrasão (2x/dia, ao final do primeiro e último ciclo erosivo/dia), aplicando o slurry (1:3) sobre as amostras por 2 minutos, seguidos de 15 segundos de escovação por espécime (200 g por 15 s), ao longo de 5 dias. Na sequência, o verniz ácido resistente foi removido da hemiface de cada amostra e estas foram analisadas quanto ao desgaste das superfícies através de perfilometria (n=12), microdureza, apenas dos materiais restauradores (n =12), topografia por microscopia de força atômica (AFM) (n=2), nanodureza (H) e módulo de elasticidade (Er) (n=5), composição química através de energia dispersiva de raios-X (EDS) (n=3), microscopia Raman (n= 5). Os dados de perfilometria, microdureza dos materiais restauradores, (H / Er) e EDS e Raman foram submetidos a ANOVA dois fatores medidas repetidas e teste de Tukey (p< 0,05). Em relação às imagens de AFM foram analisadas apenas qualitativamente. O dentifrício NaF promoveu o maior desgaste nas superfícies dentinárias adjacentes ao CIVMR e RC. Apenas as interfaces adjacentes ao esmalte sofreram influência do dentifrício. Os mais baixos valores de microdureza foram observados para CIVMR quando se utilizou o dentifrício SnF2 (p < 0,05). Em relação aos valores de H e Er, pode-se notar que não houve diferenças entre os dentifrícios (p> 0,05), apenas entre as superfícies dentro de cada dentifrício (p< 0,05). Em relação às superfícies controle e erodida, apenas RC manteve seus valores constantes após erosão (p> 0,05). Em relação à composição química, os substratos dentários erodidos mostraram menores concentrações de cálcio e fosfato, enquanto para a superfície do material ionomérico houve uma diminuição de flúor e aumento de cálcio para as superfícies erodidas; as superfícies de resina composta mostraram-se inalteradas em sua composição química após os desafios erosivos (p > 0.05). Os dentifrícios não foram capazes de promover diferença nas propriedades mecânicas das superfícies após ciclo erosivo-abrasivo. Entretanto, promoveram diferenças quanto ao desgaste, composição química e topografia das superfícies, à exceção das superfícies de resina composta(AU)

The aim of this study was to evaluate the wear, mechanical properties, topography and chemical composition of dental substrates and restorative materiais after erosive / abrasive cycle using different toothpastes. A total of 244 blocks were used: 122 enamel and 122 dentin blocks, measuring 4 x 4 mm, obtained from bovine incisors that were cut and polished. Each sample contained one enamel and one dentin blocks, between them were made restorations with resin modified glass ionomer cement (RMGIC) and composite resin (CR). After restorations, the hemiface of each sample was coated with acid-resistant vamish to produce the contrai side. These two groups were subdivided into three groups according to the toothpaste used in the abrasion process: SF - no fluoride (negative control), NaF - sodium fluoride with 1450 ppm F (positive control) and SnF2 - stannous fluoride with 1100 ppm F. The 0.05 M citric acid, pH = 3.2, was used in the erosion cycles, being performed 4x / day, 2 minutes each, with 1 hour intervals between each cycle. The specimens were subjected to abrasion (2x / day at the end of the first and last erosive cycle / day), applying the slurry (1:3) to the samples for 2 minutes, followed by 15 seconds of brushing per specimen (200 g per 15 s) over 5 days. Next, acid resistant vamish was removed from the hemiface of each sample and these were analyzed for surface wear by profilometry (n = 12), microhardness of restorative materiais only (n = 12), atomic force microscopy (AFM) topography (n = 2), nanohardness (H) and modulus of elasticity (Er) (n = 5), chemical composition by X-ray dispersive energy (EDS) (n = 3), Raman microscopy (n = 5). The profilometry, microhardness of the restorative materiais, (H / Er) and EDS and Raman data were submitted to two-way repeated measures ANOVA and Tukey test (p <0.05). Regarding the AFM images were analyzed only qualitatively. NaF toothpaste promoted higher wear on dentin surfaces adjacent to RMGIC and CR. Only the interfaces adjacent to the enamel were influenced by the toothpaste. The lowest microhardness values were observed for MVICR when using the SnF2 dentifrice (p <0.05). Regarding H and Er values, there were no differences among the toothpastes (p> 0.05), only among the surfaces into each toothpaste (p< 0.05). ln relation to control and eroded surfaces, only CR maintened constant values after erosive-abrasive cycles (p> 0.05). Regarding the chemical composition, the eroded dental substrates presented lower calcium and phosphate concentrations, while for the surface of the ionomeric material there was a decrease of fluoride and calcium increase for the eroded suraces. Composite resin surfaces were unchanged in their chemical composition after erosion challenges (p> 0.05). The toothpastes were not able to promote difference in the mechanical properties of surfac.es after erosive-abrasive cycle. However, promoted differences in surface wear, chemical composition and topography, except for composite resin surfaces(AU)

Spatial pattern of the environmental exposure to tin in the vicinity of an alloy industry in Volta Redonda, Rio de Janeiro State, Brazil / Padrão espacial da exposição ambiental ao estanho nos arredores de uma indústria de ligas metálicas em Volta Redonda, Estado do Rio de Janeiro, Brasil / Patrón espacial de exposición ambiental al estaño en las proximidades de una industria de aleación en Volta Redonda, estado de Río de Janeiro, Brasil

Abstract: Despite being widely used in industry, the literature on tin and its effects in humans is scarce, especially regarding reference values in biological indicators such as blood and urine. Similarly, environmental limits are also rare. This study sought to assess the spatial distribution of hotspots in the environmental exposure to tin in the vicinity of an alloy industry in the south region of the state of Rio de Janeiro, Brazil. The study population consisted of 74 adults. Graphite furnace atomic absorption spectrometry determined tin in all samples. Households and points around the industry were georeferenced with the use of GPS to identify the most intense tin sites. Results of the first and second campaigns ranged from 0.022 to 0.153 and 0.003 to 0.445µg m-3 for the atmospheric air, whereas such ranges were 0.64 to 1.61 and 1.97 to 8.54µg m-2 for household dust, respectively. The mean tin concentration found in the blood of the population was 3.85 ± 1.57µg L-1. In urine the value was 3.56 ± 1.88µg L-1. The kernel map showed the highest spatial concentrations of tin in household dust in the eastern region of the industry. In the first sampling, atmospheric air samples presented the most elevated concentrations in the southwest and southeast. Although the direction of the wind was northwest, potentially high risks were concentrated in the central area in the second collection. The largest hotspots were in the north, south and southeast regions; however, urine samples showed medium to high levels in the west and east regions. Regarding blood samples, the greatest difference was the absence of hotspot areas in the west. Environmental monitoring becomes necessary to better assess the exposure to tin.

Resumo: O estanho é amplamente utilizado na indústria. A literatura sobre seus efeitos em humanos é escassa, principalmente quanto aos valores de referência em indicadores biológicos como sangue e urina. Também são raros os estudos sobre os limites do estanho no meio ambiente. O estudo teve como objetivo avaliar os pontos críticos da distribuição espacial da exposição ambiental ao estanho nos arredores de uma indústria de ligas metálicas na região sul do Estado do Rio de Janeiro, Brasil. A população do estudo consistiu em 74 adultos. O estanho foi medido em todas as amostras com a espectrometria de absorção atômica em forno de grafite. As residências e outros pontos em torno da indústria foram georreferenciados com GPS para identificar os locais com maior concentração de estanho. Os resultados da primeira e segunda campanhas variaram entre 0,022 e 0,153 e entre 0,003 e 0,445µg m-3 para o ar atmosférico, enquanto para a poeira doméstica as faixas foram 0,64-1,61 e 1,97-8,54µg m-2, respectivamente. A concentração sanguínea média de estanho na população foi 385 ± 1,57µg L-1 e na urina foi 3,56 ± 1,88µg L-1. O mapa kernel mostrou as concentrações mais elevadas de estanho na poeira doméstica nos arredores ao leste da indústria. Na primeira amostragem, o ar atmosférico apresentou as concentrações ao sudoeste e sudeste da fábrica. Entretanto, riscos potencialmente altos estiveram concentrados na área central, embora a direção do vento tenha sido noroeste na segunda coleta de amostras. Os maiores pontos críticos foram ao norte, sul e sudeste da indústria, mas as amostras de urina mostraram níveis moderados a altos ao oeste a ao leste. Nas amostras de sangue, a maior diferença foi a ausência de pontos críticos ao oeste da indústria. O monitoramento ambiental é necessário para melhor avaliar a exposição ao estanho.

Resumen: El uso del estaño está muy generalizado en la industria. La literatura sobre sus efectos en humanos es escasa, especialmente en lo que concierne a los valores de referencia en indicadores biológicos como sangre y orina. Igualmente, los límites ambientales también son raros. El objetivo de este estudio fue evaluar los puntos calientes de la distribución espacial de exposición ambiental al estaño, en las proximidades de una industria de aleación, en el sur del estado de Río de Janeiro, Brasil. El estudio poblacional contó con 74 adultos. La espectrometría de absorción atómica por horno de grafito halló estaño en todas las muestras. Asimismo, las residencias se georreferenciaron con puntos alrededor de la industria mediante GPS para identificar los lugares con mayor intensidad de estaño. Los resultados de la primera y segunda campaña oscilaron de 0,022 a 0,153 y 0,003 a 0,445µg m-3 en aire atmosférico, aunque tales rangos fueron de 0,64 a 1,61 y de 1,97 a 8,54µg m-2 en el caso de polvo doméstico, respectivamente. El promedio de concentración de estaño encontrado en la sangre de la población fue 3.85 ± 1.57µg L-1. Respecto a la orina, este valor fue 3.56 ± 1.88µg L-1. El mapa de kernel expuso que las concentraciones espaciales más altas de estaño en el polvo doméstico de las casas se encontraron en la región oriental de la industria. En la primera muestra, las muestras de aire atmosférico presentaron las concentraciones más elevadas en el suroeste y sureste. No obstante, los riesgos potencialmente altos se concentraron en el área central, a pesar de que la dirección del viento era noroeste en la segunda recogida de muestras. Los puntos calientes más grandes estuvieron en el norte, sur, y sureste. Sin embargo, las muestras de orina mostraron niveles de medios a altos en el oeste y este. Respecto a las muestras de sangre, la diferencia más grande fue la ausencia de áreas calientes en el oeste. El monitoreo ambiental se hace necesario para evaluar mejor la exposición al estaño.

Implementation y evaluación de una nariz electrónica para la detección de alcoholes lineales / Implementation and evaluation of an electronic nose for the alcohols detection / Implementação e avaliação de um nariz eletrônico para detectar álcoois lineares

Se desarrolló una nariz electrónica que permite la detección de alcoholes de manera sencilla y económica en comparación con las narices electrónicas tradicionales. Estábasada en cuatro sensores de gas de SnO2 (dos comerciales y dos fabricados en el laboratorio), un sistema neumático irregular, un hardware y software para adquisición de datos y un software de reconocimiento de patrones. Se evaluó el comportamiento de la nariz y las condiciones de trabajo con muestras de vapor de alcoholes (metanol, etanol, n-butanol y 1-2 octanol) y se determinó que los alcoholes se pueden detectar con el arreglo de sensores preparado y pueden diferenciarse entre sí haciendo uso del análisis estadístico de componentes principales (PCA). El orden de detección encontrado para los alcoholes lineales fue el siguiente: metanol > etanol > n-butanol > 1-octanol. Se encontró también que haciendo uso del análisis de componentes principales (PCA) y realizando una normalización de los datos en el software de reconocimiento de patrones, la varianza total de las muestras también aumenta del 76% al 85%. Esto demuestra que una nariz simple y económica puede clasificar bien las muestras evaluadas.

An electronic nose for the detection of alcohols, easy to use and inexpensive as compared to traditional electronic noses, was developed. This nose is based on four SnO2 gas sensors (two commercial and two homemade), an irregular pneumatic system, hardware and a software for data acquisition and a software for pattern recognition. The nose behavior and the working conditions with vapor samples of alcohols (methanol, ethanol, n-butanol and 1-octanol) were evaluated. Alcohols could be detected with the array of prepared sensors and could be also differentiated from each other by using principal component analysis (PCA). The detection order for linear alcohols followed the order: methanol > ethanol > n-butanol > 1-octanol. It was also found that by using PCA and performing a standardization of data in software pattern recognition so, the total variance of such information increases from 76% up to 85%. This result confirms that a simple and inexpensive nose can rank well the tested samples.

Foi feito um nariz eletrônico que permitiu a detecção de álcoois de jeito simplis e económico em comparacao com os narices electrónicos tradicionais. Estábaseado em quatro sensores de gás SnO2 (dois comerciais e dois feitos no laboratório), um sistema pneumático irregular, hardware e software para aquisição de dados e software de reconhecimento de padrões. Foi avaliado o comportamento do nariz e as condições de trabalho com amostras de vapor de álcoois (metanol, etanol, n-butanol e 1-octanol) determinou-se que os álcoois podem ser detectados com o arranjo de sensores preparado e pode diferenciar-se entre sim usando análise de componentes principais (PCA). A ordem de detecção para os álcoois lineares encontrados foi os seguinte: metanol> etanol> n-butanol> 1-octanol. Verificou-se que, usando análise de componentes principais (PCA) e a execução de uma normalização dos dados no software de reconhecimento de padrões, a variância das amostras também aumenta de 76% para 85%. Esto demostra que um nariz simples e barato pode classificar bem as amostras avaliadas.

Anti toxic effect of broccoli extract on stannous dichloride toxicity / Efeito antitóxico do extrato de brócolis na toxicidade do dicloreto de estanho

PURPOSE: Since Technetium-99m (99mTc) has favorable physical and chemical characteristics, it is widely used radioisotope in Nuclear Medicine. However, stannous dichloride (SnCl2) has been widely used as a reducing agent in labeling procedure of pharmaceutical with radionuclide, it has been realized that SnCl2 have genotoxic and cytotoxic effects on biological systems. In previous studies, it has been shown that some herbal extract can reduce genotoxic and cytotoxic effects of SnCl2. In the present study, it is aimed to evaluate the effect of the broccoli extract on the survival of E. coli ATCC 25922 strain against to toxic effects of SnCl2. METHODS: Broccoli was extracted with methanol extraction. HPLC and TLC analysis of broccoli extract were performed. Then antitoxicity and dose response assays were performed on bacterial strain. RESULTS: The broccoli extract had dose dependent protective effect against SnCl2 toxic effect on E. coli. CONCLUSIONS: The consumption of broccoli may alter the stannous dichloride toxicity. Broccoli extract may use as a new protective strategies against the toxic effect of SnCl2 on patients who were taken 99mTc radiopharmaceuticals.

OBJETIVO: Em face de suas características físico-químicas, o Tecnécio-99m (99mTc) é um radiofármaco amplamente utilizado na Medicina Nuclear. Todavia, o dicloreto de estanho (SnCl2) tem sido largamente aplicado como um agente redutor no procedimento farmacêutico de marcação com radionuclídeos. Constatou-se que o SnCl2 apresenta efeitos genotóxicos e citotóxicos nos sistemas biológicos. Em estudos prévios, foi demonstrado que alguns extratos de ervas podem reduzir tais efeitos. O estudo atual objetivou avaliar os efeitos do extrato de brócolis na sobrevida da cepa E. coli ATCC 25922, exposta ao efeito tóxico do SnCl2. MÉTODOS: O extrato de brócolis foi obtido mediante extração com metanol. Analises com HPLC e TLC foram efetuadas. Avaliou-se a antitoxicidade e realizou-se um ensaio dose-resposta para uma cepa de bactérias. RESULTADOS: O extrato de brócolis mostrou um efeito protetor dose dependente para os efeitos tóxicos do SnCl2 sobre a E. coli. CONCLUSÕES: O consumo de brócolis pode alterar a toxicidade do dicloreto de estanho. O extrato de brócolis pode ser utilizado como uma nova estratégia para proteção de pacientes contra os efeitos tóxicos do SnCl2, nos quais foi administrado o radiofármaco Tecnécio-99m.