紫外线老化加速静脉输液袋中微(纳)塑料的释放：一个被忽视的人体暴露途径

《Environment & Health》：UV Aging Accelerates the Release of Micro(nano)plastic from Intravenous Infusion Bags: An Overlooked Human Exposure Routine

　　

根据当前全球塑料条约草案的认可，人类对普遍存在的微(纳)塑料（MNPs；微塑料：1 μm–5 mm；纳米塑料：<1 μm）的暴露正在全球范围内普及，这已成为一个关键的公共健康和环境问题¹。在各种人类暴露于MNPs的途径（如饮用水、室内空气、盐和海鲜）中，静脉输液已成为一个隐蔽但重要的途径。在长时间输液过程中，塑料输液组件（如输液袋/瓶、输液管、注射器和三通旋塞）在药物溶液和医院光照照射下经历持续的物理和化学降解，从而最终释放出尺寸更小、毒性更高的老化MNPs^2-4。这些MNPs容易随输液液体进入血液并被输送到人体内，对人体健康构成不可忽视的潜在风险⁵。例如，斑块中含有MPs（微塑料）的患者未来发生心肌梗死、中风或全因死亡的风险比未检测到MPs的患者高出4.5倍⁶。然而，仍然存在巨大差距，驱动静脉输液过程中MNPs积累的潜在机制和调控因素尚不清楚。应解决这些知识空白，以确定控制静脉输液过程中MNPs释放的动力学、机制和潜在调控因素，这有助于评估MNPs对人类暴露的来源、形成和风险。

**研究背景与问题**
塑料污染已成为全球公共健康与环境焦点，而微(纳)塑料（MNPs）通过多种途径进入人体。静脉输液作为一种隐蔽但重要的暴露途径，在临床中被广泛使用，仅中国每年输液量就达104亿瓶，远超国际平均水平。输液过程中，塑料组件（如输液袋、输液管、注射器等）在药物溶液和医院光照下发生物理化学降解，释放出老化、尺寸更小、毒性更高的MNPs，直接进入血液循环。然而，现有研究集中于MNPs的识别与暴露途径分析，对其释放动力学、机制及调控因素知之甚少。紫外线（UV）照射被认为是诱导塑料降解的关键应激源，但UV老化如何驱动输液过程中MNPs的释放仍不明确。本研究旨在阐明UV老化加速输液袋中MNPs释放的机制，以填补知识空白，评估人体暴露风险，并为政策制定与技术创新提供依据。该论文发表在《Environment》。

**主要技术方法**
研究人员利用Web of Science数据库检索关键词“microplastics, nanoplastics, infusion”，获取2021–2026年间30篇相关文献，并通过VOSviewer软件（设置最小出现频率≥3次，共159个关键词）进行可视化分析，识别研究热点。同时，基于光氧化降解理论，系统分析了塑料聚合物在光照下产生自由基（如•OH、O2•–）的机制，以及药物光敏剂对老化过程的催化作用。

**研究结果**
- **How Do MNPs Transfer from Plastic Infusion Devices to Humans through Intravenous Infusion?**
通过文献综述与数据统计，研究人员发现静脉输液过程中MNPs的释放量显著：以0.9%氯化钠、5%葡萄糖等溶液为例，每袋输液释放1,003.6–3,494.6个颗粒（0.042–0.087 μg），主要成分为聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）。一次常规输液可导致数千至数万个MNP颗粒直接进入血液，但现有研究仅关注识别与途径分析，释放动力学与调控机制仍是空白。

- **Why Is UV Aging an Important Pathway to Track MNP Emission from Intravenous Infusion?**
研究人员通过理论机制分析指出，UV照射（来自病房荧光灯或自然光）引发塑料聚合物链断裂、结晶度下降及力学性能劣化，导致表面形成孔隙和裂纹。光吸收产生•OH和O2•–等活性氧（ROS），•OH攻击C–H键形成烷氧自由基（R•），O2•–与H反应生成HO2•后进一步攻击C–H键，最终使塑料脆化并碎裂成MNPs。此外，输液中的光敏药物（如维生素B2、喹诺酮类抗生素）在光照下激发态转移能量，加剧ROS生成，直接氧化内壁塑料。多种应力（聚合物组成、添加剂、药物）共同作用，但MNPs形成与运输机制仍处于初期阶段。

- **What Can We Do to Eliminate the MNP Pollution Resulting from Intravenous Infusion?**
基于上述分析，研究人员提出需系统研究环境因素（温度）、输液溶液特性（pH/亲脂性）及塑料性质（组成、结晶度）对MNP释放动力学的影响，并利用机器学习与荟萃分析构建剂量核算模型，以量化全球/区域尺度经静脉输液的人均MNP摄入通量，为评估其与疾病关联提供证据。

**讨论与结论**
本观点强调了光诱导塑料降解是静脉输液过程中MNPs从塑料组件释放至血液的重要途径。为缓解MNP污染并保护人类健康，必须深入研究UV老化诱导的MNP释放行为、机制及调控因素。政策制定者、科学界与产业界应合作开发创新技术与政策，减少输液袋中的MNPs。研究结论：UV老化加速了静脉输液袋中MNPs的释放，这是一个被忽视的人体暴露途径，亟需进一步探索其动力学、机制与调控因素，以构建预测模型并评估健康风险。