Detektion von Mikroplastik in humaner Nasenschleimhaut

Introduction

Environmental pollution with microplastics (MP) and the associated exposure of the human organism to these polymers is a global problem that is currently receiving increasing public and scientific attention. MP is absorbed, for instance, via the respiratory tract, can persist in the body and trigger inflammation, for example. To date, there are no studies on the extent to which MP accumulates in the mucosa of the upper respiratory tract and which polymers can be detected there. In the present study, we therefore analyzed human nasal mucosa samples for the presence of MP.

Material and methods

Samples obtained during sinus surgery were weighed and chemically digested using the Fenton reaction. The samples were filtered, the MP was collected and characterized under light microscopic control. The material was subsequently analyzed using Raman microspectroscopy. The collected data were normalized to tissue-free control samples.

Results

In the tissue samples we identified mainly colored fibers with a length of several 100 µm and a diameter of >10 µm. The Raman measurements sometimes caused the fibers to be destroyed or showed background signals. However, some of these fibers provided clear Raman spectra that we were able to assign to polystyrene, for example, using reference spectra.

Discussion

This study is the first to demonstrate MP from primary human upper respiratory tract mucosal biopsies. Known disadvantages of Raman spectroscopy in the analysis of some of the polymers were confirmed. The experiments should therefore be supplemented in the future by additional analysis methods. Further experiments will examine the occurrence of MP in different patient groups.

Einleitung

Die Umweltverschmutzung mit Mikroplastik (MP) und die Exposition des menschlichen Organismus mit diesen Polymeren ist ein globales Problem, welches derzeit zunehmende Aufmerksamkeit erfährt. MP wird unter anderem über die Atemwege aufgenommen, kann im Körper persistieren und beispielsweise Inflammation auslösen. Bisher gibt es keine Untersuchungen darüber, inwieweit MP in den Schleimhäuten der oberen Atemwege akkumuliert. In der vorliegenden Studie haben wir daher humane Nasenschleimhautproben auf Vorhandensein von MP analysiert.

Material und Methodik

Im Rahmen von NNH-Operationen gewonnene Proben wurden mittels Fenton-Reaktion chemisch verdaut. Die Proben wurden filtriert, das MP unter lichtmikroskopischer Kontrolle gesammelt und charakterisiert. Die anschließende Analyse des Materials erfolgte mittels Raman-Mikrospektroskopie. Die erhobenen Daten wurden auf gewebefreie Kontrollproben normalisiert.

Ergebnisse

In den Gewebeproben identifizierten wir hauptsächlich farbige Fasern mit einer Länge von mehreren 100 mm und einem Durchmesser von >10 mm. Die Raman-Messungen führten zum Teil eine Zerstörung der Fasern herbei oder zeigten Hintergrundsignale. Einige dieser Fasern lieferten jedoch eindeutige Raman-Spektren, die wir unter Verwendung von Referenzspektren beispielsweise Polystyrol zuordnen konnten.

Diskussion

In dieser Studie wurde zum ersten Mal der Nachweis von MP aus primären Schleimhautbiopsien der oberen Atemwege des Menschen erbracht. Bekannte Nachteile der Raman-Spektroskopie bei der Analyse einiger der Polymere wurden bestätigt. Daher sollen die Experimente in Zukunft durch zusätzliche Analyseverfahren ergänzt werden. Weiterführenden Experimente sollen die Untersuchung des MP-Vorkommens in unterschiedlichen Patientenkollektiven zum Gegenstand haben.

Die Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.