Синтетичні полімерні матеріали і пластичні маси дедалі ширше застосовують у різних галузях народного господарства, оскільки вони мають цінні властивості. Будівельні матеріали використовують для покриття підлоги, стін, теплоізоляції, гідроізоляції і герметизації будинків, виготовлення віконних блоків і дверей тощо. Набули поширення лаки і клеї, пластмасові труби. Полімерні матеріали стали незамінними у виробництві меблів, взуття, іграшок.
У медицині полімерні матеріали використовують для виготовлення пристроїв, які б замінювали або відновлювали функції тканин і органів, пов'язок, кровозамінників, шовних матеріалів, предметів догляду за хворими тощо. Полімерні матеріали широко використовують також у харчовій промисловості.
Оскільки полімерні матеріали мають і шкідливі властивості, небезпечні для здоров'я людини, виникла нова галузь профілактичної медицини — гігієна застосування полімерних матеріалів, метою якої є вивчення їхнього впливу на організм і розроблення профілактичних заходів.
Полімерами називають сполуки, молекули яких побудовані зі структурних одиниць, що багаторазово повторюються.
Полімерні матеріали складаються з полімерної основи і низки хімічних сполук, що надають матеріалові пластичності, міцності, забарвлення та інших цінних властивостей. Ці матеріали називають пластмасами.
Полімерні матеріали є природні і штучні. До природних високомолекулярних сполук належать біополімери, зокрема, тваринні і рослинні білки, вуглеводи, клітковина, крохмаль, нуклеїнові кислоти, натуральний каучук, природні смоли. До синтетичних високомолекулярних сполук належать синтетичні смоли, гуми, волокна, лаки, фарби, клей. Вони утворюються шляхом реакцій полімеризації або поліконденсації з низькомолекулярних речовин — мономерів. Так отримують, зокрема, поліетилен, капрон, поліпропілен тощо.
Залежно від методу утворення полімерні матеріали поділяють на 4 класи:
А. Пластичні маси на основі високомолекулярних сполук, що їх отримують за допомогою ланцюгової полімеризації.
Б. Пластичні маси на основі високомолекулярних сполук, які отримують поліконденсацією і ступеневою полімеризацією.
В. Пластичні маси на основі природних хімічних модифікованих полімерів.
Г. Пластичні маси на основі природних та нафтових асфальтів і смол, які отримують деструкцією різноманітних органічних речовин (К.І. Станкевич і співавт., 1976). У композицію полімерного матеріалу вводять речовини, що зв'язують, — пластифікатори, стабілізатори, каталізатори, інгібітори, розчинники, антиоксиданти, антистатики тощо.
Несприятлива дія на організм полімерних матеріалів може виявитись у вигляді вираженої інтоксикації, а також неспецифічних прихованих і малосимптомних проявів токсичного ефекту. Можуть спостерігатись і віддалені наслідки. Надходження в навколишнє середовище речовин, які входять до складу полімерних матеріалів, може бути у вигляді мономерів, емульгаторів, розчинників, каталізаторів, пластифікаторів, барвників, добавок тощо. Мономери є хімічно активними і біологічно агресивними речовинами. Токсичні властивості мають такі каталізатори, як сполуки алюмінію, оксиди металів, регулятори — як хлоровані вуглеводні, інгібітори — як феноли, аміни, пластифікатори — як хлоровані нафталіни, фталати тощо. Усі ці речовини в умовах виробництва можуть надходити в повітря у вигляді парів, газів та пилу.
Отже, синтетичні полімерні матеріали є резервуаром різних низькомолекулярних хімічних речовин, що можуть виділятись у навколишнє середовище за звичайної температури. Внаслідок нагрівання полімерів вихід мономерів та інших речовин збільшується.
Під час надходження в організм полімерні матеріали контактують з тканинами, кров'ю, лімфою, ексудатом. При цьому відбувається деструкція полімерів під дією біологічно активних речовин і вплив продуктів їхнього метаболізму на життєдіяльність організму. Первинна біохімічна реакція організму на полімерні матеріали характеризується зниженням парціального тиску кисню в тканинах, зменшенням у них рН, концентрації іонів калію, натрію, кальцію і магнію, нагромадженням фізіологічно активних речовин, підвищенням проникності в зоні ушкодження.
Багато полімерів можуть справляти в організмі наркотичну, подразнювальну дію, можуть справляти специфічну токсичну дію, спричинюючи зміни гемопоезу, ураження нервової системи і паренхіматозних органів. Хімічні речовини, що виділяються в процесі виробництва полімерних матеріалів, зокрема стирол, феноли, альдегіди, полівінілхлорид, можуть призводити до розвитку гострого і хронічного отруєння, екземи, дерматозу, поліневриту, ангіотрофоневрозу, бронхіальної астми тощо.
Несприятливий вплив на здоров'я може бути зумовлений надмірним тепловиділенням від устаткування, шумом і вібрацією. Можливим також є забруднення виробничого приміщення пилом полімерів.
Велику увагу приділяють вивченню можливих віддалених наслідків дії полімерних матеріалів. Виявилося, що шкідливі речовини відіграють роль у виникненні алергійних захворювань. Алергізація організму можлива як через травний канал, так і через дихальні шляхи, особливо через слизові оболонки.
Особливе місце серед віддалених наслідків дії хімічних речовин на людину посідають порушення репродуктивної функції. Доведено, що низка хімічних речовин, які входять до складу полімерних матеріалів, справляють гонадотропну дію. Тератогенну й ембріотоксичну дію справляють бензол, фенол і його похідні, формальдегід, оливоорганічні та інші сполуки. До хімічних мутагенів, що входять до складу полімерних матеріалів, належать акролеїн, гексаметилендіамін, гідропероксид ізопропілбензолу, диметиламін, діетил-амін, крезол, оксид пропілену, уретан, формамід та ін. До канцерогенних речовин належать поліциклічні вуглеводні, пероксиди і гідропероксиди, епоксиди, діетиленгліколь тощо.
Особливе значення має застосування полімерних матеріалів у медицині. Внаслідок уведення їх в організм розвивається асептична загальна реакція внаслідок спрямування клітин нейтрофілів, моноцитів, базофілів та макрофагів у зону розташування полімера. Ступінь вираження реакції в організмі залежить від хімічних і фізичних властивостей полімерних матеріалів, які імплантуються. Для проростання пористих протезів сполучною тканиною потрібне повне облягання імплантата тканинами реципієнта. Полімери з поліетилену, фторопласту, поліамідів, кремнійорганічних каучуків інколи можуть справляти бластомогенну дію.
У зв'язку з цим до полімерів, які застосовують у реконструктивній, серцево-судинній хірургії, у травматології й ортопедії, в урології, стоматології, офтальмології, ставляться високі вимоги щодо фізіологічної нешкідливості, нетоксичності, неканцерогенності, неалергенності та мінімальної подразнювальної дії на тканини, що їх оточують.
Натурні дослідження дали змогу виявити в житлових приміщеннях, в яких для оформлення інтер'єрів застосовували полімерні матеріали, що серед різних груп населення були скарги на сторонні запахи, дратівливість, поганий сон, біль у ділянці серця, підвищену втомлюваність, переохолодження нижніх кінцівок. Такі люди частіше хворіють на радикуліт, шлунково-кишкові захворювання, у них є зміни з боку вуха, горла і носа, знижується неспецифічна імунологічна реактивність організму тощо.
Характерним для полімерних матеріалів є нагромадження у навколишньому середовищі зарядів статичної електрики з утворенням статичних електричних полів і зміною іонного складу та електропровідності повітря. Іскрові разряди, що виникають при цьому, можуть бути причиною вибухів і пожеж. Дія статичної електрики на організм може спричинювати різноманітні зміни в організмі, знижує захисну і терморегуляторну функцію шкіри, зумовлює рефлекторні зміни функцій деяких органів і систем, може бути мутагенною й ембріотоксичною.
Гігієнічні вимоги, що ставляться до полімерних матеріалів з метою забезпечення нешкідливих для здоров'я людей умов, залежать від галузі застосування їх. Найважливіше, щоб полімерні матеріали були нешкідливими в токсикологічному відношенні. Полімерні матеріали не повинні погіршувати органолептичні властивості навколишнього середовища, не повинні спричи-нювати рефлекторних та резорбтивних загальнотоксичних реакцій, а також алергенної і мутагенної дії. Вони не повинні справляти пірогенної дії, не стимулювати розвиток мікрофлори на своїй поверхні і в середовищах, які з ними контактують, не утворювати статичні електричні поля, не погіршувати мікроклімат приміщень.
Профілактичні заходи щодо оздоровлення умов праці робітників повинні бути спрямовані на гігієнічну стандартизацію рецептурних сумішей і сировини з обмеженням у них вмісту шкідливих домішок, на вдосконалення технологічних процесів і устаткування, ізоляції несприятливих ділянок, герметизації устаткування та вентиляції приміщень. Зменшення запилення досягається вживанням пневмотранспорту і конвеєрного транспортування сировини.
Профілактиці наслідків контакту з полімерними матеріалами служать ГПК для багатьох хімічних речовин, які мігрують у процесі експлуатації з полімерних матеріалів у харчові продукти, питну воду і повітря приміщень.
З метою профілактики шкідливої дії полімерних матеріалів слід застосовувати захисний одяг, захисні пасти, респіратори, забезпечувати робітників гігієнічним душем.
Робітники повинні проходити відповідні медичні огляди перед влаштуванням на роботу і щорічні періодичні медичні огляди.