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Octamethylcyclotetrasiloxan (D4)
(CAS-Nr.: 556-67-2)

Ausgabe: März 2001
Stand: Mai 2000

Einleitung:

Octamethylcyclotetrasiloxan (D4) findet als Industriechemikalie und Zwischenprodukt für die Herstellung verschiedener Siliconverbindungen und -produkte Verwendung sowie im Konsumbereich, z.B. als Bestandteil von Kosmetika.

Der Wissensstand zur Toxikologie von D4 ist in drei Übersichten zusammengetragen worden: Ein IUCLID-Stoffdatensatz der Bayer AG (Stand Okt. 1995) (1), eine Übersicht des Silicones Environmental Health and Safety Council (1995) (2) und der Entwurf eines EU-Einstufungsdossiers, Stand Juni 1998 (3). Auf diese Übersichten wird im folgenden Bezug genommen, soweit die Originalliteratur nicht verfügbar ist (z.B. bei firmeninternen Berichten) oder keine näheren Angaben gemacht werden.

Toxikologische Untersuchungen wurden in der Regel mit dem technischen Produkt durchgeführt, das einen Reinheitsgrad von> 95 % hat (Hauptverunreinigung Decamethylcyclopentasiloxan, D5).

1 ppm entspricht ca. 12 mg/m³.

1 mg/m³entspricht ca. 0,083 ppm.

Allgemeine Toxizität:

Die akute Toxizität von D4 ist gering. In mehreren Untersuchungen zur oralen akuten Toxizität an der Ratte wurde bei Dosierungen bis zu 5 g/kg KG keine Mortalität festgestellt, ebenso nach akuter inhalativer Exposition über 4 h bis zu 12 g/m3 . Auch nach akuter dermaler Exposition an Ratten (bis 4,6 g/kg KG) und Kaninchen (bis 2,4 mg/kg KG) trat keine Letalität auf (1).

Bei orientierenden Untersuchungen zur Klärung möglicher nachteiliger Effekte infolge Migration von Siloxan-Monomeren aus Silicon-Brustimplantaten lag die LD-50 von D4 bei Mäusen nach i.p.-Applikation bei 6-7 g/kg KG. Die Tiere starben wenige Tage nach der Behandlung. Zielorgane waren insbesondere Leber und Lunge. In unterschiedlicher Ausprägung traten in der Leber neben Enzymfreisetzungen ins Serum Zellnekrosen, Entzündungen, Verfettung, Mitosen und Apoptosen, in der Lunge interstitielle und intraalveoläre Entzündungen, Ödeme und fokale Blutungen auf. Mechanistische Untersuchungen ergaben eine über mehrere Tage massiv ansteigende Hydroxyradikal-Bildung in beiden Organen, die als Ursache oder Mitursache für die zeitgleich auftretenden Entzündungen, Zellschädigungen und Nekrosen angesehen werden kann (4).

Subakute orale Toxizität:

Eine Untersuchung zur subakuten oralen Toxizität an Sprague-Dawley-Ratten über 2 Wochen mit 5 Applikationen pro Woche per Schlundsonde (0, 25, 100, 400, 1600 mg/kg) ergab erhöhte relative Lebergewichte bei den weiblichen Tieren ab 100 mg/kg, bei den männlichen ab 400 mg/kg. Auch das absolute Lebergewicht war bei den weiblichen Tieren ab 400 mg/kg erhöht. Das Körpergewicht war bei beiden Geschlechtern in der höchsten Dosierung vermindert (5).

Ein weitere Untersuchung am gleichen Stamm über 4 Wochen Dauer mit 0 und 2000 mg/kg ergab bei den behandelten Weibchen vermindertes Körpergewicht und verminderte Futteraufnahme. Bei den männlichen Tieren war nur an den ersten Tagen vorübergehend die Futteraufnahme, nicht jedoch die Körpergewichtsentwicklung im Vergleich zu den Kontrollen vermindert. Klinische Symptome oder makroskopische Befunde wurden bei der Nekropsie nicht festgestellt (6).

Subakute und subchronische Inhalationstoxizität:

1. 28-Tage-Studie an Ratten, 200 - 400 - 700 - 1200 ppm (7)

   Vier Wochen lang wurden je 10 männliche und weibliche Fischer 344-Ratten 6 Stunden täglich, 5 Tage pro Woche, gegenüber folgenden Konzentrationen Kopf-/Naseexponiert: 0 (Kontrolle, gefilterte Luft) - 2500 - 5000 - 9000 - 16000 mg/m³nominal (2780 - 5130 - 8620 und 14210 mg/m³analytisch, entsprechend ca. 226 - 417 - 700 - 1154 ppm analytisch). Ab der 2. Versuchswoche mußte die höchste Konzentration aufgrund unerwarteter Mortalität auf nominal 12000 mg/m³(analytisch 13250 mg/m³entsprechend 1076 ppm) reduziert werden.

   Effekte:

   • In der höchsten Dosisgruppe war die Mortalität bei Weibchen erhöht, Körpergewichte und Körpergewichtszunahme waren bei Männchen und Weibchen über die gesamte Behandlungszeit geringfügig bis mäßig, teilweise signifikant reduziert; die Futteraufnahme war hingegen nur in den ersten Tagen mäßig und signifikant vermindert. Ab 5000 mg/m³ (417 ppm) traten diverse gering gradige Abweichungen hämatologischer und klinischbiochemischer Parameter auf, im wesentlichen leicht erhöhte Cholesterin- und Gesamtprotein-Konzentrationen sowie leicht verminderte Aktivitäten der alkalischen Phosphatase. Die Bedeutung dieser geringen signifikanten Abweichungen ist unklar, weil eine Dosisabhängigkeit nicht feststellbar war. Die klinischen Laboruntersuchungen ergaben Hinweise auf Veränderungen der Nebennierenfunktionen ab 9000 mg/m³. (700 ppm).

   Histologie:

   • In allen Behandlungsgruppen waren in der Lunge alveoläre Entzündungserscheinungen minimalen bis leichten Grades zu sehen.
   • Ab 9000 mg/m³(700 ppm) lag eine hepatozelluläre Hypertrophie und eine Vakuolisierung der Zona fasciculata der Nebennierenrinde vor.
   • Vorwiegend in der höchsten Konzentration war der Thymus atrophiert.
   • In allen Behandlungsgruppen wurde eine vaginale Mucifikation (bei diversen Tieren und am stärksten in der höchsten Konzentration) und eine Reduktion der Corpora lutea-Bildung im Ovar diagnostiziert; beides wird von den Autoren als Hinweis auf veränderte Östruszyklen gedeutet.
   • Elektronenmikroskopische Untersuchungen an Leberzellen ergaben in allen Behandlungsgruppe Veränderungen an den Zellorganellen (Mitochondrien, rauhes und glattes endoplasmatisches Retikulum) (7).
     
2. 13-Wochen-Studie an Ratten, 30 - 120 - 480 - 880 ppm (8)

   In einer subchronischen Studie wurden je 20 männliche und weibliche Fischer 344 Ratten (je 30 in Kontrolle und höchster Konzentration) über 13 Wochen 6 Stunden täglich, 5 Tage pro Woche, folgenden Konzentrationen Kopf-/Naseexponiert: 0 (Kontrolle, gefilterte Luft) - 300 - 1200 - 5000 - 12000 mg/m³ nominal (420 - 1480 - 5910 - 10870 mg/m³ analytisch, entsprechend ca. 34 - 120 - 480 - 883 ppm analytisch). Jeweils 10 Tiere der Kontrollgruppe und der Gruppe mit der höchsten Konzentration wurden im Anschluss an eine 4- wöchige expositionsfreie Nachbeobachtungszeit untersucht.

   Effekte:

   • Bei Weibchen traten nach 11000 mg/m³