ナノサイズ粒子の 4 つの暴露濃度は、鼻専用の吸入毒性試験室の開発
Summary
4 つの異なる暴露濃度で吸入毒性テストの鼻専用の吸入毒性槽設計、フロー フィールドの均一性と各濃度の暴露ポート間の交差汚染を検証します。ここでは、設計されたチャンバーが吸入毒性試験に有効であることを確認するためのプロトコルを提案する.
Abstract
コンピューター流体力学に基づく数値解析を使用して、4 つの異なる暴露濃度と鼻専用の吸入毒性室は設計および各フロー フィールドの均一性と露出ポート間で交差汚染検証され濃度。設計フロー フィールドの値は、水平方向と垂直方向に位置する露出ポートからの測定値と比較されます。この目的のためナノスケールの塩化ナトリウム粒子がテスト粒子として生成され、室、各濃度のグループの間で交差汚染と集中メンテナンスを評価する吸入室に導入します。結果は、動物吸入毒性濃度グループ間のクロス汚染なし試験で設計された multiconcentration 吸入室を使用できるを示します。さらに、設計された multiconcentration 吸入毒性のチャンバーは、単一濃度吸入室に変換もできます。ガス、有機性蒸気、または非ナノ粒子による更なる検査テストの他の記事の吸入試験で区域の使用になります。
Introduction
吸入毒性試験、化学物質、粒子、繊維、ナノ材料1,2,3のリスクを評価するため最も信頼性の高い方法です。したがって、最も規制機関は、吸入毒性化学物質、粒子、繊維、およびナノ材料への暴露は吸入4,5,6,7 を介して、試験データの提出を必要と ,8。現在は、吸入毒性システムの 2 種類があります: 全身および鼻専用の露光装置。標準的な吸入毒性テスト システム、全身または鼻だけ、ラットやマウスを 4 つの異なる濃度、すなわち、新鮮な空気のコントロールと低、中、高濃度7などの動物を公開する少なくとも 4 つの部屋が必要です。,8します組織の経済協力と開発機構 (OECD) のテスト ガイドラインの推奨ターゲット統轄の同定と明確な濃度応答7 のデモに選択したターゲット濃度が許可される。 ,8。高濃度レベルが毒性の明確なレベルが死亡または死につながる可能性がありますまたは結果7,8の有意義な評価を防ぐ永続的な徴候を引き起こさない。最大達成可能なレベルまたは高濃度エアロゾル粒子サイズ分布の標準を満たしながらアクセスできます。中程度の濃度レベルは、低、高濃度7,8の間の有毒な効果のグラデーションを生成する間隔必要があります。NOAEC (なし-観察–影響濃度) ができれば、低濃度毒性7,8のほとんど、あるいは全くのサインとなります。鼻専用室閉じ込められた管で拘束された状態で動物を公開中、全身室は有線ケージで気ままな状態で動物を公開します。拘束は、動物の周りの漏れによるエアロゾルの損失を防ぎます。全身室大量鼻専用の露光装置で管の拘束が動物の動きを妨げる、不快感や窒息の原因に実験動物にさらされるテスト記事の大規模な数が必要です。それにもかかわらず、規制 OECD 吸入毒性試験ガイドラインは鼻だけ吸入システム4,5,6,7,8の使用を好みます。
4 商工会議所システム、全身または鼻専用のいずれかを収容、高価に、スペースを消費し、内蔵空気洗浄と循環システムが必要です。さらに、4 室システムはまた動物目的濃度とテスト記事の濃度を監視する独立した測定装置を公開する別のテスト記事ジェネレーターを要求できます。したがって、多額の投資を含む標準的な吸入毒性試験、のでより便利で経済的な全身または鼻だけ暴露システムは小規模の研究施設で使用するために開発される必要があります。計算流体力学 (CFD) モデリングは粒子を達成するためにも頻繁に使用されるガス、または均一性9,10、11,12,13を蒸気吸入室を設計するとき.全身曝露装置を用いたマウス10については、数値解析による評価と実験によって検証が既に実行されました。たとえば、cfd、空気の流れと粒子軌道をモデル化されている、粒子分布の均一性は、全身商工会議所10の 9 の部分で測定されています。また、鼻専用のチャンバーは CFD13数値解析によって評価されています。その後、13ナノ粒子を用いた実験的研究と数値解析結果との比較によって鼻暴露チャンバーの評価を行った。
本研究は、一室で 4 つの異なる濃度に実験動物を公開することができます鼻専用吸入チャンバー システムを示します。最初に CFD と数値解析を用いた設計、提案システム、ナノスケール塩化ナトリウム粒子を使用した均一性と交差汚染の検証実験と比較されます。ここに示された結果を示す小規模な学術・研究施設動物曝露研究 4 つの異なる濃度に動物を公開することができます提示の鼻専用室が使えます。数値解析は次のように、実験の設定と同じ方法で設定されます。単一濃度暴露内部タワーへのエアロゾル流は 48 L/分に設定し、外側のタワーへのシース流が 20 L/分に設定されています。Multiconcentration 露出のため入力内部タワーへのエアロゾル流は 11 L/分を各ステージです。-100 でコンセントの差圧を保つ滑らかなを維持するために Pa の流れを排気し、漏れを防止します。動物の所有者は閉じられ、空と仮定します。
Protocol
Representative Results
Discussion
吸入毒性試験は現在噴霧材料 (粒子・繊維)、蒸気、および人間の呼吸器系14,15で吸入ガスを評価する最良の方法です。吸入露出方法は 2 つあります: 全身と鼻だけ。ただし、鼻のみのシステムは皮膚、目などの noninhalation ルートによって露出を最小限に抑えるし、それに OECD 吸入毒性試験ガイドラインで推奨される最寄りの露出方法、テスト記事の?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
本研究は、産業技術イノベーション プログラム (10052901)、非常に使いやすいナノマテリアル吸入毒性を通じて韓国評価技術の研究所産業韓国で商業でシステムをテストの開発によって支えられました。産業貿易省エネルギー。
Materials
| FLUENT V.17.2 | ANSYS | Software | |
| mass flow meter (MFM) | TSI | 4043 | |
| SMPS (scanning mobility particle sizer) | Grimm | SMPS+C | |
| 5-Jet atomizer | HCTM | 5JA-1000 | |
| Mass flow controller (MFC) | Horiba | S48-32 |
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