成果報告書詳細
管理番号20110000001558
タイトル平成18年度~平成22年度成果報告書 ナノ粒子特性評価手法の研究開発/吸入暴露試験法の開発
公開日2011/9/28
報告書年度2008 - 2010
委託先名学校法人産業医科大学
プロジェクト番号P06041
部署名環境部
和文要約キャラクタリゼーションを明確化した工業用ナノ材料の気管内注入試験及び吸入暴露試験を行い、有害性評価を行った。フラーレン 気管内注入試験 フラーレン0.1mg、0.2mg、1mgを蒸留水に懸濁して、Wistar系雄性ラットに単回気管内注入した。注入後3日から24ヶ月後に解剖を行い、炎症・線維化反応を検討した 高用量(1mg)注入にて一過性の炎症細胞浸潤を認めたが、軽度であった。低用量群では、有意な変化は認められなかった。また、著明な線維化や腫瘍の発生は認められなかった。以上の結果から、フラーレンによる持続的炎症・線維化能は低いことが示唆された。吸入暴露試験 ラットに1ヶ月間(1日6時間、週5日間、4週間)の吸入暴露を実施した。暴露終了後3日目、1ヶ月、3ヶ月後に炎症・線維化反応を検討した。BALFの炎症細胞、肺の病理所見、肺湿重量、Heme oxygenase-1 (HO-1)遺伝子発現において、フラーレン吸入群では、非暴露群とほとんど差異を認めないか、初期の一過性の反応を示した。以上より本試験において、フラーレンによる持続的炎症や線維化能は低いことが示唆された。多層カーボンナノチューブ 気管内注入試験 多層カーボンナノチューブ0.2 mg(低用量)または 1 mg(高用量)を蒸留水(Tritonを0.05%含む)に懸濁して、ラットに単回気管内注入した。注入後3日から12ヶ月後まで解剖し、炎症・線維化反応を検討した。BALFの細胞数、肺の病理所見、肺湿重量、HO-1遺伝子発現の結果より、高用量(1mg)では好中球を中心とした炎症細胞浸潤を認めたが、低用量群(0.2mg)では、急性期における一過性の反応のみであった。以上より多層カーボンナノチューブは、炎症能はもつことが示唆された。吸入暴露試験 ラットに1ヶ月間(1日6時間、週5日間、4週間)の多層カーボンナノチューブの吸入暴露を実施した。暴露チャンバー内における重量濃度は0.37 ± 0.18 mg/m3であった。暴露終了後3日目、1ヶ月、3ヶ月後に炎症・線維化反応を検討した。肺湿重量、HO-1遺伝子の一過性の反応が認められたが、BALFや肺組織における炎症細胞浸潤、線維化の所見は認められなかった。本吸入暴露条件おける多層カーボンナノチューブは、一過性の生体反応を引き起こした。単層カーボンナノチューブ(SWCNT(N))の気管内注入試験 単層カーボンナノチューブ0.2 mg(低用量)または 0.4 mg(高用量)を蒸留水(Tritonを0.1%含む)に懸濁して、ラットに単回気管内注入した。注入後3日目から6ヶ月まで解剖し、炎症・線維化を検討した。高用量も低用量も炎症細胞浸潤を認め、特に高用量では6ヶ月まで持続した。HO-1遺伝子発現も高用量のみならず、低用量でも持続的に亢進した。単層カーボンナノチューブは、炎症能はもつことが示唆された。単層カーボンナノチューブ(SWCNT(A))の吸入暴露試験 ラットに1ヶ月間(1日6時間、週5日間、4週間)の単層カーボンナノチューブの吸入暴露を実施した。暴露チャンバー内における粒子重量濃度は、低濃度群で0.03 ± 0.003 mg/m3、高濃度群で0.13 ± 0.03 mg/m3であった。暴露終了後3日目、1ヶ月、3ヶ月後に炎症・線維化反応を検討した。低濃度群も高濃度暴露群も肺湿重量の増加、炎症細胞の浸潤、HO-1遺伝子発現の亢進など認めなかった。本条件下において単層カーボンナノチューブは炎症能が低いことが示唆された。
英文要約We examined the harmful effect of characterized manufactured nanomaterials by intratracheal instillation(IT) and inhalation (IH) studies. Fullerene IT study Fullerenes were individually dispersed in distilled water including 0.1 % Tween. Rats intratracheally received a dose of 0.1 mg, 0.2 mg and 1 mg of fullerenes and sacrificed from 3 days to 24 months. High dose of fullerene (1 mg) induced the mild and transient infiltration of inflammatory cells including neutrophils, and low dose (0.1 mg and 0.2 mg) did not. Pulmonary fibrosis and tumors were not observed. IH study Rats were exposed to inhaled fullerenes agglomerates (diameter: 96 nm; 0.12 mg/m3) for 4 weeks and were sacrificed at 3 days, 1 month and 3 months. Inhaled fullerenes induced minimum responses or did not induce the infiltration of inflammatory cells in BALF and lung tissue, increase in moist weight in lung. Taken together, these data in both studies suggested that well-dispersed fullerenes did not have strong potentials of inflammation. Multiwall carbon nanotube (MWCNT(N)) IT study MWCNTs(N) were individually dispersed in distilled water including Triton X. Rats intratracheally received a dose of 0.2 mg (low dose), or 1 mg (high dose) of MWCNT(N) and were sacrificed from 3 days to 12 months. Low and high dose of MWCNT(N) induced transient and persistent neutrophil infiltration in rat lung, respectively. High dose of MWCNT(N) induced the persistent increase in moist weight in lung. IH study Rats were exposed to well-dispersed MWCNT(N) (0.37mg/m3) for 4 weeks and were sacrificed at 3 days, 1 month, and 3 months after the end of exposure. Pulmonary inflammation and fibrosis were not observed in MWCNT(N)-exposed groups. Transient and mild increase in moist weight of lung was observed in MWCNT(N)-exposed ones. Taken together, these data in both studies suggested that well-dispersed MWCNT(N) has potential for neutrophil inflammation. Single wall carbon nanotube (SWCNT(N)) IT study Rats intratracheally received 0.2 mg (low dose) or 0.4 mg (high dose) of SWCNT(N), and the control group received intratracheal instillation of distilled water containing 0.1 % Triton X . Then rats were sacrificed from 3 days to 6 months. Both doses of SWCNTs(N) induced the infiltration of inflammatory cells, especially high dose did persistently. These data suggested that well-dispersed SWCNT(N) has potential for neutrophil inflammation. IH study SWCNT(A) developed by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology was generated using a pressurized nebulizer. Rats were exposed to well-dispersed SWCNT(A) for 4 weeks and were sacrificed at 3 days, 1 month and 3 months. Low and high mass concentrations in the exposure chamber were 0.03 mg/m3 and 0.13 mg/m3. Low and high concentration of SWCNT(A) did not induce pulmonary inflammation, increase in moist weight of lung. These data revealed that SWCNT(A) did not induce the neutrophil inflammation in this experimental condition.
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