在证实3D打印排放确会引发健康问题后，CIRI呼吁改进安全建议

2022年10月10日，南极熊获悉，安全研究专家Underwriters Laboratories的非营利机构Chemical Insights Research Institute (CIRI)发现 3D 打印排放物可能对人类健康造成损害，即使数量很少。

在最近的一项CIRI毒性研究中，研究人员发现，人体暴露在打印ABS或PLA长丝时产生的烟雾下会"导致气道细胞损伤和炎症"。基于他们的研究，科学家们说，在安全距离内操作挤压式3D打印机，以及通风和过滤缓解策略，应该在这些机器周围的安全指导中讨论。

△在保护性实验室的CIRI研究所工作的研究人员。照片来自Underwriters Laboratories

摸清废气排放的底细

根据论文背后的研究人员Christa Wright博士（现为佐治亚州立大学）和CIRI的研究生Jennifer Jeon说法，他们的研究是出于对某些打印机排放的烟雾有害性的担忧。

具体而言，科学家们认为当FFF系统加热、冷却和处理长丝时，释放到空气中的化学物质可能对操作者 "有害"。鉴于3D打印机在STEM教育环境中的日益普及，两人因此表示，找出哪些材料和条件会造成最大的风险，以及吸入挥发物的后果是 "至关重要 "的。

为了找到答案，研究人员在一个培养皿中培养了小型气道上皮细胞，然后将其暴露在通过3D打印ABS和PLA产生的颗粒物质中，并检测其反应。然后，研究小组测量了三个小时内颗粒的排放量，并将其输入多路径粒子剂量测定模型，该模型能够确定长期暴露于这些粒子对用户肺部的影响。

△CIRI和佐治亚州立大学此前用于评估吸烟影响的设备。图片来自CIRI

CIRI对3D打印排放物毒性的研究结果

在2021年7月进行的研究中，研究人员的实验证实了他们对排放物可能对3D打印机用户的肺部细胞造成损害的担忧。那些暴露在高剂量ABS打印烟雾中的样本生存能力下降了49.5%，甚至离得更远或在相邻房间的餐具也受到影响，尽管程度较轻。

研究小组随后转向代谢组学分析，在这一过程中，可以评估细胞的高水平代谢物，即与细胞损伤和炎症有关的代谢副产品。在聚乳酸和ABS的情况下，测试显示，打印这些材料时排放的烟雾导致细胞被"改变"，其中前列腺素（针对损伤或感染的化合物）尤其受到影响。

有趣的是，虽然科学家们的研究显示，聚乳酸和ABS烟雾都可能与气道细胞活力下降、氧化应激、DNA损伤增加和高水平的代谢物有关，但它发现ABS的毒性更高，因为在离打印机更远的地方收集的颗粒对细胞活力造成了更大的损害。

鉴于他们的研究结果，研究人员并没有呼吁采取任何过于激烈的措施，比如审查STEM环境中的ABS或PLA的3D打印。相反，这两人说，像接近和分散有害烟雾的机会这样的问题应该在机器安全指导中讨论，以教育用户了解潜在的危险。

该团队在他们的论文中说："ABS长丝的排放可能比PLA更具有生物活性，尽管在现场发现了污染物，但ABS长丝排放和相关暴露导致小气道上皮细胞活力明显下降，氧化应激，双链DNA断裂增加，以及与细胞损伤相关的代谢物水平高。"

△FFF期间的颗粒物释放。图片来自BOFA

增材制造排放：一个不断增长的研究领域

虽然相对来说，某些材料在3D打印过程中排放的烟雾可能是有害的，但这种危险的程度仍然没有得到充分了解。就在去年，烟尘和颗粒提取技术开发商BOFA国际排放研究揭示了所排放的颗粒和气体的影响，并建议用户可以采取措施来保护自己免受伤害。

美国环境保护局（EPA）的科学家们此前也曾试图评估用碳纳米纤维加固的3D打印ABS的影响。通过其3D打印排放研究，该机构试图开发有关该主题的新鲜文献，旨在帮助用户了解潜在的问题。

在此之前，Underwriters Laboratories 本身已经发布了 3D 打印排放的 UL 标准（https://www.shopulstandards.com/ ... spx?UniqueKey=35397），以使制造商能够减轻任何室内空气污染风险。早在 2019 年，该组织就发布了“ANSI/CAN/UL 2904”，其标准副总裁 Philip Piqueira 表示，该文件将“促进低排放打印机和打印介质在全球市场上的可用性”。