Amostragem, Identificação e Caracterização de Liberação de Microplásticos da Mamadeira de Alimentação de Bebês de Polipropileno durante o Uso Diário

A maioria dos tipos de plásticos não são biodegradáveis, mas podem se dividir em pequenos pedaços devido a processos químicos e físicos como oxidação e atrito mecânico^1,2. Peças plásticas menores que 5 mm são classificadas como microplásticos (MPs). Os PMs são onipresentes e encontrados em quase todos os cantos do mundo. Tornaram-se uma preocupação global devido ao risco potencial para humanos e animais selvagens^3,4. Até o momento, foram encontrados acúmulos significativos de PMs em peixes, aves, insetos^5,6, bem como mamíferos (camundongos, no intestino, rim e fígado^7,8). Estudos descobriram que a exposição e o acúmulo de PMs podem danificar o metabolismo lipídico dos camundongos^7,8. Uma avaliação de risco com foco em peixes descobriu que os PMs submicrínidos podem penetrar na barreira do sangue para o cérebro e causar danos cerebrais⁹. Deve-se notar que até o momento todos os resultados de risco de MP foram obtidos a partir de estudos em animais, enquanto o risco específico à saúde humana ainda é desconhecido.

Nos últimos 2 anos, as preocupações com a ameaça do MP à saúde humana aumentaram substancialmente com a confirmação dos níveis de exposição humana aos PMs. O acúmulo de PMs foi encontrado no cólon humano¹⁰, a placenta de gestantes¹¹ e fezes adultas¹². Uma determinação precisa dos níveis de liberação de MP é crucial para identificar fontes de exposição, avaliar o risco à saúde e avaliar a eficiência de quaisquer medidas de controle potenciais. Nos últimos anos, alguns estudos de caso relataram que os plásticos de uso diário (ou seja, a chaleira de plástico¹³ e os copos de uso único¹⁴) podem liberar quantidades extremamente altas de PMs. Por exemplo, copos de papel descartáveis (com interiores laminados com filmes de polietileno-PE ou copolímero), lançaram aproximadamente 250 MPs do tamanho de mn e 102 milhões de partículas sub-micron em cada mililitro de líquido após exposição a 85-90 °C de água quente¹⁴. Um estudo de recipientes de alimentos de polipropileno (PP) informou que até 7,6 mg de partículas plásticas são liberadas do recipiente durante um único uso¹⁵. Níveis ainda mais elevados foram registrados a partir de sacos de chá feitos de tereftalato de polietileno (PET) e nylon, que liberaram aproximadamente 11,6 bilhões de MPs e 3,1 bilhões de MPs nano-tamanho em um único copo (10 mL) da bebida¹⁶. Dado que esses produtos plásticos de uso diário são projetados para a preparação de alimentos e bebidas, a liberação de altas quantidades de PMs é provável e seu consumo é uma ameaça potencial à saúde humana.

Estudos sobre a liberação de MP de produtos plásticos domésticos (ou seja, a chaleira plástica¹³ e os copos de uso único¹⁴) estão em estágio inicial, mas espera-se que esse tema receba cada vez mais atenção dos pesquisadores e do público em geral. Os métodos exigidos nesses estudos são significativamente diferentes daqueles utilizados em estudos de temperatura ambiente marinho ou de água doce, onde já existem protocolos bem estabelecidos¹⁷. Em contrapartida, estudos envolvendo o uso diário de produtos plásticos domésticos envolvem temperatura muito mais alta (até 100 °C), com, em muitos casos, repetidas pedalando de volta à temperatura ambiente. Estudos anteriores apontaram que plásticos em contato com água quente podem liberar milhões de MPs^16,18. Além disso, o uso diário de produtos plásticos pode, com o tempo, alterar as propriedades do próprio plástico. Por isso, é crucial desenvolver um protocolo de amostragem que imita com precisão os cenários de uso diário mais comuns. A detecção de partículas de micro-tamanho é outro grande desafio. Estudos anteriores apontaram que os PMs liberados de produtos plásticos são menores que 20 μm^16,19,20. A detecção desses tipos de MPs requer o uso de filtros de membrana lisa com pequeno tamanho de poros. Além disso, é necessário distinguir os PMs de possíveis contaminantes capturados pelo filtro. Espectroscopia raman de alta sensibilidade é usada para análise de composição química, que tem a vantagem de evitar a necessidade de alta potência laser que é conhecida por destruir facilmente pequenas partículas²⁰. Assim, o protocolo deve combinar procedimentos de manuseio sem contaminação com o uso de filtros de membrana ideais e para um método de caracterização que permita a identificação rápida e precisa da MP.

O estudo aqui relatado se concentrou na mamadeira de amamentação à base de PP (BFB), um dos produtos plásticos mais utilizados no dia a dia. Verificou-se que um alto número de PMs são liberados do BFB plástico durante a preparação da fórmula¹⁸. Para um estudo mais aprofundado da liberação de MP a partir de plásticos diários, o método de preparação e detecção da amostra para BFB é detalhado aqui. Durante a preparação da amostra, o processo padrão de preparação da fórmula (limpeza, esterilização e mistura) recomendado pela OMS²¹ foi cuidadosamente seguido. Ao projetar os protocolos em torno das diretrizes da OMS, garantimos que a liberação da MP dos BFBs imitasse o processo de preparação da fórmula do bebê utilizado pelos pais. O processo de filtro foi projetado para coletar com precisão os MPs liberados dos BFBs. Para a identificação química dos PMs, as condições de trabalho para espectroscopia de Raman foram otimizadas para obter espectros limpos e facilmente identificados de PMs, evitando ao mesmo tempo a possibilidade de queima das partículas-alvo. Finalmente, foi desenvolvido o procedimento de teste ideal e a força aplicada para permitir um mapeamento preciso da topografia tridimensional dos PMs utilizando microscopia de força atômica (AFM). O protocolo (Figura 1) detalhado aqui fornece um método confiável e econômico para a preparação e detecção de amostras de MP, que pode beneficiar substancialmente estudos futuros de produtos plásticos.