Contact Allergy to Acrylates

Abstract

Acrylate contact allergy has been frequently reported since the 1970s, with hundreds of articles published in dermatology journals so far.



The purpose of this thesis was to investigate the frequency of contact allergy to acrylates / methacrylates in patients with exposure to industrial, dental and nail uses of these substances. We also aimed to investigate the clinical and chemical aspects of patch testing with acrylate / methacrylate allergens with special interest 2-hydroxyethyl methacrylate (2-HEMA), methyl methacrylate (MMA), ethyleneglycol dimethacrylate (EGDMA), triethyleneglycol diacrylate (TREGDA), and 2-hydroxypropyl acrylate (2-HPA).



2-HEMA was the commonest allergen among acrylate-allergic dental patients and dental personnel. The most common allergens in the industrial acrylate setting were TREGDA, diethyleneglycol diacrylate (DEGDA), and 1,4-butanediol diacrylate (BUDA). Among the nail acrylics patients, the most common allergens were EGDMA, 2-HEMA, and triethyleneglycol dimethacrylate (TREGDMA). When we had screened for our 5 allergens of interest in the baseline series in 2 centres for approximately 2 years, we found that 38 patients had positive reactions during the study period in both populations. In Malmö, there were 26 (1.4%) patients while in Singapore, there were 12 (1.0%) patients with positive patch tests at least one of these 5 allergens. When we tested patch test preparations from different centres around the world, we found that for the more volatile acrylate allergens, MMA and 2-HPA, the measured concentrations in the samples were below the acceptable range of 80% or more of the stated concentration, while most of the other less volatile allergens (2-HEMA, EGDMA and TREGDA) were within the acceptable range. We also found that the concentration of allergens in IQ chambers decreased much more rapidly than in the syringes and that the decrease in allergen concentration was most rapid in room temperature, followed by refrigerator and freezer i.e the higher the temperature, the faster the allergen loss.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Akrylatallergi



Plastmaterial består av stora molekyler som kallas polymerer samt tillsatsämnen som tillsätts för att modifiera materialets egenskaper. Polymerer bildas när det sker en stegvis reaktion mellan monomerer så att större molekyler bildas. Allergiframkallande ämnen i plastsystem kan vara monomererna, härdarna, modifierarna eller andra tillsatsämnen. Akrylater är estrar av akrylsyra och metakrylater är estrar av metakrylsyra. I den här avhandlingen har vi intresserat oss för kontaktallergi riktad mot monomerer i akrylater/metakrylater och hur denna kontaktallergi diagnostiseras.



Man använde tidigt dessa plaster inom ytbehandlingar och i tandvårdsmaterial. Mer välkända exempel på akrylatplast är i form av fibrer (t ex Acrilan) och som ark (t ex Perspex). Senare har akrylater använts inom många olika applikationer, ex vis i ultravioletthärdande färger, i fotopolymerer, lim, konstgjorda byggda naglar, vita tandfyllningar och superabsorbenter (t ex blöjor).



Akrylater användes först 1935 i tandvårdsmaterial, och sedan 40-talet har dessa plaster haft flera användningsområden inom tandvården. Exempel är avtagbara tandproteser, individuella avtrycksskedar, olika tandregleringsprodukter, bettskenor samt fasta kronor och broar. Kontaktallergi mot MMA rapporterades första gången 1941.



Även om experimentella data har visat att akrylatmonomerer är svaga till moderata kontaktallergen har akrylatallergier rapporterats i stigande frekvens pga en ökad användning av denna typ av plast i samhället. Kontaktallergi mot akrylater ses både inom arbetslivet och i omgivningsmiljön. Dessa kontaktallergier beror på att personen blivit allergisk för akrylatmonomeren eftersom den färdiga plastprodukten mycket sällan ger allergi.



Kontaktallergi mot akrylater diagnosticeras med epikutantest, där många misstänkta allergen (inkluderande olika akrylatallergen) prepareras och sätts på ryggen på patienterna som utreds. Testerna får sitta på ryggen 48 timmar. Resultatet av epikutantesten avläses av en dermatolog som vid avläsningen följer olika kriterier för att diagnosticera om det är en kontaktallergi eller inte. En positiv test talar för att en kontaktallergi påvisats och detta kan då vara förklaringen till patientens hudsjukdom, förutsatt att patienten exponeras för allergenet.



De flesta hudkliniker i världen använder en basserie av ämnen när de utreder patienter med misstänkt kontaktallergi. Dessa basserier, som kan vara olika från land till land beroende på exponeringen, innehåller ämnen som vanligtvis orsakar kontaktallergi i den patientgruppen. Akrylater finns dock inte i de flesta basserier i världen. Endast om den utredande hudläkaren misstänker att akrylatallergi skulle kunna finnas beställer han en epikutantest med just akrylater som ett tillägg till basserien. På detta sätt kan akrylatallergi missas. Det var vår tanke att förenkla utredningen genom att dels göra en förkortad akrylatserie och dels genom att göra en akrylatmix. Detta lyckades dock inte vilket kommer att ses i det följande.



Fem artiklar har skrivits i denna avhandling. De första två artiklarna avhandlar retrospektiva data från akrylatallergiska patienter som utretts på yrkes- och miljödermatologiska avdelningen i Malmö.



I den första artikeln finns testresultat från epikutantestning av 1632 personer inom tandvården, både personal och patienter. Dessa 1632 hade epikutantestats för att påvisa eller utesluta kontaktallergi mot tandvårdsakrylater. 48 personer hade konstaterad kontaktallergi mot någon akrylat. Det vanligast förekommande ämnet som gav kontaktallergi bland gruppen var 2-HEMA, följt av EGDMA, TREGDMA och MMA. Om man endast hade testat 2-HEMA hade 96,7% av våra tandvårdspatienter och 100% av vår tandvårdspersonal fångats medan tillägg av bis-GMA hade fångat samtliga tandvårdspatienter.



I den andra studien beskrivs 90 patienter som hade testats med industriakrylater och/eller nagelakrylater. 10 hade blivit allergiska av industriarbetet. Det vanligaste allergenet var TREGDA, DEGDA och BUDA. Samtliga 10 hade fångats med en serie bestående av TREGDA, 2-HPMA, och BUDA eller HDDA. Bland de 14 akrylatallergiska nagelpatienterna var de vanligaste allergenen EGDMA, 2-HEMA och TREGDMA. En kombination av 3 allergen, dvs 2-HEMA, EGDMA and TREGDA, hade fångat samtliga 14 nagelpatienter.



Om man kombinerar resultaten från de två första studierna kan vi konkludera att en kort översiktsserie, där man kombinerar 2-HEMA, EGDMA, TREGDA, 2-HPMA, bis-GMA och BUDA eller HDDA, hade fångat samtliga våra tidigare studiepatienter (tandvårds-, industri- och nagelpatienter).



I vår tredje studie, som varade 2 år, testade vi samtliga patienter i Malmö och Singapor med en liten akrylatserie som tillägg till den basserie vi också testade med. Serien bestod av 5 akrylatämnen som vi valt ut efter tidigare erfarenheter. Vi fann 38 patienter med minst en positiv lapptestreaktion mot en akrylat/metakrylat bland de testade. I Malmö reagerade 26 (1,4%) patienter och i Singapor 12 (1,0%). Hade vi inte lagt till dessa 5 akrylater till basserien hade vi missat 13/26 (50%) av de positiva i Malmö och 11/12 (92%) av de positiva i Singapor. Vi hade alltså missat 24/38 (63%) av de positiva patienterna bland samtliga testade.



Vårt mål att förenkla testningen för att fånga akrylatallergi genom att formulera en förkortad akrylatserie eller en akrylatmix som skulle kunna sättas in i basserien blev ännu mer viktigt för oss. Vi hade därför tillverkat två akrylatmixer, en som innehöll 2-HEMA, TREGDA och EGDMA och en som endast innehöll 2-HEMA och TREGDA. Dessvärre visade det sig att våra mixer ofta gav falskt positiva testreaktioner hos våra patienter även när de enskilda komponenterna var negativa. Trots att vi dubbelkontrollerade mixerna och såg att de innehöll rätt mängd av de olika akrylaterna samt lapptestade med dem under två perioder fick vi samma resultat vi sett tidigare med många falskt positiva reaktioner. Det slutade med att vi fick avbryta försöken helt.



I det fjärde arbetet undersökte vi halten akrylat i en mängd lapptestpreparationer vi fått från nio olika hudkliniker över världen. Sprutorna hade använts av respektive klinik fram till den dag de skickade dem till oss. Vi undersökte huruvida halten akrylat stämde med det som stod på etiketten på sprutan. Vi fann att halten av de mer lättflyktiga akrylaterna MMA och 2-HPA låg under 80% av den noterade koncentrationen, medan de flesta av de mindre flyktiga akrylaterna (2-HEMA, EGDMA och TREGDA) hade en acceptabel halt.



I den sista studien undersökte vi huruvida akrylater i lapptestpreparationer minskar i halt över tid när man lagrar dem vid olika temperaturer. Vi fann att koncentration allergen i testkammaren minskade mycket snabbare än i sprutorna. Generellt sett gäller det att minskningen av halten akrylat var snabbast i rumstemperatur, följt av kyl och frys. Det betyder att ju högre temperaturen är desto snabbare försvinner allergenet.



Dessa resultat som vi kommit fram till har praktisk betydelse i den kliniska vardagen vid lapptestning. För optimal stabilitet ska akrylatlapptestpreparationer helst förvaras nerfrysta men om det inte är möjligt, i kylskåp snarare än i rumstemperatur. Detta har ännu större betydelse i ett tropiskt klimat, där medeltemperaturen är högre. Dessutom, lapptest-preparationer innehållande flyktiga ämnen bör endast placeras på testkammaren i direkt anslutning till testningen av patienten och inte en eller flera dagar i förväg som praktiseras på en del kliniker.

• author: Goon, Anthony
• supervisor: Marlene Isaksson; Magnus Bruze; Erik Zimerson
• opponent: Docent Alanko, Kristiina, Helsinki University Central Hospital, Skin and Allergy Hospital, Helsinki, Finland
• organization: Occupational and Environmental Dermatology (research group); EpiHealth: Epidemiology for Health
• publishing date: 2010
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Environmental Health and Occupational Health; Dermatology and Venereal Diseases
• keywords: volatility, stability, screening, allergic contact dermatitis, Acrylates, baseline series, contact allergy, dental, gel permeation chromatography, high performance liquid chromatography, industrial, patch testing, methacrylates
• in: Lund University Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series
• volume: 2010:97
• pages: 126 pages
• defense location: Lilla aulan, ingång 59, Skånes universitetssjukhus Malmö
• defense date: 2010-11-11 09:00:00
• external identifiers: scopus:78650076510
• ISSN: 1652-8220
• ISBN: 978-91-86671-13-6
• language: English
• LU publication?: yes
• id: f0fad8a4-6113-4a59-94ee-5ca9062965cb (old id 1692849)
• date added to LUP: 2016-04-01 13:49:30
• date last changed: 2023-01-04 00:56:56