Bioaccesibilidad dérmica de metales en la fracción fina (<250 μm) de suelos contaminados de la región de O’Higgins e influencia de cosméticos aplicados tópicamente

Abstract

tesis tuvo como objetivo evaluar la bioaccesibilidad dérmica de metales pesados en suelos de la Región de O’Higgins, Chile, y estimar el riesgo no cancerígeno asociado a la absorción cutánea. Para esto, se realizaron ensayos in vitro simulando condiciones reales de exposición humana a través del uso de sudor sintético NIHS, sebo artificial y protector solar, como factores que podrían influir en la movilidad y disponibilidad de los metales en contacto con la piel. Los suelos analizados provienen de tres localidades: Rancagua, Cachapoal y Requínoa, además de un suelo artificialmente contaminado con metales pesados. Se trabajó con cuatro fracciones de suelo: <250 μm, <250–106 μm, <106–25 μm y <2 μm, ya que el tamaño de partícula puede influir en la liberación de metales. Las pruebas se realizaron durante 8 horas de contacto continuo, considerando tres temperaturas (23 °C, 37 °C y 48 °C), con y sin la aplicación de un protector solar comercial. También se evaluó la influencia del sebo en proporciones de 0:100, 10:90 y 30:70, utilizando las fracciones <250 μm y <2 μm a 37 °C. Los resultados mostraron que la temperatura favorece la bioaccesibilidad dérmica de varios metales, sobre todo cobre, manganeso y hierro, especialmente en suelos ácidos como los de Rancagua y Requínoa. El uso de sebo aumentó significativamente la liberación de cobre y zinc, probablemente porque los lípidos cutáneos facilitan su solubilidad y transporte. Por el contrario, el protector solar disminuyó la bioaccesibilidad en la mayoría de los casos, particularmente para cadmio, plomo y cobre, aunque hubo excepciones según el suelo. Respecto al tamaño de partícula, si bien en general las fracciones más finas (<2 μm) tendieron a mostrar mayor bioaccesibilidad, esto no fue igual para todos los metales ni suelos. En algunos casos, como con el cobre o el hierro, las fracciones más gruesas mostraron mayor liberación, lo que indica que las propiedades del suelo y la forma química del metal también son determinantes. Finalmente, se realizó una evaluación de riesgo dérmico no cancerígeno utilizando el modelo de la EPA (USEPA), mediante el cálculo de la dosis de absorción diaria (DAD) y el cociente de peligro (HQ). En todos los casos, el HQ fue menor a 1 tanto para adultos como para niños, lo que sugiere que, bajo las condiciones estudiadas, la exposición dérmica a estos metales no implicaría un riesgo significativo para la salud humana.

The objective of this thesis was to evaluate the dermal bioaccessibility of heavy metals in soils from the O'Higgins Region, Chile, and to estimate the non-cancer risk associated with dermal absorption. To this end, in vitro assays were conducted simulating real-life human exposure conditions through the use of NIHS synthetic sweat, artificial sebum, and sunscreen, as factors that could influence the mobility and availability of metals in contact with the skin. The soils analyzed came from three locations: Rancagua, Cachapoal, and Requínoa, in addition to a soil spiked with heavy metals. Four soil fractions were used: <250 μm, <250–106 μm, <106–25 μm, and <2 μm, since particle size can influence metal release. Tests were conducted for 8 hours of continuous contact, considering three temperatures (23°C, 37°C, and 48°C), with and without the application of a commercial sunscreen. The influence of sebum was also evaluated in sebum: fluid ratios of 0:100, 10:90, and 30:70, using the <250 μm and <2 μm fractions at 37°C. The results showed that temperature favors the dermal bioaccessibility of several metals, especially copper, manganese, and iron, especially in acidic soils such as those of Rancagua and Requínoa. The use of sebum significantly increased the release of copper and zinc, likely because skin lipids facilitate their solubility and transport. In contrast, sunscreen decreased bioaccessibility in most cases, particularly for cadmium, lead, and copper, although there were exceptions depending on the soil. Regarding particle size, although finer fractions (<2 μm) generally tended to show greater bioaccessibility, this was not the case for all metals and soils. In some cases, such as with copper and iron, coarser fractions showed greater release, indicating that soil properties and the chemical form of the metal are also determining factors. Finally, a non-cancer dermal risk assessment was conducted using the EPA (USEPA) model, calculating the daily absorption dose (DAD) and the hazard quotient (HQ). In all cases, the HQ was less than 1 for both adults and children, suggesting that, under the conditions studied, dermal exposure to these metals would not pose a significant risk to human health.