Огляд кобальту

дерматолога
Алергічний контактний дерматит (АКД) - важлива хвороба, яка щорічно вражає 14,5 мільйонів американців. 1 Через переважну захворюваність пацієнтів, втрату навчального та робочого часу та значні витрати на відвідування медичних закладів та медикаментів, ACD представляє високий економічний тягар. Правильний діагноз ACD покращить, запобіжить або «вилікує» дерматит та зменшить загальні витрати на систему охорони здоров’я. 1 Після проведення тесту на виправлення та встановлення винного, освіта стає критичним втручанням для забезпечення дотримання режиму уникнення. При уникненні алергенів настає ремісія дерматиту. Пацієнти, які не можуть дотримуватися схем уникнення, мають ризик повторного або стійкого дерматиту або прогресування до систематизованого вигляду. 2,3

Двома основними типами контактного дерматиту є подразнювальний та алергічний, при цьому найпоширенішим є подразнювальний контактний дерматит (ІКД). МКБ може виникнути у кожного, хто зазнає дії подразнюючої речовини протягом тривалого часу або у значних концентраціях, таких як хронічне або часте перебування у воді, абразивні миючі засоби, миючі засоби та мило. Важливо зазначити, що МКБ може часом передувати або бути супутнім діагнозом АКД. 4,5 ACD являє собою реакцію гіперчутливості уповільненого типу із затримкою типу Т-хелперних клітин 1, яка може виникнути у великій кількості хімічних речовин - від отруйного плюща до металів до ароматизаторів. Ці спонукальні екзогенні антигени - це насамперед малі ліпофільні хімічні речовини (гаптени) з молекулярною масою менше 500 Да. Однак метали не ковалентно зв'язуються з білками-носіями, натомість вони комплексуються з білками, подібними до зв'язування кобальту та вітаміну В12. 6 При безпосередньому впливі антигену на шкіру або слизову починається імунологічний каскад, який включає цитокіни, такі як інтерлейкін 2 та інтерферон-гама, Т-клітини та дендритні клітини. Ця складна взаємодія є основою для клінічного вираження ACD.

Оцінка ACD добре поєднується з теоретичною теорією, оскільки діагностична оцінка епікутального пластиру диктує лікування уникнення у кожного окремого пацієнта. Хоча ACD не виліковний, багато людей досягнуть повної ремісії зі старанним уникненням. У цій статті ми зупинимося на елементі кобальт. Ми також вивчаємо найважливіші алергени, регіональні та тематичні презентації дерматитів, клінічні поради та перлини для діагностики та лікування.

Історія

Кобальт цінувався за його блакитний пігмент древніми цивілізаціями. Найдавніший об'єкт, що містить кобальт, датований приблизно 2000 р. До н. Е. З місця в Південній Месопотамії під назвою Еріду. 7 Давні єгиптяни створили синю кераміку ще в 1550 р. До н. Аналіз кераміки продемонстрував, що кобальт був у складі марганцю, нікелю та цинку, який, як вважають, видобували в пустельних оазисах Таким чином. 8 В інших частинах світу кобальт був визнаний таким, що надає синій колір кераміці та статуям коней, що датуються VI століттям у Китаї за часів династії Тан. 9 Цікаво, що жодна з цих цивілізацій не знала, яка сполука надає яскравий і бажаний блакитний відтінок, оскільки елемент «кобальт» був відкритий лише в 1735 р.

Легенда за елементом кобальт походить від саксонських знань; у горах Шнейдбург шахтарі працювали день і ніч, щоб здобути дорогоцінний мінерал срібла. Багато хто з обережністю ставився до злих духів і гоблінів, яких назвали Кобольдс (близько 1335). Вважалося, що Кобольди живуть всередині гори, і коли шахтарі стикаються з проблемами, часто звинувачують Кобольдів. 10 Наприклад, Кобольдсу зараховували, коли руки шахтарів відчували печіння після довгих робочих днів. 11 Пізніше термін Кобольд став асоціюватися з рудою, яка утворювала токсичні пари при виплавці для отримання срібла, завдяки виділенню миш'яку.

У 1735 р. Шведський хімік Георг Брандт, експериментуючи з рудою, виявив саму речовину, яка видавала синій колір. Через фольклор, пов’язаний з його історією, метал був названий кобальтом для позначення «короля Гобліна», але лише в 1780 році кобальт було доведено як єдиний металевий елемент. 12 Більше ніж через два десятиліття Франція Луї Жак Тенар здійснив революцію у здатності використовувати кобальт для комерційних інтересів. Він виявив, як зробити "кобальт синім", нагріваючи глинозем фосфатом кобальту при високих температурах, що каталізувало утворення особливо синього оксиду кобальту. На честь його відкриття колір став відомий як синій Тенарда. 13

Властивості, явища та використання кобальту

Хімічний елемент кобальт - рідкісний елемент, який складає лише 0,001% земної кори. Це крихкий, твердий білий метал, який природним чином міститься в ґрунті, пилі та морській воді. Однак його дуже рідко можна знайти в чистому вигляді при видобутку із землі, оскільки він зазвичай виробляється як побічний продукт видобутку заліза, нікелю, міді та срібла. Кобальт має кілька унікальних властивостей, крім виділення синього кольору, що відрізняє його від інших елементів. Це 1 із лише 3 металів, що має магнітні властивості при кімнатній температурі. 9 Крім того, кобальт необхідний для синтезу вітаміну В12, який має відповідну назву кобаламін. Вітамін B12 містить тривалентний кобальт, і тому кобальт є важливим мікроелементом для всіх тварин. 14 Хоча кобальт є у всьому світі, приблизно 50% його отримують з Африки, головним чином у поєднанні з видобутком нікелевої руди. 10

Незважаючи на те, що він закуповується як вторинний гірничодобувний продукт, кобальт має свою значну цінність. Застосовується у виробництві високоефективних сплавів, які в поєднанні з іншими матеріалами для зміни міцності використовуються для заміни суглобів, деталей літальних апаратів, зубних протезів, магнітів, ріжучих інструментів та свердел. Один із ізотопів кобальту, Cobalt 60 також застосовувався для лікування в радіаційній онкології. Останнім часом у зв'язку з бурхливим розвитком портативної електроніки та мобільних пристроїв кобальт стає все частішим використанням у акумуляторних батареях, включаючи літієві, нікель-кадмієві та нікель-металгідридні акумулятори. Таблиця висвітлює найважливіші джерела кобальту, що спричиняють виникнення АКД.

Кобальт у стоматології

Порожнини зубів заповнювались з 16 століття ранніми матеріалами, включаючи свинець, пробку, кам'яну стружку та золоту фольгу. З винаходом стоматологічної бормашини в 1871 році збільшився попит на недорогі пломби. 15 І в 1895 р. Відбулася розробка суміші сплавів, яку ми сьогодні знаємо як стоматологічну амальгаму. Він, як правило, складається з 50% чистої елементарної ртуті разом з різними меншими кількостями срібла, олова, міді та цинку. Порошок металевого срібла реагує з рідкою ртуттю, утворюючи сплав, що піддається зміні, який легко упаковувати та формувати. Примітно, що цю основу часто модифікують такими матеріалами, як кобальт, для підвищення стійкості до ферментативного розпаду, що є надійною характеристикою протезів, пломб для зубів, коронок, мостів та протезів.

Кобальт бере участь у змішанні оральної та генералізованої реакцій гіперчутливості, пов’язаної з амальгамою та зубною коронкою, на додаток до дисгідротичної екземи, для якої застосовано дієти з обмеження кобальту. 16-18 Однак, на відміну від інших металів, пов'язаних з ACD, діагностика алергії на кобальт може бути важчою. Завдяки його асоціації з нікелем та його частому поєднанню з нікелем у сплавах, припускають, що специфічні для кобальту алергічні реакції часто є вторинними до косенсибілізації з нікелем. 19 Таким чином, чистий зразок кобальту, що не містить нікелю, є важливим при проведенні епікутанного пластирного тесту для встановлення точного діагнозу ACD кобальту.

Системна токсичність кобальту:

Заваріть до суглобів

Перша задокументована системна токсичність, пов’язана з кобальтом, отримала назву “кардіоміопатія пивців, які пиють пиво”. У 1966 році в Квебеку, Канада, почали траплятися дивні випадки швидко прогресуючої та часто фатальної кардіоміопатії. Було відомо, що всі постраждалі пацієнти сильно пили пиво, але швидке виникнення симптомів було дуже незвичним для кардіоміопатії, що виникає лише через алкоголь. Посилене розслідування припустило, що ймовірним винуватцем спалаху захворювання був кобальт. Було встановлено, що кобальт був доданий як у пляшки, так і в розливне пиво, щоб зменшити виробництво піни. Хоча точний механізм кобальту, що спричиняє цю смерть, не з'ясований, вилучення кобальту з пива не призвело до подальших випадків. 20 Пошкодження міокарда кобальтом може бути наслідком ураження мітохондрій окислювальним фосфорилюванням важких металів. Інші системні проблеми, які можна спостерігати, включають дисфункцію щитовидної залози, печінки, неврологічні функції та кістковий мозок.

В даний час багато суперечок щодо потенційної токсичності після заміни суглобів металом на метал (MoM). Заміни MoM, що містять кобальт-хромовий сплав, як для підкладки голови, так і для чашки/кулі протеза, використовували замість традиційного керамічного або поліетиленового матеріалу. Вони були розроблені для збільшення міцності, збільшення розміру, збільшення стійкості суглобів і меншого зносу сміття, ніж імплантатів, виготовлених з інших джерел. Хоча вони були розроблені для того, щоб тривати довше і бути в цілому кращим для пацієнтів, зараз є дані, що вони можуть бути пов'язані зі збільшенням частоти відмов. Іони металів можуть місцево реагувати на навколишні тканини або спричиняти системні проблеми у деяких людей. 21

Через ці потенційні проблеми, деякі європейські країни нещодавно рекомендують щорічне спостереження за пацієнтами із ММ, яке включає як візуалізацію, так і рівень кобальту/хрому в сироватці крові. 21 FDA в даний час рекомендує візуалізацію та тестування на іони металу в сироватці для будь-яких пацієнтів, у яких є ознаки того, що їх пристрій MoM не працює належним чином або якщо пацієнт має симптоми, що стосуються. Однак агентство не вважає, що є достатньо доказів для тестування пацієнтів, які не протікають безсимптомно або добре працюють із пристроєм MoM. 22 Примітно, що пристрої кобальту MoM є все більшим джерелом судових спорів.

Практичні роботи з тестування патчів

Тестування патчів часто необхідне для підтвердження діагнозу ACD та визначення відповідних алергенів (алергенів). Доступні тестові лотки для скринінгу, які виділяють найпоширеніші хімічні речовини та пропонують постачальнику підказки щодо потенційних джерел.

Хлорид кобальту (1% домашня тварина) включений до стандартної серії Американського товариства контактного дерматиту, що складається з 80 алергенів та дихлориду кобальту, 20 мкг/см 2, для тонкошарового тесту епікутанного пластиру швидкого використання (сайт 12). 23,24

Точковий тест на кобальт

Незважаючи на те, що рідкісні випадки, коли серед населення буває алергія на кобальт, це спостерігається у деяких пацієнтів із дерматитом. Історично складно було розрізнити відповідні джерела впливу кобальту (наприклад, домашнє чи робоче середовище). Ідентифікація присутності кобальту стала простішою з появою інструменту для виявлення хімічних речовин, кобальтового тестового набору (SmartPractice Dermatology, Phoenix, AZ). Цей набір використовує хімію 1-нітрозо-2-нафтол-3,6-дисульфонату, і, аналогічно тесту на диметилгліоксим для нікелю, використовує зміну кольорового індикатора під впливом кобальту. 25 Зміна кольору можлива завдяки основному компоненту нітрозо-R солі, який раніше використовувався для хімічного визначення багатьох металів, включаючи кобальт, залізо та калій. Сіль нітрозо-R призводить до утворення комплексу з кобальтом, що викликає окислення. У присутності оцтової кислоти реакція окислення змінює колір, що відповідає за червоний колір, який спостерігається при позитивному тесті на кобальтові плями. 26

Цей тест показав, що він може виявити кобальт, що виділяється з приблизно 8 ppm, що важливо, оскільки певні пацієнти реагують на дуже низькі рівні кобальту, що виділяється приблизно з 10 ppm. Якщо залишаються сумніви щодо результатів тесту на кобальтові плями, існує також гелевий тест, який при необхідності можна отримати, який також стане червоним при впливі кобальту. Цей тест може виявитися навіть вигіднішим, оскільки він може виявити тріщини на предметі, де може виділятися кобальт. 25 Тест на кобальтові плями також показав, що він має потенційну цінність позитивно реагувати на невеликі кількості кобальту, присутніх на шкірі пацієнта. Однак дослідники заявили, що відповідні умови випробувань потребують подальшої розробки. 26

Перлини лікування: Кожна доза має значення

Людина може бути піддана контактному алергену та згодом сенсибілізована до нього контактним алергеном протягом декількох днів, перш ніж продемонструвати клінічну картину ACD. З кожним опроміненням зростає ризик досягнення точки, в якій імунна система досягає свого метафоричного «порогу», і подальший вплив у цей момент може призвести до виникнення шкірної реакції. 27 Подібно до того, як багаторазовий контакт з часом призвів до цієї імунної відповіді, багаторазове уникнення більшості впливів з часом призведе до ремісії.

Доктор Джейкоб, редактор розділу Allergen Focus, є доцентом клінічного професора, дерматолога, директором клініки контактного дерматиту в Університеті Лома Лінда в Лома Лінда, Каліфорнія.

В даний час доктор Мортенсен є резидентом дерматології в Університеті Лома Лінда в Лома Лінда, Каліфорнія.

Розкриття інформації: Д-р Джейкоб працював дослідником Smartchoice USA у дослідженнях PREA-1 та PREA-2.

Розкриття інформації: доктор Мортенсен повідомляє про відсутність відповідних фінансових відносин.

Список літератури

1. Bickers DR, Lim HW, Margolis D, et al. Тягар шкірних захворювань: 2004 р. Спільний проект Американської академії дерматології та Товариства дослідницької дерматології. J Am Acad з Дерматолу. 2006; 55 (3): 490-500.

2. Hsu JW, Matiz C, Jacob SE. Алергія на нікель: локалізовані, ідентичні та системні прояви у дітей. Педіатр Дерматол. 2011; 28 (3): 276-280.

3. Салам Т.Н., Фаулер Дж. Ф. Молодший Системний контактний дерматит, пов'язаний з бальзамом. J Am Acad Dermatol. 2001; 45 (3): 377-381.

4. Nijhawen RI, Matiz C, Jacob SE. Контактний дерматит: від основ до алергодромів. Дитячий літопис. 2009; 38 (2): 99-108.

5. Militello G, Jacob SE, Crawford GH. Алергічний контактний дерматит у дітей. Curr Opin Pediatr. 2006; 18 (4): 385-390.

6. Белсіто Д.В. Екзематозний дерматит. У: Фрідберг І.М., Айзен А.З., Вольф К., Остін Ф., Голдсміт Л.А., Кац С.І., Фіцпатрік ТБ, ред. Дерматологія Фіцпатріка в загальній медицині. 5-е видання Нью-Йорк, Нью-Йорк: McGraw-Hill; 1999: 1531-1532.

7. FitzHugh EW, WM для підлоги. Кобальт - хімічний елемент, який надає синій колір склу та глазурі та певним пігментам. Енцилопедія Іраніка. Вип. 8. 1992: 873-875.

8. Вашингтонський університет у Сент-Луїсі. У пошуках ключового синього інгредієнта в давньоєгипетській кераміці. ScienceDaily. 19 березня 2010 р. Http://www.sciencedaily.com/releases/2010/03/100317121354.htm. Доступ 15 серпня 2014 року.

9. Редактори Енциклопедії Британіка. Кобальт (Co). Британська енциклопедія. http://www.britannica.com/EB verified/topic/123235/cobalt-Co. Доступ 15 серпня 2014 року.

10. Факти про кобальт: історія. Веб-сайт Інституту розвитку кобальту. http://www.thecdi.com/cdi/images/documents/facts/COBALT_FACTS-History.pdf. Доступ 15 серпня 2014 року.

11. Ангус С, Гріффін Б. Ми прожили життя, а потім дещо: життя, смерть і життя шахтарського міста. Торонто, Онтаріо: Між лініями; 1996: 9-12.

12. Ватт С. Кобальт (Елементи). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Видавництво Cavendish Square; 2006: 9-10.

13. Кобальтовий синій. CAMEO: Інтернет-сайт енциклопедії з питань збереження та художніх матеріалів. http://cameo.mfa.org/wiki/Cobalt_blue. Доступ 15 серпня 2014 року.

14. Баттерсбі АР. Як природа створює пігменти життя: підкорення вітаміну В12. Наука. 1994; 264 (5165): 1551-1557.

15. Історія хронології стоматології. Веб-сайт Американської стоматологічної асоціації. http://www.ada.org/en/about-the-ada/ada-history-and-presidents-of-the-ada/ada-history-of-dentistry-timeline.

Доступ 15 серпня 2014 року.

16. Thyssen JP, Menné T, Møller P, Jellesen MS, Johansen JD. Тест на кобальтові плями був корисним при діагностичній роботі пацієнта з алергією на кобальт, який страждає на гіперчутливість до кобальту в ротовій порожнині. J Am Acad Dermatol. 2011; 65 (3): 659-660.

17. Song H, Yin W, Ma Q. Алергічний долонеплантарний пустульоз, спричинений кобальтом у литих зубних коронках: повідомлення про випадок. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2011; 111 (6): e8-e10.

18. Stuckert J, Nedorost S. Дієта з низьким вмістом кобальту для хворих на дисгідротичну екзему. Контактний дерматит. 2008; 59 (6): 361-365.

19. Hildebrand CV, Veron C, Martin P. Нікель, хром, стоматологічні сплави кобальту та алергічні реакції: огляд. Біоматеріали. 1989; 10 (8): 545-548.

20. Таємниця кардіоміопатії пивців Квебеку. Can Med Assoc J. 1967; 97 (15): 930-931.

21. Аллен Л.А., Амбардекар А.В., Деварай К.М., Малешевський Дж. Дж., Вольфель Е.Е. Клінічне вирішення проблем: відсутні елементи історії. N Engl J Med. 2014; 370 (6): 559-566.

22. Імплантати тазостегнових суглобів метал-метал. Веб-сайт FDA. http://www.fda.gov/MedicalDevices/Products andMedicalProcedures/ImplantsandProsthetics/MetalonMetalHipImplants/default.htm. Доступ 15 серпня 2014 року.

23. Lee J, Warshaw E, Zirwas M. Allergens in the American Contact Dermatitis Society Core Series. Клін Дерматол. 2011; 29 (3): 266-272.

24. SmartPractice. T.R.U.E. Тест (Дослідницький посібник з випробування тонких шарів на швидке використання) SmartPractice, 2007 Переглянуто 2012; 7.10.

25. Thyssen JP, Menné T, Johansen JD, et al. Точковий тест на виявлення виділення кобальту - ранній досвід та висновки. Контактний дерматит. 2010; 63 (2): 63-69.

26. Midander K, Julander A, Skare L, Thyssen JP, Lidén C. Тест на пляму кобальту - подальше розуміння його ефективності та використання. Контактний дерматит. 2013; 69: 280-287.

27. Jacob SE, Herro EM, Taylor J. Контактний дерматит: діагностика та терапія. У: Елзукі А.В., Харфі Х.А., Назер Н, О З., Стейплтон Ф.Б., Вітлі Р.Д., ред. Підручник з клінічної педіатрії. 2-е вид. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Спрінгер; 2011 рік.