100℃蒸汽灭菌硅胶奶嘴，导致大量微塑料进入婴儿体内

蒸汽消毒的奶嘴会导致很多微塑料进入婴儿体内。

　　

每年有66万个微塑料进入婴儿体内，经过100℃水蒸汽灭菌的奶嘴释放出大量的微塑料。

微塑料，一般是指直径小于5mm的塑料颗粒，是目前国际上关注的新污染物之一。海洋微塑料污染被第二届联合国环境大会(2016)列为与全球气候变化、臭氧消耗和海洋有关的重大全球环境问题，因其潜在的环境和健康风险而引起了人们的关注。

目前的研究主要集中在石油基热塑性材料(如聚乙烯、聚苯乙烯等塑料)，对合成橡胶(仍被环境科学家归类为塑料)的关注较少。

硅胶（Silicone rubber）是一种重要的合成橡胶。由于其耐热性高，常用于生产需要在高温高湿环境中使用的产品，如婴儿奶嘴、烘烤模具、密封圈等。

然而，这些产品是否会因为反复接触水和热而老化而释放微米甚至纳米级的塑料颗粒(统称微纳米塑料)，主要原因是缺乏有效的表征手段。

近日，南京大学Ji Rong教授与美国马萨诸塞大学Xing Baoshan教授为共同通讯作者(南京大学Su Yu副研究员为第一作者)，在《Nature Nanotechnology》杂志上发表了题为:A lysosome-targeted DNA nanodevice selectively targets macrophages to attenuate tumours的研究论文。

本研究采用世界先进的mIRage O-PTIR显微光谱仪，建立表征(微)塑料表面亚微米级化学变化的方法，发现硅橡胶婴儿奶嘴(聚二甲基硅氧烷、PDMS)的主要成分和树脂添加剂(聚酰胺、PA)，经蒸汽灭菌(100℃)后在表面降解并释放微纳米塑料颗粒。

通过O-PTIR成像，作者统计了在奶嘴消毒过程中PDMS降解产生的大于1.5μm的塑料颗粒的数量，并估计在正常奶瓶喂养中进入婴儿体内的此类微塑料总量约为66万，比之前有所增加。

计算出来的儿童从空气、水和食物中摄入的热塑性微塑料的总量要比现在高出一个数量级，如果所有这些微塑料都被排放到环境中，全球每年的平均排放量可能高达5.2万亿。

这些结果表明，硅橡胶奶嘴消毒产生的颗粒物是儿童体内和环境中微纳米塑料的重要来源。

研究团队对比分析了四大国际品牌的奶嘴产品在蒸汽灭菌前后的表面形貌和分子结构的变化，首次证实了蒸汽灭菌引起的硅橡胶老化是普遍现象。

消毒开始后10小时内，蒸汽从硅橡胶表面缺陷处渗入，使表层PDMS聚合物不断膨胀膨胀(高度>5 μm)，形成侵蚀面;随着PDMS分子的水解和氧化，侵蚀表面出现裂纹和凹痕(深度> 5μm)，部分脱落;同时，随着PA分子的断裂、氧化，树脂颗粒迁移、脱落、收缩。

根据消毒后奶嘴清洗液中单个颗粒的显微图像和红外吸收光谱，揭示了硅橡胶表面聚合物(PDMS和PA)降解产生的两种微纳塑料的结构特征。

从水平方向表征微塑料降解转化的动态过程。其中，PDMS微塑料经过蒸汽处理后，表面聚硅氧烷的含量和分布发生了显著变化，这意味着该微塑料可能会被热降解，产生更小的颗粒。

综上所述，研究团队成功应用了O-PTIR微光谱技术，揭示了硅橡胶奶嘴蒸汽灭菌过程中含有环/支链聚硅氧烷或聚酰亚胺的微/纳米塑料的形成过程和机理。微纳塑料曾经被忽视在人体和环境中的一个重要来源被发现了。

 

这项工作对未来的研究有三个启示:

1. 类似于婴儿奶嘴,其他硅胶使用橡胶型消费品(如烘烤模具、可折叠的电水壶、杯子和电饭煲密封环、等等)在加热条件下(≥100℃)，有使用寿命，并要注意使用这些产品释放微纳米塑料。

2. 硅橡胶制品水热降解后所释放的微纳塑料的表面性能与原始高分子材料(PDMS和PA)不同。考虑到光谱法检测微塑料时需要与标准的原始聚合物光谱进行比较，这种差异会影响对环境样品中此类塑料颗粒的识别，可能会低估真实的污染水平;

3.原始高分子材料(PDMS和PA)的毒性并不能真正反映其衍生的微/纳米塑料的毒性。含环/支链聚硅氧烷或聚酰亚胺及活性表面的微/纳米塑料对环境和人类健康的影响有待进一步研究。

https://www.nature.com/articles/s41565-021-00998-x

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