牙科用汞合金已被用於修復牙齒已有近XNUMX年的歷史，並且一直以來都對使用含汞材料提供保健服務的明顯矛盾表示懷疑。 牙科行業的反汞齊情緒一直是一種“無汞”運動。 儘管近年來隨著使用複合材料完成良好的修復性牙科變得更加容易，這種情緒的表達有所增加，但牙醫對汞合金的普遍態度可以總結為“科學上沒有問題，我們只是沒有使用太多不再。”

要問汞合金在科學上是否有問題，必須參考有關汞暴露，毒理學和風險評估的大量文獻。 它大部分位於牙醫通常接觸的信息來源之外。 甚至許多關於汞齊汞暴露的文獻都在牙科期刊之外。 對這些擴展文獻的研究可以闡明牙科界對汞合金安全性所做的假設，並且可以幫助解釋為什麼一些牙醫師一直反對在修復性牙科中使用汞合金。

現在，沒有人質疑牙科用汞合金以某種速率將金屬汞釋放到其環境中，因此簡要總結一下有關這種暴露的一些證據將很有趣。 汞的毒理學範圍太短，無法撰寫簡短的文章，並且已在其他地方進行了詳盡的評論。 但是，風險評估的主題直接涉及到關於汞合金是否安全，在整個人群中不受限制地使用的辯論的核心。

牙科汞合金中含有哪種金屬？

因為是冷混合物，所以汞合金不能滿足合金的定義，合金必須是在熔融狀態下形成的金屬混合物。 它也不能滿足離子化合物（如鹽）的定義，該鹽必須具有電子交換，從而形成帶電離子的晶格。 它最符合金屬間膠體或固體乳液的定義，其中基質材料未完全反應且可回收。 圖1顯示了已被顯微探針印記的牙科汞合金的拋光冶金樣品的顯微照片。 在每個壓力點處，都會擠出液態汞滴。 ¹

海莉（2007）² 分別從表面積為1 cm2的Tytin®，Dispersalloy®和Valiant®單次洩漏樣品中測定汞的體外釋放量。 儲存23天以使初始設置反應完成後，將樣品置於室溫25°C的蒸餾水中，不攪拌。 更換蒸餾水，並使用Nippon Direct Mercury Analyzer每天進行4.5天分析。 在這些條件下，汞的釋放量為每平方厘米每天22-1991微克。 咀嚼（XNUMX）³ 報告指出汞在37 aC下從汞齊溶解到蒸餾水中的速率高達每天43微克，而Gross和Harrison（1989）⁴ 據報導，林格氏溶液中每天有37.5微克。

牙齒汞在體內的分佈

包括屍檢在內的許多研究表明，與未同樣暴露於汞合金中的人體相比，汞合金填充人體中的汞含量更高。 汞合金負荷的增加與呼出空氣中汞濃度的增加有關； 唾液; 血液; 屎; 尿; 各種組織，包括肝，腎，垂體，腦等； 羊水，臍帶血，胎盤和胎兒組織； 初乳和母乳。⁵

展示汞合金填充物中汞在體內分佈的最生動，經典的實驗是Hahn等人臭名昭著的“綿羊和猴子研究”。 等（1989年和1990年）。^6,7 懷孕的綿羊接受了十二種含放射性汞標記的牙合汞合金餡料 ²⁰³汞，自然界中不存在的元素，半衰期為46天。 切掉餡料，使其閉塞，並保持動物的嘴包裝和沖洗，以防止在手術過程中吞下多餘的材料。 三十天后，將其犧牲。 放射性汞主要集中在肝臟，腎臟，消化道和顎骨，但是包括胎兒組織在內的每個組織都可測量暴露。 去除牙齒後，整個動物的放射自顯影照片如圖2所示。

羊實驗被批評使用了一種與人類完全不同的飲食和咀嚼的動物，因此該小組使用猴子重複了該實驗，結果相同。

25 Skare I，EngqvistA。人類暴露於牙齒汞齊修復體釋放的汞和銀。 建築環境衛生，1994； 49（5）：384-94。

風險評估的作用 

暴露的證據是一回事，但是，正如我們經常聽到的關於牙科用汞合金中的汞暴露一樣，如果“劑量使毒素中毒”，就可以確定什麼程度的暴露是有毒的，誰來承擔風險評定。 風險評估 是一套正式程序，使用科學文獻中的可用數據，提出在特定情況下可接受的暴露水平，這些水平應由負責 風險管理。 這是工程中常用的過程，例如，公共工程部門需要在設置重量限制之前知道橋樑在負載下失效的可能性。

有許多機構負責監管人體對有毒物質的暴露，包括FDA，EPA和OSHA。 他們都依靠風險評估程序來設定可接受的魚類和我們食用的魚類和其他食物，飲水和呼吸中的空氣中汞等化學物質的殘留限量。 然後，這些機構會以各種名稱設置法律上可強制執行的人體暴露極限，例如監管暴露極限（REL），參考劑量（RfD），參考濃度（RfC），可耐受的每日極限（TDL）等，所有這些都意味著同一件事：在代理商負責的條件下允許多少暴露。 此允許級別必須是期望的級別 沒有負面的健康結果 在法規涵蓋的人群中。

建立REL

為了將風險評估方法應用於牙科用汞合金可能產生的汞毒性，我們必須確定人們從其填充物中所接觸的汞劑量，並將其與針對此類接觸的既定安全標准進行比較。 汞的毒理學認識到，汞對人體的影響在很大程度上取決於所涉及的化學物種和接觸途徑。 幾乎所有關於汞合金毒性的工作都假設所涉及的主要毒性物質是金屬汞蒸氣（Hg 80），該金屬汞蒸氣由填充物散發出來，被吸入肺中並以XNUMX％的速率吸收。 已知還涉及其他種類和途徑，包括溶解在唾液中的金屬汞，被吞嚥的磨損顆粒和腐蝕產物，或由腸道細菌從Hg +產生的甲基汞。 還發現了更多的外來途徑，例如通過嗅覺上皮吸收Hg +進入大腦，或汞從mercury骨逆行軸突運輸到大腦。 這些暴露量不明，或假設其程度遠小於口服吸入，因此，有關汞齊汞的大量研究都集中在此。

據推測，中樞神經系統是汞蒸氣暴露最敏感的目標器官。 公認的對腎臟和肺部的毒性作用具有較高的暴露閾值。 劑量反應模型無法解釋由於超敏反應，自身免疫和其他過敏類型機制引起的影響（這引出了一個問題，對汞過敏的罕見程度是多少？）慢性Hg暴露水平已研究了中樞神經系統作用的各種指標。 多年來，已經發表了一些關鍵研究（總結在表1中），這些研究將汞蒸氣的暴露量與CNS功能障礙的可測量徵兆聯繫在一起。 這些是風險評估科學家所依賴的研究。

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表1.用於計算金屬汞蒸氣的參考濃度的關鍵研究，以每立方米空氣中的微克表示。 星號*表示根據Roels等人（1987）的換算係數將血液或尿液的數值換算成空氣當量而得出的空氣濃度。

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風險評估的實踐認識到，在職業環境中收集的成年，絕大多數為男性的工人的接觸和影響數據不能以其原始形式用來表示每個人的安全水平。 數據中有許多類型的不確定性：

• LOAEL對陣NOAEL. 在關鍵研究中收集到的任何暴露數據都沒有以顯示出清晰的中樞神經系統效應劑量反應曲線的方式報告。 因此，它們沒有顯示出影響發作的明確閾值劑量。 換句話說，沒有確定“沒有觀察到的不利影響水平”（NOAEL）。 每個研究的確指向“最低觀察到的不良作用水平”（LOAEL），這不是確定的。
• 人的可變性. 普通人群中有更多的敏感人群：嬰兒和兒童神經系統發育較敏感，體重較輕； 有醫療妥協的人； 經遺傳確定的人群敏感性增加； 育齡婦女和其他與性別有關的差異； 老人，僅舉幾例。 數據中未考慮的人際差異導致不確定性。
• 生殖和發育數據. 一些機構，例如加利福尼亞EPA，更加重視生殖和發育數據，並在缺乏計算時將不確定性附加到其他水平。
• 種間數據. 將動物研究數據轉化為人類經驗絕非易事，但在這種情況下，不考慮此因素，因為此處引用的關鍵研究均涉及人類受試者。

表2匯總了已發布的一般人群長期汞蒸氣暴露的RELs。該RELs旨在調節整個人群的汞暴露，以確保對任何人的健康危害沒有合理預期，因此允許的暴露量從通過算術“不確定因素”（UF）觀察到的最低效果水平。 不確定性因素不是由一成不變的規則決定，而是由政策決定–監管機構希望採取多謹慎的態度，以及對數據的信心如何。

例如，在美國EPA的情況下，由於依賴LOAEL，影響水平（9 µg-Hg /立方米空氣）降低了3倍，而考慮到人的可變性則降低了10倍，總UF值為30。這導致0.3 µg-Hg /立方米空氣的允許限值。 ⁸

由於缺乏Hg10的生殖和發育數據，加州EPA增加了0的UF，使其極限值是0.03 µg Hg /立方米空氣的十倍。 ⁹

Richardson（2009）確定了Ngim等人的研究¹⁰ REL是最適合開發REL的方法，因為它向新加坡的男性和女性牙科醫生介紹了長期暴露於低水平的汞蒸氣而沒有氯氣的情況（請參閱下文）。 他將LOAEL的UF設為10，而不是3，他認為嬰兒和兒童的敏感性比3的因子高得多。 他將UF設為10以應對人的可變性，而總UF設為100，他建議加拿大衛生部將其慢性汞蒸氣的REL設定為0.06 µg Hg /立方米空氣。¹¹

Lettmeier等人（2010）在非洲的小型金礦開採商中發現了具有統計學意義的客觀（閘門共濟失調）和主觀（悲傷）效應，他們使用汞從破碎礦石中分離出金，甚至更低的暴露水平（3 µg汞/立方米空氣。 遵循美國環保署，他們的超濾範圍為30至50，建議REL在0.1至0.07 µg Hg /立方米空氣之間。¹²

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表2.已發布的RELs，可暴露於普通人群的低水平，慢性Hg0蒸氣中，而無職業暴露。 *由Richardson（2011）轉換為吸收劑量，µg Hg / kg-day。

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REL問題

美國EPA上一次於0.3年修訂了汞蒸氣REL（1995微克汞/立方米空氣），儘管他們在2007年再次確認，但他們承認已經發表了新論文，可以說服他們向下修訂REL。 Fawer等人（1983）的較早論文 ¹³ 和Piikivi等人（1989 a，b，c）^14，15，16，很大程度上取決於對氯鹼工人中汞暴露和中樞神經系統影響的測量。 氯鹼是XNUMX世紀的化學工業過程，其中鹽鹽水漂浮在一層薄薄的液態汞上，並用電流水解，生成次氯酸鈉，氫氧化鈉，氯酸鈉，氯氣和其他產品。 汞充當電極之一。 這些工廠的工人不僅暴露於空氣中的汞，還暴露於氯氣中。

汞蒸氣和氯氣的同時暴露會改變人體暴露的動力學。 汞在空氣中被氯部分氧化為汞²⁺或HgCl₂，這會降低其在肺部的通透性，並極大地改變其在體內的分佈。 特別是HgCl₂ 從空氣中通過肺吸收的水分不像Hg˚那樣容易進入細胞或通過血腦屏障。 例如，鈴木（Suzuki）等人（1976）¹⁷ 結果表明，僅接觸Hg workers的工人血紅蛋白與血漿中的Hg比率為1.5 -2.0：1，而同時接觸汞和氯的氯鹼工人中RBC中的Hg與血漿中的Hg比率為0.02：1，大約細胞內少一百倍這種現象將導致汞分配給腎臟的能量遠大於大腦。 兩種工人的尿液汞暴露指標相同，但氯鹼工人對中樞神經系統的影響要小得多。 通過檢查大多數氯鹼工人受試者，CNS對汞暴露的敏感性將被低估，而基於這些研究的RELs將被高估。

Echeverria等人（2006年）的著作包括在較新的論文中。¹⁸ 通過完善的標準化測試，他發現牙醫和醫護人員在神經行為和神經心理方面均具有重要作用，遠低於25 µg Hg /立方米的空氣水平。 同樣，沒有檢測到閾值。

將汞RELs應用於牙科汞合金

關於汞合金中汞暴露劑量的文獻上存在差異，但是在表3中總結了所涉及的一些數字上的廣泛共識。這有助於記住這些基本數字，因為所有作者都在計算中使用了這些數字。 。 這也有助於記住以下事實：這些暴露數據僅是暴露於大腦的類似物。 有動物數據和驗屍後的人類數據，但沒有關於汞真正進入這些研究工作人員大腦中的信息。

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表3.參考：

• a- Mackert and Berglund（1997）
• b- Skare and Engkvist（1994）
• c-理查森（2011）評論
• d- Roels等（1987）

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1990年代中期，發表了關於汞合金暴露和安全性的兩種不同評估方法。 H. Rodway Mackert和Anders Berglund（1997）撰寫了一篇對牙科界討論產生最大影響的文章。¹⁹分別是佐治亞醫學院的牙科教授和瑞典於默奧大學的牙科教授。 在這篇論文中，有人聲稱它將需要多達450個汞齊表面才能達到有毒劑量。 這些作者引用了傾向於輕視氯氣對大氣汞吸收的影響的論文，他們使用的職業暴露極限（25％g-Hg /立方）（每天，每天五小時每天暴露八小時的成年男性）將空氣計量為事實上的REL。 他們沒有考慮到這一數字的不確定性，因為不確定性將適用於整個人口，包括兒童，他們每週24天，每天XNUMX小時都處於暴露狀態。

計算如下：在成年男性工人（主要是氯鹼工人）中，觀察到的對故意震顫的最低影響水平是25 µg-Hg /立方米空氣，相當於尿液水平約為30 µg-Hg / gr-肌酐。 考慮到在沒有填充物的人群中發現的少量基線尿液汞，將30 µg除以尿液中每單位表面對尿液汞的貢獻0.06 µg-Hg /肌酐，結果大約需要450個表面才能達到該水平。

同時，加拿大衛生部聘用的風險評估專家G. Mark Richardson和諮詢專家瑪格麗特·艾倫（Margaret Allan）以前都不熟悉牙科，他們在1995年受該機構的委託對汞合金進行風險評估。與Mackert和Berglund得出的結論截然不同。 他們使用與上述討論一致的接觸影響數據和不確定因素，為加拿大提出了0.014 µg Hg / kg-day的汞蒸氣的REL。 假設每個填充物有2.5個表面，他們根據體重計算出了五個不同年齡組的填充物數量範圍，該範圍不會超過該暴露水平：幼兒，0-1歲；兒童，0-1歲； 1-3歲的兒童； 青少年，2-4歲； 成人2-4； XNUMX-XNUMX歲基於這些數字，加拿大衛生部發布了一系列限制使用汞合金的建議，但實際上卻被廣泛忽略。^20，21

2009年，在公民訴訟的壓力下，美國食品和藥物管理局完成了對預封裝牙科用汞合金的分類，這一過程最初是由國會在1976年強制實施的。²² 他們將汞合金歸類為具有某些標籤控件的II類設備，這意味著他們發現該合金可安全用於所有人不受限制的使用。 標籤控制旨在提醒牙醫，他們將使用含有汞的設備，但沒有授權將這些信息傳遞給患者。

FDA分類文件是一份詳細的120頁論文，其論點主要取決於風險評估，將汞齊汞暴露與EPA的0.3 µg-Hg /立方米空氣標准進行了比較。 但是，FDA分析僅採用美國人群接觸汞合金的平均值，而不是全部範圍，並且值得注意的是，並未校正每體重的劑量。 它把孩子當成大人一樣對待。 分類公佈後，公民和專業團體向FDA提交了幾份“重新考慮的請願書”，對這些觀點進行了有力的辯論。 FDA官員認為請願書具有足夠的說服力，以至該機構採取了罕見的步驟來召集一個專家小組來重新考慮其風險評估的事實。

現在是一名獨立顧問的理查森（Richardson）被數個請願者要求更新他的原始風險評估。 這項新的分析使用了美國人口中飽齒的詳細數據，是FDA 2010年2011月專家小組會議的討論中心。 （參見Richardson等，XNUMX年⁵).

關於美國人口中飽牙的數量數據來自全國健康和營養檢查調查，該調查是對全國約12,000名24個月及以上年齡的人的調查，該調查於2001年至2004年由國家健康統計中心的一個部門完成。疾病預防控制中心。 這是一項統計有效的調查，代表了整個美國人口。

這項調查收集了有關填充牙齒表面數量的數據，但沒有收集填充材料的數據。 為了糾正這種缺陷，Richardson的小組提出了三種情況，所有現有文獻都提出了這些建議：1）所有填充表面都是汞齊； 2）50％的填充表面是汞合金； 3）30％的受試者沒有汞合金，其餘50％是汞合金。 在假設汞合金填充最少的情況3下，實際每日汞劑量的計算平均值為：

幼兒0.06 µg-Hg / kg-day
兒童0.04
青少年0.04
成人0.06
0.07年長者

如表0所示，所有這些每日吸收劑量水平均達到或超過與已發表的REL相關的Hg2的每日吸收劑量。

計算出的汞合金表面數量不超過美國EPA的0.048 µg-Hg / kg-day的REL，對於幼兒，兒童和青少年為6個表面。 對於年齡較大的青少年，成年人和老年人，它是8個曲面。 為不超過加利福尼亞EPA的REL，這些數字應為0.6和0.8曲面。

但是，這些平均暴露量並不能說明全部情況，也沒有表明有多少人超過了“安全”劑量。 檢查人口中整個牙齒的數量範圍後，理查森（Richardson）計算出，目前將有67萬美國人的汞合金汞暴露量超過美國EPA強制執行的REL。 如果應用更嚴格的加州REL，則該數字將為122億。 這與FDA的2009年分析形成對比，後者僅考慮了平均填充牙齒的數量，因此允許人群暴露在當前的EPA REL下。

為了擴大這一點，理查森（Richardson（2003））在文獻中確定了XNUMX篇論文，這些論文提出了從汞齊填充物中汞暴露劑量範圍的估計值。 ²³ 圖3描繪了它們，再加上他在2011年發表的論文中的數據，以圖形的形式表示了證據的分量。 垂直的紅線標記的劑量等效於加利福尼亞EPA的REL（已發布的汞蒸氣暴露最嚴格的管理限制）和美國EPA的REL（最寬鬆）。 顯然，大多數論文如圖3所示的研究人員得出的結論是，不受限制地使用汞合金會導致汞過度暴露。

牙科汞合金的未來

在撰寫本文時（2012年2016月），FDA仍未宣布其關於牙科汞合金監管狀況的審議結論。 很難看到該機構將如何為汞合金的無限制使用開綠燈。 顯然，無限制使用會使人們暴露於超過EPA REL的汞中，這是燃煤電力行業被迫遵守的限值，並為此花費數十億美元。 EPA估計，截至59年，減少汞，煙塵和酸性氣體的排放量，每年可節省140億至17,000億美元的醫療費用，每年預防XNUMX例過早死亡，疾病和工作日損失。

此外，Mackert和Berglund的汞合金安全方法與Richardson的方法之間的對比凸顯了歷史性“汞合金戰爭”的兩極分化。 我們要么說“它不能傷害任何人”，要么“它一定會傷害一個人”。 在這個良好的樹脂基修復牙科時代，當越來越多的牙醫完全不使用汞合金時，我們有一個輕鬆的機會遵循預防原則。 現在是時候將牙科用汞合金運送到其在牙科歷史上享有盛譽的地方，並放手了。 我們必須繼續前進，開發出一些方法，以保護患者和牙科人員在去除填充物時避免過度接觸； 保護員工免受高瞬時暴露的影響，例如排空微粒收集器時發生的暴露。

牙科汞 可能只是全球問題的一小部分 汞污染，但這是我們牙醫直接負責的部分。 即使我們出於對人類健康的考慮而停止使用汞，也必須繼續我們的環境保護努力，將含汞廢水從污水流中分離出來。

FIAOMT DMD Stephen M.Koral

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有關此主題的更多完整詳細信息，請參見 “2010年汞合金風險評估“ 和 “2005年汞合金風險評估“

本文的最終版本發表在2013年XNUMX月的“牙科繼續教育綱要。“ 

關於牙科用汞合金的風險評估的其他討論也可以在“IAOMT反對牙科汞合金的立場文件“

參考

1馬西，合資公司。 修復材料的腐蝕：問題和承諾。 專題討論會：汞合金和其他牙科材料的現狀與展望，29年1月1994日至XNUMX月XNUMX日。

2 Haley BE2007。汞的毒性作用與分類為阿爾茨海默氏病的醫學病情惡化之間的關係。 醫學Veritas，4：1510-1524。

3 Chew CL，Sog G，Lee AS，Yeoh TS。 1991年。從非汞釋放汞合金中長期溶解了汞。 Clin Prev Dent，13（3）：5-7。

4 Gross，MJ，Harrison，JA1989。牙齒汞合金體內腐蝕的一些電化學特徵。 J.應用電化學，19：301-310。

5理查森（Richardson）總經理，威爾遜（R Wilson），阿拉德（D Allard），普蒂爾（C Purtill），杜馬（S Douma）和格拉維（JGravière）。 2011年。2000年後，美國人群的汞暴露和牙科用汞合金的風險。 《全面環境科學》，409：4257-4268。

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7 Hahn LJ，Kloiber R，Leininger RW，Vimy MJ，Lorscheider FL。 1990年。從牙齒填充物釋放到猴子組織中的汞分佈的全身成像。 FASEB J，4（14）：3256-60。

8 USEPA（美國環境保護局）。 1995.汞，元素（CASRN 7439-97-6）。 綜合風險信息系統。 上次更新時間：1年1995月XNUMX日。在線訪問：  http://www.epa.gov/ncea/iris/subst/0370.htm

9 CalEPA（加利福尼亞環境保護局）。 2008。汞，無機–慢性參考暴露水平和慢性毒性摘要。 加州環保局環境健康危害評估辦公室。 日期為2008年XNUMX月。在線摘要： http://www.oehha.ca.gov/air/allrels.html; 有關詳細信息，請訪問： http://www.oehha.ca.gov/air/hot_spots/2008/AppendixD1_final.pdf#page=2

10 Ngim，CH。，Foo，SC，Boey，KW等。 1992。元素汞對牙醫的慢性神經行為。 Br。 J.工業醫學，49（11）：782-790

11理查森（Richardson），總經理，布雷赫（R Brecher），斯科比（H Scobie），亨布爾（J Hamblen），菲利普斯（Phillips），撒母耳（J Samuelian）和史密斯（C Smith）。 2009。汞蒸氣（Hg0）：持續的毒理學不確定性，並建立了加拿大參考暴露水平。 法規毒理學和藥理學，53：32-38

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13 Fawer，RF，de Ribaupeirre，Y.，Buillemin，MP等。 1983年。測量工業接觸金屬汞引起的手震。 Br。 J.Ind.Med。，40：204-208

14 Piikivi，L.，1989a。 心血管反射和長期不接觸汞蒸氣。 詮釋拱。 佔領。 環境。 生61，391–395。

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19 Mackert JR Jr.和Berglund A.1997。牙科用汞合金填充物中的汞暴露：吸收劑量和對健康的不利影響。 暴擊口服生物醫學雜誌8（4）：410-36

20 Richardson，GM，1995年。《汞暴露與牙科用汞合金的風險評估》。 代表加拿大衛生部醫療保護局醫療器械局編寫。 109便士日期為18年1995月XNUMX日。在以下位置在線： http://dsp-psd.communication.gc.ca/Collection/H46-1-36-1995E.pdf   or http://publications.gc.ca/collections/Collection/H46-1-36-1995E.pdf

21理查森，總經理和M.艾倫。 1996年。《蒙特卡洛牙科汞合金對汞暴露和風險的評估》。 人類與生態風險評估，2（4）：709-761。

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23引自：Richardson，GM，2003年。牙醫吸入受汞污染的顆粒物：被忽視的職業風險。 人類與生態風險評估，9（6）：1519-1531。作者通過個人交流提供的數據。

24 Roels，H.，Abdeladim，S.，Ceulemans，E。等。 1987年。空氣中以及接觸汞蒸氣的工人的血液或尿液中汞的濃度之間的關係。 安佔領。 Hyg。，31（2）：135-145。

25 Skare I，EngqvistA。人類暴露於牙齒汞齊修復體釋放的汞和銀。 建築環境衛生，1994； 49（5）：384-94。