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Identifizierung und Bewertung von halogenorganischen Verbindungen als Nebenprodukte der Chlorung von Wasser

Das Projekt "Identifizierung und Bewertung von halogenorganischen Verbindungen als Nebenprodukte der Chlorung von Wasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Hygiene-Institut durchgeführt. Durch die Haloformreaktion entsteht bei der Chlorung von Trink- und Schwimmbadwasser Chloroform. Bislang weitgehend unbeachtet sind die ebenfalls im Zuge dieser Reaktion entstehenden schwerfluechtigen halogenorganischen Verbindungen. Ziel dieser Arbeit ist es, diese Stoffe zu charakterisieren sowie deren mutagene Aktivitaet mit Hilfe des Ames Testes und des HGPRT-Testes an CHO Zellen zu untersuchen. Die augenreizende Wirksamkeit wird mit dem HET-CAM-Test untersucht.

Entwicklung eines humanen Cornea-Modells für die okulotoxische Sicherheitsprüfung - Charakterisierung der SV40-immortalisierten Endothel- und Keratocytenzelllinie (Dissertation)

Das Projekt "Entwicklung eines humanen Cornea-Modells für die okulotoxische Sicherheitsprüfung - Charakterisierung der SV40-immortalisierten Endothel- und Keratocytenzelllinie (Dissertation)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Universität Berlin, Institut für Pharmazie, Arbeitsgruppe Pharmakologie und Toxikologie durchgeführt. Bis heute existiert keine validierte Alternativmethode, die im Rahmen der Risikobewertung von Chemikalien und Arzneistoffen sowie der toxikologischen Sicherheitsprüfung von Kosmetika den Augenirritations-Test nach Draize am lebenden Kaninchen vollständig ersetzen kann. Für Substanzen mit starkem Augenirritations-Potential kann die Toxizität anhand verschiedener, validierter in vitro Assays im Rahmen einer abgestuften, von der OECD empfohlenen Teststrategie mit hoher Genauigkeit erfasst werden (BCOP-Assay, ICE-Methode). Substanzen mit sehr mildem Augenirritations-Potential können zukünftig möglicherweise durch kommerziell erhältliche, dreidimensionale Cornea-Epithelmodelle identifiziert werden, die sich momentan in der Validierung befinden (EpiOcularTM Modell, SkinEthik HCETM Modell). Dagegen muss insbesondere die Lücke im Bereich der milden bis moderaten Augenirritation durch neue Alternativmethoden geschlossen werden. Die Überprädiktivität/ hohe Sensitivität der dreidimensionalen Epithelmodelle sowie die Forderung nach einem mechanistischen Ansatz, der die Tiefe der cornealen Verletzung durch toxische Substanzen berücksichtigt und damit ermöglicht, die gesamte Bandbreite an Schweregraden okulotoxischer Reaktionen abzudecken (Jester et al., 2001), erfordert die Einbeziehung weiterer cornealer Schichten, Stroma und Endothel, in ein organotypisches in vitro Modell der Cornea. Die vorliegende Arbeit hatte zum Ziel, ein solches, von Zorn-Kruppa et al. etabliertes Komplettmodell der Cornea aus drei humanen, SV40-immortalisierten Zelllinien hinsichtlich des Kulturmediums zu optimieren und diese Endothel (EC)-, Keratocyten (HCK)- und Epithel (HCE)-Zelllinie an ein gemeinsames, möglichst serumfreies Wachstumsmedium zu adaptieren. EC und HCK wurden zudem in Abhängigkeit von Art und Serumgehalt des Kulturmediums hinsichtlich der Frage, ob die organotypischen Merkmale der primären Zellen trotz der SV40-Immortalisierung erhalten geblieben sind, charakterisiert. Die EC-Zelllinie wurde auf ihre Fähigkeit zur interzellulären Kontaktinhibition untersucht, welche nach dem Erlangen der zellulären Konfluenz die Vorraussetzung zur Ausbildung und Aufrechterhaltung eines organotypischen Endothel-Monolayers darstellt (Joyce et al., 2002). Die Keratocytenzelllinie HCK wurde in Monolayer-Kultur und nach Einbettung in die collagenöse Matrix des Stroma-Äquivalents phänotypisch und funktionell sowie in Abhängigkeit von Serum und Wachstumsfaktoren charakterisiert. Insbesondere wurde die Transformation der HCK in fibrotische Phänotypen nach Stimulation mit TGF beta untersucht, welche in vivo an cornealen Wundheilungsreaktionen beteiligt sind (Fini und Stramer, 2005, Jester et al., 1999).

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesinstitut für Risikobewertung durchgeführt. Das primäre Ziel des Projekts ist die Entwicklung und Prävalidierung eines Testverfahrens zur Gefahrenbeurteilung von Chemikalien für das Auge, das alle Kategorien nach dem global harmonisierten System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien (GHS) detektiert. Auf OECD-Ebene ist mit den verfügbaren Alternativmethoden eine Identifizierung von reizenden Substanzen (GHS Kat 2) bisher nicht möglich, sodass der impedanzbasierte Augenschädigungstest (ImAi) hier eine große Lücke schließen könnte. Auch die Identifizierung persistierender Substanzen der Kategorie 1 könnte verbessert werden. Dazu soll das bereits etablierte Testverfahren aus einer Kombination von einem in vitro Cornea-Modell und der nicht-invasiven Impedanzspektroskopie als Analyseverfahren weiterentwickelt und prävalidiert werden mit dem Ziel den Draize Eye Test', der an lebenden Kaninchen durchgeführt wird, langfristig zu ersetzen. Zu Beginn des Projekts soll aus der 'Draize Eye Test Reference Database' (DRD) sowie den 'Proficiency Chemicals' bzw. Performance Standards der auf OECD-Ebene verfügbaren in vitro Methoden zur Untersuchung augenreizender bzw. -ätzender Wirkungen eine geeignete Auswahl an Substanzen getroffen werden. Es soll ein Training-Set und ein Test-Set erstellt werden. Das Training-Set aus 40-70 Substanzen dient zur Parametrierung der Methode, der Festlegung des Anwendungsbereichs sowie der Übertragung der Methode in die an der Validierung beteiligten Labore, darunter auch das BfR. Das Test-Set aus 20-30 Substanzen soll im Rahmen der Validierungsstudie in der zweiten Projekthälfte in drei verschiedenen Laboren getestet werden. Im Rahmen der Verstetigung des Vorhabens soll der Validierungsreport bei EURL ECVAM eingereicht und ein Vorschlag für die Entwicklung einer Prüfrichtlinie auf OECD-Ebene vorgelegt werden.

Teilvorhaben 2: Charakterisierung und Bewertung chemosensorischer Effekte von Leitsubstanzen der Emissionen

Das Projekt "Teilvorhaben 2: Charakterisierung und Bewertung chemosensorischer Effekte von Leitsubstanzen der Emissionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsgesellschaft für Arbeitsphysiologie und Arbeitsschutz e.V. - Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund (IfADo) durchgeführt. Ziel dieses Teilprojektes ist es, die biologischen Grundlagen der chemosensorischen Effekte von Holzemissionen mit zellbiologischen Experimenten detailliert zu untersuchen (siehe AP2 in der GVB). Holzemissionen sind potentiell in der Lage sensorische Irritationen auszulösen. Der biologische Ausgangspunkt dieser Effekte ist die Interaktion der Holz-VOCs mit unterschiedlichen Rezeptoren des Nervus trigeminus, der u.a. die Schleimhäute der Nase und die Konjunktiva der Augen innerviert. Reizungen von Auge und Nase sind gesundheitsrelevante Effekte, deren Vermeidung bei der Regulation von Chemikalien in Innenräumen eine wesentliche Rolle spielt. Eine genaue Charakterisierung der biologischen Prozesse die diesen Effekten und ihrer Modulation bei anhaltenden Expositionen zugrunde liegen ist in der wissenschaftlichen Literatur bisher unzureichend untersucht um evidenzbasierte Empfehlungen abzugeben. Der Arbeitsplan orientiert sich an der schematischen Darstellung der fünf Arbeitspakete (AP; siehe Abb. 2 GVB) und gliedert sich in die beiden APs 2.2 (a-Pinen und andere Emissionen aus Kiefernholz) und 2.4 (weitere Leitsubstanzen; Hexanal, 2-Octenal, Furfural, Essigsäure). In beiden APs werden isolierte, primäre Trigeminusneuronen der Maus unter dem Ca-Imaging Mikroskop (Leica DMI6000 B) mit unterschiedlichen Konzentrationen der Holz-VOCs stimuliert und der Einstrom von Ca2+-Ionen gemessen. Es resultieren Konzentrations-Wirkungskurven, mit denen beschrieben kann, ob und wie Holz-VOCs gesundheitsrelevante, chemosensorische Effekte auslösen. In weiteren Experimenten wird geprüft, ob diese Responsivität durch zelluläre Sensitivierungsprozesse verändert wird. Hier werden die Ergebnisse der in vivo Studien der Projektpartner (UFZ und ZAUM) genutzt um relevante Mediatoren einer erhöhten Empfindlichkeit (z. B. proinflammatorische Zytokine) zu untersuchen. Mit dem ImageXpress® Micro XLS System wird untersucht, ob Holz-VOCs die Mikrostrukturen peripher Neurone direkt schädigen können.

Teilvorhaben 1: Projektkoordination und humantoxikologische Untersuchungen

Das Projekt "Teilvorhaben 1: Projektkoordination und humantoxikologische Untersuchungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Universitätsklinikum, Institut für Infektionsprävention und Krankenhaushygiene durchgeführt. Im Rahmen einer literaturbasierten Studie werden zunächst bestehende Erkenntnisse zur gesundheitlichen Bedeutung von Holz-VOCs und deren bestehender Grenzwerte zusammengestellt. Auf dieser Informationsgrundlage erfolgt anschließend die Durchführung experimenteller Untersuchungen. Die neuartigen Testverfahren sollen auf Basis des gewonnenen Datenmaterials unter Einbeziehung von Tier- und Humandaten Analysen zum Zusammenhang zwischen in-vitro- und in-vivo-Effekten ermöglichen, mit dem Ziel der Entwicklung eines geeigneten Vorhersagemodels zur praktischen gesundheitlichen Bewertung von flüchtigen Bestandteilen aus Holz und Holzwerkstoffen. Durch den Verbund der Partner mit Kompetenzen in den Bereichen experimentelle Toxikologie, Holzforschung und Risikobewertung sowie unter Miteinbeziehung eines projektbegleitenden Expertenausschusses aus Wirtschaft, Forschung und Behörden, erlaubt GesundHOLZ einen die Nutzung betreffenden umfassenden Forschungs- und Entwicklungsansatz. Die Koordination des Verbundprojekts obliegt dem IUK, sowohl in der Vorbereitung als auch in der Durchführung. Weitere Aufgabenbereiche umfassen die Literaturstudie, die experimentelle humantoxikologische Untersuchungen von Holz-VOCs (Zell- und Gentoxizität, mögliche Reizwirkungen an Haut, Schleimhaut und Augen) im Zusammenhang mit den bei der Nutzung von Holz auftretenden VOC-Konzentrationen. Nach einer initialen Adaptierungs- und Etablierungsphase der teils neuartigen Mess- und Testverfahren mittels bekannter Leitsubstanzen aus Holzemissionen (z.B. alpha-Pinen), werden repräsentative Vertreter von Holz und Holzwerkstoffen mit dem entwickelten Methodenrepertoire und auf Grundlage einer emissionsnahen Beprobung auf ihr Gefährdungspotenzial für den Menschen untersucht. Auf Grundlage der generierten Ergebnisse aus den Teilvorhaben I-V erfolgt die regulatorische Bewertung unter besonderer Berücksichtigung einer möglichen Ableitung von praxisnahen Ziel- und Richtwerten.

Erstellung des Risikobewertungskonzepts für lokal reizende Stoffe in der Innenraumluft auf Grundlage von Nagetierstudien

Das Projekt "Erstellung des Risikobewertungskonzepts für lokal reizende Stoffe in der Innenraumluft auf Grundlage von Nagetierstudien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dr. Inge Mangelsdorf durchgeführt. Aufgabenbeschreibung: Ein erwachsener Mensch atmet pro Tag 10 bis 20 m3 Luft ein, was einer Masse von 12 bis 24 kg Luft pro Tag entspricht. Davon entfällt etwa 90 % auf die Innenraumluft. Damit kann kontaminierte Innenraumluft zu einer relevanten Aufnahme von Chemikalien führen. Es ist deswegen äußerst wichtig, die Vorkehrungen zu treffen, die eine gute Innenraumluftqualität sicherstellen. Für diesen Zweck setzt der Ausschuss für Innenraumrichtwerte (AIR) bundeseinheitliche, gesundheitsbezogene Richtwerte für die Innenraumluft fest. Bei einem Großteil der durch den AIR bewerteten Stoffe erwies sich Reizwirkung der Augen und Atemwegen als der entpflichste Endpunkt und stellte ein Ausgangspunkt zur Richtwertableitung. Bei der dazu Grundlegenden Studien handelt es sich überwiegend um Nagetierstudien. Bisher ist wenig über die Unterschiede in der Toxizität von reizenden Substanzen zwischen Mensch und Versuchstier bekannt. Nagetiere sind obligate Nasenatmer, so dass es möglich wäre, dass ihr Respirationstrakt gegenüber reizenden Stoffen empfindlicher reagiert als der des Menschen. Beim Menschen hingegen treten Reizwirkungen nicht nur im Respirationstrakt auf, sondern werden subjektiv auch sehr früh am Auge wahrgenommen. Darüber hinaus ist es wenig bekannt ob für empfindliche Gruppen (z.B. Kinder) ein zusätzlicher Schutz gegen Reizwirkung benötigt wird. Ziel des Projekts ist die Bereitstellung eines Bewertungskonzepts zur Ableitung der Richtwerte für lokal reizende Stoffe, durch den AIR. Reizwirkungen organischer Chemikalien sollen an Mensch und Versuchstier systematisch untersucht und verglichen werden. Die Art und Häufigkeit lokaler Effekte im Nagetier und beim Menschen soll geprüft und die Unterschiede zwischen den Spezies, sowie dessen Einfluss auf Extrapolationsfaktoren ermittelt werden. Soweit möglich soll geprüft werden, ob es Substanzklassen/Gruppen strukturell analoger Stoffe im Datensatz gibt, für die keine geeigneten Extrapolationsfaktoren abzuleiten sind, (Text gekürzt)

Klimawandel und neue gesundheitliche Risiken: Aufklärung des gesundheitlichen Gefährdungspotentials des Eichenprozessionsspinners: Expositions- und Wirkungsabschätzung

Das Projekt "Klimawandel und neue gesundheitliche Risiken: Aufklärung des gesundheitlichen Gefährdungspotentials des Eichenprozessionsspinners: Expositions- und Wirkungsabschätzung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Medizinische Universität Wien - Universitätsklinik für Dermatologie durchgeführt. Durch die Klimaerwärmung können sich in Deutschland bestimmte Schadorganismen wie der Eichenprozessionsspinner (EPS) besser vermehren und ausbreiten. Der EPS hat gesundheitliches Gefährdungspotential für unterschiedlich starke Überempfindlichkeitsreaktionen (z.B. allergische Reaktionen verschiedener Schweregrade) und breitet sich mit Vorliebe in dicht besiedelten Gebieten aus. Er stellt somit ein signifikantes Gesundheitsproblem für die Bevölkerung dar. Über die Auswirkungen des Auftretens des Eichenprozessionsspinners für die Gesundheit der Bevölkerung ist wenig bekannt. In diesem Projekt soll in drei Schritten mehr Aufklärung über die Gefährdung durch diesen Eichenschädling für den Menschen erhalten werden. 1. Erarbeitung eines geeigneten Verfahren zum Nachweis der EPS-Brennhaare. Dieses wird für die Gefährdungsabschätzung benötigt, auch um gesundheitliche Symptome wie Juckreiz, Rötungen, Quaddeln, Bläschen (Pappeln) (Raupendermatitis und/oder Augenbindehautentzündung) erfolgreich einordnen und behandeln zu können (Expositions-Wirkungsabschätzung). 2. Die Wirkungen auf die Gesundheit sollen in einer zeitlich expositionsnahen dermatologischen Untersuchung (die die Ausbreitung der Hautschäden an der gesamten Haut und den Schleimhäuten unter Berücksichtigung des allergologischen Status erfasst) bei Personen überprüft werden, die häufig mit EPS im Rahmen ihrer beruflichen Tätigkeit in Kontakt kommen. Begleitend dazu sollten solche Personen einen Beschwerde-Fragebogen erhalten. 3. Die Schlussfolgerungen sollen zur Überprüfung von veröffentlichten Informationen dienen und die Grundlage für fundierte Handlungsanweisungen z.B. im Internet für Ärzte und betroffene Bürger darstellen.

Nachfolgeprojekt zu 'Messung und Analyse der Pollenkonzentrationen im Stadtgebiet Berlin im Mai/Juni 2011' mit dem Umweltbundesamt Berlin - Regionale Verteilung luftgetragener allergener Pollen und ihre Risikobewertung bei Erwachsenen mit allergischer Rhinitis durch Pollen in Berlin

Das Projekt "Nachfolgeprojekt zu 'Messung und Analyse der Pollenkonzentrationen im Stadtgebiet Berlin im Mai/Juni 2011' mit dem Umweltbundesamt Berlin - Regionale Verteilung luftgetragener allergener Pollen und ihre Risikobewertung bei Erwachsenen mit allergischer Rhinitis durch Pollen in Berlin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Deutscher Polleninformationsdienst, Geschäftsstelle an der Charite - Universitätsmedizin Berlin durchgeführt. Teilprojekt 1: Die Konzentration allergener Pollen in einer Höhe von rund 150 cm vom Boden an verschiedenen Orten einer Großstadt ist kaum bekannt, da die bisherigen Messungen in der Regel in ca. 10 m Höhe auf Dächern vorgenommen werden, um die homogene Verteilung in einer größeren Region zu erfassen. In diesem Projekt werden an ca. 10 verschiedenen Stellen in Berlin die Konzentrationen allergener Pollen in einer Höhe von rund 150 cm erfasst. Ausgewählt werden Orte mit hoher und niedriger Verkehrsdichte, enge und breite Straßen sowie Orte im Stadtzentrum und der Peripherie. Teilprojekt 2: Es wird die Konzentration der Pollen verglichen mit den Symptomen an Nase, Augen und Bronchien sowie dem gesundheitlichen Allgemeinbefinden von Personen, die das 'Pollentagebuch' (auf www.pollenstiftung.de) im gleichen Zeitraum benutzen. Es wird geplant, für dieses Teilprojekt ca. 100 Personen mit Heuschnupfen und Pollenasthma zu gewinnen, die ihre Symptome mitteilen. Teilprojekt 3: Es wird die Konzentration an den fixierten Messstellen verglichen mit den Pollenkonzentrationen, die mittels einer individuellen Pollenfalle (Modell Pollator, Fa. Bluestone Technology) bei fünf Erkrankten gemessen werden. Durch die Erfassung der Symptome dieser Personen, die im Detail allergologisch untersucht sind, wird ein Vergleich von Symptomen und Pollenkonzentration im Pollator und der nächstgelegenen Pollenmessstation möglich. Die hier aufgeführten Projektpartner sind unsere Wunschpartner, von denen wir noch keine Bestätigung erhalten haben. Das Gesamtprojekt steht unter dem Risiko der finanziellen Machbarkeit.

Teilvorhaben III: Rating Eye exposure by an Advanced self-healing Culture Test (REACT)

Das Projekt "Teilvorhaben III: Rating Eye exposure by an Advanced self-healing Culture Test (REACT)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Innolabtec GmbH durchgeführt. Durch die Weiterentwicklung des Ex Vivo Eye Irritation Test (EVEIT) soll eine allgemeine zugängliche in vitro Methode für die Gefährdungsbeurteilung am Auge etabliert werden, welche Tierversuche für diese Fragestellung erstmalig vollständig ersetzen kann. Mit Hilfe dieses Analysesystems wird durch das Konsortium ein Bewertungsschema sowie Standardarbeitsanweisungen für den EVEIT erarbeitet und ein Interlaborvergleich des so standardisierten EVEIT-Testsystems durchgeführt, der die Grundlage für die zu beantragende Valideriung des EVEIT durch das European Centre for the Validation of Alternative Methods (ECVAM) bildet. Direkt im Anschluss an die Projektlaufzeit ist die Beantragung der Prävalidierung des EVEIT durch die ECVAM vorgesehen. Diese Ergebnisverwertung im Sinne eines open sorce Zuganges zur Methodik besitzt große gesellschaftliche Bedeutung aufgrund des hohen Einsparpotentials von Tierversuchen. Darüber hinaus ist eine wirtschaftliche Verwertung der Ergebnisse durch Gründung eines Dienstleistungsunternehmens durch die Projetktpartner vorgesehen, welches Konzepte zum Outsourcing sowie zum Insourcing von Untersuchungen - etwa bei der Umsetzung der EU-Chemikalienverordnung REACH - anbietet.

Teilvorhaben II: Rating Eye exposure by an Advanced self-healing Culture Test (REACT)

Das Projekt "Teilvorhaben II: Rating Eye exposure by an Advanced self-healing Culture Test (REACT)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Halbleitertechnik durchgeführt. Durch die Weiterentwicklung des Ex Vivo Eye Irritation Test (EVEIT) soll eine allgemein zugängliche in vitro Methode für die Gefährdungsbeurteilung am Auge etabliert werden, welche Tierversuche für diese Fragestellung erstmalig vollständig ersetzen kann. Das hier beantragte Teilprojekt hat die Entwicklung und Erforschung der dazu notwendigen optischen Analytik für die Verlaufskontrolle der Hornhautschädigung zum Ziel. Innerhalb des hier beantragten Teilprojektes wird zunächst eine breite Datenbasis für die optische Analyse des EVEIT mit Hilfe der optischen Kohärenztomographie (OCT) anhand von Referenzsubstanzen erarbeitet. Parallel dazu erfolgt die Erforschung einer erweiterten OCT-Analytik für diesen Test. Durch Automatisierung der Tomogrammauswertung mit Hilfe rechnergestützter Bildanalyse wird die Beurteilung der Verlaufskontrolle weitgehend objektiviert. Auf Grundlage dieser Ergebnisse wird ein mobiles System für die optische Analytik des EVEIT entwickelt, welches im Anschluss durch das Projektkonsortium validiert wird. Mit Hilfe dieses Analysesystems wird durch das Konsortium ein Bewertungsschema sowie Standardarbeitsanweisungen für den EVEIT erarbeitet und ein Interlaborvergleich des so standardisierten EVEIT-Testsystems durchgeführt, der die Grundlage für die zu beantragende Validierung des EVEIT durch das European Centre for the Validation of Alternative Methods (ECVAM) bildet. Direkt im Anschluss an die Projektlaufzeit ist die Beantragung der Validierung des EVEIT durch die ECVAM vorgesehen. Diese Ergebnisverwertung im Sinne eines open source Zuganges zur Methodik besitzt große gesellschaftliche Bedeutung aufgrund des hohen Einsparpotentials von Tierversuchen. Darüber hinaus ist eine wirtschaftliche Verwertung der Ergebnisse durch Gründung eines Dienstleistungsunternehmens durch die Projektpartner vorgesehen, welches Konzepte zum Outsourcing sowie zum Insourcing von Untersuchungen - etwa bei der Umsetzung der EU-Chemikalienverordnung REACH - anbietet.

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