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Développement d’une chambre d’essai de toxicité par Inhalation nasale uniquement qui fournit quatre Concentrations de l’exposition des particules de taille nanométrique

Published: March 18, 2019 doi: 10.3791/58725

Summary

Une chambre de toxicité par inhalation nasale uniquement capable de tester la toxicité par inhalation à quatre concentrations d’exposition différents a été conçue et validée pour l’uniformité de champ de flux et la contamination croisée entre les ports d’exposition pour chaque concentration. Nous présentons ici un protocole pour confirmer que la chambre conçue est efficace pour les essais de toxicité par inhalation.

Abstract

À l’aide d’une analyse numérique basée sur la dynamique des fluides informatique, une chambre de toxicité par inhalation nasale uniquement avec quatre concentrations différentes d’exposition est conçue et validée pour l’uniformité de champ de flux et la contamination croisée entre les ports de l’exposition pour chacun concentration. Les valeurs de champ de flux conçu sont comparées avec les valeurs mesurées des ports d’exposition situés horizontalement et verticalement. À cet effet, chlorure de sodium de nanoparticules sont générées sous forme de particules test et a présenté à la chambre d’inhalation pour évaluer le maintien de la contamination croisée et de la concentration entre les chambres, pour chaque groupe de concentration. Les résultats indiquent que la chambre d’inhalation multiconcentration conçu peut être utilisée dans des essais sans contamination croisée entre les groupes de concentration de toxicité animale par inhalation. En outre, la chambre d’inhalation multiconcentration conçu toxicité peut aussi être convertie à une chambre d’inhalation de concentration unique. Autres tests avec les gaz, vapeurs organiques ou non-nanoparticules assurera l’utilisation de la chambre dans les essais par inhalation d’autres articles de test.

Introduction

Essais de toxicité par inhalation sont la méthode la plus fiable pour évaluer les risques des agents chimiques, de particules, de fibres et de nanomatériaux1,2,3. Ainsi, plus les organismes de réglementation exigent la présentation de toxicité par inhalation des prélèvements lors de l’exposition aux produits chimiques, de particules, de fibres et de nanomatériaux se fait par inhalation4,5,6,7 ,,8. Actuellement, il existe deux types de systèmes de toxicité par inhalation : systèmes d’exposition corporelle et nez seulement. Un système de test toxicité par inhalation standard, soit confiné ou nez seulement, nécessite au moins quatre chambres pour exposer des animaux comme les rats et les souris à quatre concentrations différentes, à savoir le contrôle de l’air frais et concentration faible, modéré et élevé7 , 8. l’organisation pour la coopération économique et développement économiques (OCDE) test lignes directrices suggèrent que la concentration cible sélectionné devrait permettre d’identifier les organes cibles et la démonstration d’une réponse nette concentration7 ,,8. Le niveau de concentration élevé devrait déboucher sur un niveau clair de toxicité mais ne provoque pas la mortalité ou des signes persistants qui pourraient entraîner la mort ou empêcher une évaluation significative des résultats7,8. La concentration maximale de niveau ou élevée réalisable des aérosols sont accessibles tout en répondant à la norme de distribution de taille de particules. Le niveau de concentration modérée devrait être espacées pour entraîner une gradation des effets toxiques entre celle de la basse et à haute concentration7,8. Le niveau de concentration faible, préférence serait une CSENO (non-observed-adverse-effect-concentration), devrait produire peu ou pas de signe de toxicité7,8. La chambre de l’ensemble du corps expose les animaux dans un état sans retenue dans des cages filaires, tandis que la chambre de nez seulement expose un animal dans un état sobre dans le tube clos. Le dispositif de retenue prévient toute perte d’aérosol en fuite autour de l’animal. En raison du volume élevé de la chambre de tout le corps, il nécessite un grand nombre d’articles de test d’être exposés à des animaux de laboratoire, alors que le dispositif de retenue du tube dans le système d’exposition nez seulement entrave les mouvements des animaux et peut causer des inconforts ou suffocation. Réglementaire par inhalation toxicity test directeurs de l’OCDE préfèrent toutefois, l’utilisation de l’inhalation nasale uniquement systèmes4,5,6,7,8.

Cependant, pouvant accueillir un système de quatre chambres, soit confiné ou nez seulement, est coûteux, encombrants et nécessite un système de nettoyage et de la circulation d’air intégré. En outre, un système de quatre chambres peut également exiger des générateurs article test séparé pour exposer des animaux à la concentration désirée et un appareil de mesure distincts pour surveiller les concentrations de l’article de test. Donc, puisque les essais de toxicité par inhalation standard implique un investissement important, un système d’exposition tout le corps ou le nez seulement plus pratique et économique doit être développé pour une utilisation dans des installations de recherche de petites. Lors de la conception d’une chambre d’inhalation, computational fluid, modélisation de la dynamique est également fréquemment utilisée pour réaliser des particules, de gaz ou vapeurs uniformité9,10,11,12,13 . Évaluation par des analyses numériques et la validation de résultats expérimentaux a déjà eu lieu pour la chambre d’exposition totale du corps pour souris10. Par exemple, la trajectoire de flux et de particules d’air ont été modélisés à l’aide de CFD et l’uniformité de la distribution a été mesurée en neuf parties de la chambre de tout le corps10. En outre, la chambre de nez seulement a été évaluée par analyse numérique par CFD13. Après cela, évaluation de la chambre d’exposition nez seulement a été réalisée en comparant les résultats de l’analyse numérique avec une étude expérimentale utilisant des nanoparticules13.

Cette étude présente un système de chambres d’inhalation nasale uniquement qui peut exposer les animaux de laboratoire à quatre concentrations différentes dans une chambre. Initialement conçu à l’aide de la CFD et une analyse numérique, le système proposé est alors comparé à une étude expérimentale utilisant des nanoparticules de chlorure de sodium pour valider l’uniformité et la contamination croisée. Les résultats présentés ici montrent que la chambre nasale uniquement présentée qui peut exposer les animaux à quatre concentrations différentes peut être utilisée pour des études d’exposition animale en universitaire à petite échelle et installations de recherche. L’analyse numérique est définie comme suit, de la même manière que le paramètre de l’expérience. Pour l’exposition de concentration unique, le flux d’aérosol à la tour intérieure est défini sur 48 L/min et le débit de la gaine à la tour externe est défini à 20 L/min. Pour l’exposition multiconcentration, le flux d’aérosol à la tour intérieure entrée est 11 L/min pour chaque étape. La pression différentielle conserve à -100 Pa à maintenir un bon débit d’échappement et éviter les fuites. Supposons que les détenteurs d’animaux sont fermés et vider.

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Protocol

1. analyse numérique méthodes

  1. Effectuer l’analyse du champ flux à l’intérieur de la chambre selon la forme géométrique, comme décrit dans la Figure 1 et tableau 114.
    Remarque : Une analyse numérique du champ d’écoulement selon la forme géométrique prédit le débit de l’aérosol et il évalue comme un dispositif testable.
  2. Conception de la chambre 4 stades x 12 de colonnes, avec 48 ports au total, où le noyau est divisé en une tour interne et externe, comme décrit dans la Figure 1 b.
    Remarque : Chaque étape a 12 ports d’exposition pour placer les animaux de laboratoire. Satisfaire la recommandation proposée par l' OCDE Guidance Document (GD) 396.
  3. Pour l’exposition de concentration unique, placer le mélange dans la partie supérieure de la tour intérieure pour mélanger la substance d’essai et d’assurer une concentration uniforme dans les stades. Pour l’exposition multiconcentration, séparer la tour intérieure en quatre étapes et les concentrations d’exposition par un disque de séparation.
    Remarque : La plaque de mélange

2. préparation de l’évaluation expérimentale

  1. Chambre
    1. Diviser la chambre en trois parties : l’entrée et gaine d’échappement, comme illustré dans le schéma (Figure 2).
      NOTE : L’entrée est où l’aérosol se jette dans la chambre intérieure, et la gaine est l’espace entre les tours intérieurs et extérieurs pour une circulation d’air supplémentaire.
    2. Alimentation l’aérosol (ou un article de test) à la tour intérieure et les animaux de laboratoire, l’exhalation des animaux contenant aérosol excédentaire s’écoule à travers le gaz d’échappement ainsi que de l’air de la gaine.
      Remarque : Les détenteurs d’animaux sont fermés et vides.
    3. Maintenir la pression interne de la constante de la chambre à l’aide d’un ventilateur et un onduleur, comme la surpression interne est contrôlée par la gaine de circulation d’air.
    4. Équipement pour mesurer l’uniformité de la concentration d’essai aérosol (ou article) dans la chambre de mélange située en face de la chambre d’exposition nasale uniquement en cas d’exposition de concentration unique de conception.
      Remarque : L’uniformité de l’aérosol d’essai peut être évaluée par sa distribution numéro de concentration et de la taille de particule. Échantillons de concentration chambre individuelle doivent s’écarter de la concentration moyenne de chambre ne dépassant pas ±10 % pour le gaz et les vapeurs et ne dépassant pas ±20 % pour aérosols liquides ou solides4,5,6,7 ,,8. Ainsi, lorsque les particules de test ne sont pas constants, le débit de l’aérosol peut être contourné par le ventilateur d’extraction.
    5. Recherchez les fuites afin de vérifier la fiabilité du test et assurer la sécurité en confirmant un système fermé avec ±500 Pa qui est maintenu pendant 30 min.
      Remarque : La fuite peut être vérifié par la formation de bulles de savon.
  2. Contrôle de l’environnement et la surveillance
    1. Fixer le taux d’affluence totale de l’aérosol (unique ou multiple) et gaine air à 48 L/min ou 44 L/min (simple ou multi, respectivement) et 20 L/min, respectivement et maintenir la pression intérieure de la chambre constante à −100 Pa dans les paramètres de contrôle de l’Interface utilisateur.
    2. Maintenir la température et l’humidité à 23 ° C et 45 %, respectivement. Utilisez un humidificateur pour contrôler l’humidité de l’air de l’exposition.
    3. Mener une expérience dans un environnement isotherme-isohumidity-contrôlée pour se conformer à l’OECD inhalation toxicity lignes directrices4,6,7,8.
  3. Mesure d’uniformité de débit
    1. Fournir de l’air propre 48 L/min à la chambre d’inhalation par un approvisionnement en air pur dont un filtre HEPA, contrôlé par un contrôleur de débit massique (MFC).
      Remarque : La qualité de l’air est effectuée après filtrez avec un filtre HEPA.
    2. Stabiliser le flux à l’aide de la chambre de mélange en cas d’exposition de concentration unique.
    3. Attacher une lance à un port qui injecte l’air frais de commande ou l’aérosol test (ou article) en cas d’exposition multiconcentration.
    4. Mesurer la vitesse d’écoulement par port à l’aide d’un débitmètre massique.
  4. Génération de particules
    1. Générer des nanoparticules de NaCl à l’aide d’un atomiseur de cinq-jet pour évaluer la conception de chambre d’inhalation.
      Remarque : Utilisez une 0.1%wt solution de NaCl pour produire des nanoparticules de NaCl.
    2. Réglementer le MFC pour contrôler la quantité de la production à 48 L/min de l’aérosol NaCl mélangé à l’air dans la concentration et à 12 L/min de la NaCl mélangé en aérosol d’air dans la multiconcentration chaque quatre étapes.
      Remarque : Tous les ports de la chambre de nez seulement reçoit 1 L/min (soit 48 ports/nez seulement chambre (quatre étages) ; 48 ports/quatre étages ; 12 ports/stage).
    3. Fournir la qualité de l’air de dilution dans le bypass.
      NOTE : Le diamètre médian de comte et l’écart type géométrique de nanoparticules de NaCl relèvent de 76 nm et 1.4 maintiennent, respectivement.
  5. Mesure d’uniformité de particules
    1. Mesurer la répartition granulométrique de la NaCl nanoparticules émises par les buses d’injection à l’aide d’un balayage sizer de particule de mobilité (SMPS) composés d’un analyseur de mobilité différentielle (DMA) et un compteur de particules de condensation (CPC).
    2. Un neutralisant d’aérosol Am permet d’enlever la charge statique des particules et de réduire les dépôts de particules sur les parois, ce qui améliore l' efficacité de mesure18.
    3. Conserver les proportions de l’aérosol et gaine en débit d’air de la DMA à 01:10 pour maintenir le débit de l’aérosol et débit d’air gaine à 1 L/min et 10 L/min, respectivement.

3. essai d’uniformité de débit

  1. Exposition multi-concentration
    1. Définir la vitesse d’écoulement de la buse d’injection en fournissant l’air pur à 11 L/min par le biais de l’entrée de l’aérosol. 11 sélectionnez port buses pour chacune des quatre étapes.
    2. Mesure du débit pour connecter le débitmètre à la buse choisie.
    3. Répétez l’étape 3.1.2 3 x pour vérifier la reproductibilité.
  2. Exposition de concentration unique
    1. Définir la vitesse d’écoulement de la buse d’injection en fournissant l’air pur à 48 L/min par le biais de l’entrée de l’aérosol. Choisir au hasard 24 buses port parmi les 48 ports. Mesure 3 x pour vérifier la reproductibilité.

4. essai d’uniformité de particules

  1. Exposition multiconcentration
    1. Définir la répartition granulométrique des buses d’injection en fournissant les particules générées à 11 L/min par le biais de l’entrée de l’aérosol (do cela comme décrit dans la section 2).
    2. Choisies au hasard de six buses port parmi les quatre étapes ; mesure 3 x pour vérifier la reproductibilité.
  2. Exposition de concentration unique
    1. Définir la répartition granulométrique des buses d’injection en fournissant les particules générées à 20 L/min et l’air pur à 28 L/min, soit un total de 48 L/min par le biais de l’entrée de l’aérosol (comme décrit dans 2.4 et 2.5).
    2. Choisir au hasard six buses port parmi les quatre étapes.
    3. Mesurer la concentration de particules, pour connecter le SMPS à la buse choisie.
    4. Répétez l’étape 4.2.3 3 x pour vérifier la reproductibilité.

5. la contamination croisée test

  1. Définir trois étapes en cas d’exposition multiconcentration.
  2. Connectez deux générateurs avec les concentrations des dilutions différentes et une gamme de qualité de l’air aux trois stades respectifs.
  3. Définir la répartition granulométrique des buses d’injection en fournissant les particules générées et la qualité de l’air à 11 L/min par le biais de l’entrée de l’aérosol (comme décrit dans 2.4 et 2.5).
  4. Choisi au hasard un ajutage de port dans les trois stades.
  5. Mesurer la concentration de particules, pour connecter le SMPS au port sélectionné.
  6. Répétez l’étape 5.5 x 15 pour vérifier la reproductibilité.

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Representative Results

Montage expérimental

La figure 1 montre un diagramme schématique d’un système de chambres d’inhalation nasale uniquement, y compris un générateur de particules avec un nez seulement chambre et MFC, instrument de mesure de particules pour la surveillance de la qualité de l’air, le contrôleur et le module de gaz d’échappement, basé sur l’article 2 du protocole.

Conception de l’analyse numérique

La figure 2 illustre la géométrie de la chambre d’inhalation nasale uniquement pour l’exposition multiconcentration (Figure 2 a) et concentration unique (Figure 2 b). Les ports d’air frais de contrôle sont situés dans la partie supérieure, tandis que le faible, modérée et ports de forte concentration sont indiquées dans la Figure 2 a, fondé sur l’article 1 du protocole.

Le champ d’écoulement pour l’exposition multi - et unique-la concentration dans la tour verticale et horizontale est montré dans la Figure 3 et Figure 4, respectivement. La chambre multiconcentration a quatre champs d’écoulement, tandis que la chambre de concentration unique a un champ d’écoulement (Figure 3 aB). Dans le cas de la chambre de concentration unique, le flux de haut en bas est uniformément dispersé dans les ports de nez seulement (Figure 4 a), tandis que la chambre multiconcentration est conçue pour offrir des concentrations différentes de l’article de test à chacun stade des ports nez seulement en fournissant un débit des buses air injection situé au milieu de la tour intérieure à l’aide d’un port (Figure 4 b).

La figure 5 montre le champ d’écoulement pour la concentration d’exposition à chaque étape et est conçu pour éviter la contamination croisée entre les différentes étapes (Figure 5), fondée sur l’article 1 du protocole.

Évaluation expérimentale de la conception de l’analyse numérique

L’uniformité de débit a été évaluée à l’aide de 12 ports situés horizontal et vertical pour les étapes. Le flux numériquement conçu était semblable au flux mesuré expérimentalement par les 12 ports situé horizontalement dans la salle multiconcentration (Figure 6 aB et tableau 2) et de concentration unique chambre. En outre, le flux numériquement conçu était presque le même que le débit mesuré expérimentalement par les 12 ports situés verticalement dans la chambre de concentration unique (Figure 7 et tableau 3), issue de l’article 3 du protocole.

La concentration de particules a été mesurée à l’aide de six ports choisis au hasard situé horizontalement aux étapes et a montré des concentrations identiques dans la chambre de concentration unique (Figure 8 a et tableau 4) et de la chambre multiconcentration ( Figure 8 b et le tableau 4). La concentration de particules a également été mesurée à l’aide de six ports choisis au hasard situé verticalement à quatre stades et ont montré des concentrations identiques dans la chambre de concentration unique (Figure 9 et tableau 4), fondées sur l’article 4 de la protocole.

La contamination croisée a été vérifiée en mesurant la concentration de particules de chlorure de sodium dans le contrôle et les concentrations faibles et élevées. Les résultats ont montré des niveaux de concentration bien entretenu depuis les ports d’exposition pour chaque étape (Figure 10 et tableau 6), fondé sur l’article 5 du protocole.

Figure 1
Figure 1 : schéma de la chambre d’essai de toxicité par inhalation nasale uniquement. Il est divisé en cinq zones (génération, chambre d’exposition, de mesure, suivi & contrôle et module d’échappement) et peut changer la génération, la chambre d’exposition selon le type d’exposition. (A) l’exposition concentration unique. Exposition Multiconcentration (B). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Figure 2 : géométrie de la chambre d’essai de toxicité par inhalation nasale uniquement. (A) l’exposition concentration unique. Exposition Multiconcentration (B). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 3
Figure 3 : champ d’écoulement de la tour intérieure verticale. (A) l’exposition concentration unique. Exposition Multiconcentration (B). La barre de couleur indique le champ d’écoulement (en mètres/seconde). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 4
Figure 4 : champ d’écoulement de la tour intérieure horizontale. (A) l’exposition concentration unique. Exposition Multiconcentration (B). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 5
Figure 5 : champ d’écoulement de contamination croisée chambre multiconcentration. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 6
Figure 6 : comparaison de l’uniformité du flux horizontal. Les barres d’erreur représentent l’exposition SD. (A) concentration unique. Exposition Multiconcentration (B). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 7
Figure 7 : comparaison de l’uniformité du flux vertical. Les barres d’erreur représentent SD. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 8
Figure 8 : comparaison de l’uniformité de la concentration horizontale. Les barres d’erreur représentent SD.()A) exposition de concentration unique. Exposition Multiconcentration (B). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 9
Figure 9 : comparaison de l’uniformité de la concentration verticale. Les barres d’erreur représentent SD. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 10
Figure 10 : résultats du test de contamination croisée. Les barres d’erreur représentent SD. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Dose unique Dose de multi
Dimension 60 mm 60 mm
Ouvertures du tube 6 mm 6 mm
Fournir des débits totalement 48 L/MIN 11 l/min chacune des étapes
Fournir des débits de chaque port 1 L/MIN 1 L/MIN
Indiquer la vitesse chaque port 0,59 m/s 0,59 m/s
Débits d’extraction 48 L/MIN 44 l/min dans les 4 étapes

Tableau 1 : Condition de Test.

Stade Concentration unique Concentration de multi
Débit moyen Écart-type Débit moyen Écart-type
1 0.90 0,03 0,97 0,06
2 0,94 0,03 0,98 0,06
3 1.08 0,02 0,98 0,06
4 1.09 0,03 0,98 0,06

Tableau 2 : Comparaison de l’uniformité du flux horizontal.

Stade Concentration unique
Débit moyen Écart-type
1 1,00 0,01
2 1,00 0,01
3 1,00 0,02
4 1,00 0,02
5 1,00 0,01
6 1,00 0,02
7 1,00 0,02
8 1,00 0,01
9 1,00 0,02
10 1,00 0,01
11 1.01 0,01
12 1,00 0,02

Tableau 3 : Comparaison de l’uniformité du flux vertical.

Stade Concentration unique Concentration de multi
Concentration moyenne Écart-type Concentration moyenne Écart-type
1 0,98 0,04 1.04 0,01
2 1.02 0,03 0,98 0,01
3 1,00 0,04 1.01 0,01
4 1,00 0,03 0,98 0,01

Tableau 4 : Comparaison de l’uniformité de la concentration horizontale.

Stade Concentration unique
Concentration moyenne Écart-type
1 0.99 0.05
2 1.02 0,02
3 0.99 0,03
4 1,00 0.05
5 1.01 0,03
6 0.99 0,04

Tableau 5 : Comparaison de l’uniformité de la concentration verticale.

Stade Concentration unique
Concentration moyenne Écart-type
1 (high) 8 823 838 322 882
2 (faible) 2 100 002 94 922
3 (Air frais) 0 0

Tableau 6 : Résultats de l’essai de la contamination croisée.

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Discussion

Essais de toxicité par inhalation est actuellement la meilleure méthode pour l’évaluation des matériaux en aérosol (particules et fibres), vapeurs et gaz inhalés par le système respiratoire humain14,15. Il existe deux méthodes d’exposition par inhalation : corps entier et nez seulement. Toutefois, un système de nez minimise l’exposition par des voies noninhalation, tels que la peau et les yeux et permet de tester avec des quantités minimes de l’article de test, ce qui en fait la méthode préférée d’exposition recommandée par Inhalation Toxicity Testing principes directeurs : aiguë4,6, subaiguë7et subchronique8.

Un système de toxicité par inhalation standard nécessite quatre chambres de concentration (contrôle de l’air frais et concentrations faibles, modérées et élevées). Ainsi, l’opération coûte cher, consomme de l’espace et nécessite la génération d’article de test et de systèmes de contrôle de l’environnement. Cependant, la chambre d’inhalation multiconcentration présentée dans cet article est plus économique à l’usage des instituts de recherche de petites à l’avenir. Selon la chambre d’inhalation de concentration unique, la chambre d’inhalation multiconcentration proposé a été conçue et développé en utilisant une analyse numérique13. La chambre de multiconcentration qui en résulte peut fournir quatre concentrations de l’exposition, y compris un contrôle de l’air frais. Le débit à chaque voie d’exposition est approprié, tel que suggéré par Pauluhn et Thiel16, pour les chambres d’inhalation débit réalisé, nez seulement.

Pour valider le projet CFD et système numériquement conçu conformément à la procédure de vérification existants, les champs d’écoulement de port exposition ont été mesurés horizontalement et verticalement pour chaque étape de la concentration, ainsi que le nombre de particules pour évaluer la contamination croisée, qui est une étape essentielle (décrites en article 5 du protocole) et l’entretien de concentration à l’aide des concentrations d’essai aérosol de chlorure de sodium. Le système d’exposition multiconcentration conçu a montré un champ d’écoulement uniforme pour l’exposition ports de chaque étape de la concentration, aucune contamination croisée entre les ports de concentration et l’entretien de concentration uniforme. Ainsi, le système proposé pourrait être efficace à l’usage des installations de recherche petit désirant effectuer des études et essais de toxicité par inhalation. Étant donné que le comportement de nanoparticules (dépôts par diffusion) dans l’air est très similaire à gaz ou vapeur17, la chambre pourrait servir pour les gaz et vapeurs organiques inhalation essais. Tester la chambre avec une vapeur organique est prévu, et les non-nanoparticules seront testés dans un proche avenir.

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Disclosures

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Acknowledgments

Cette recherche a été financée par le programme d’Innovation technologique industrielle (10052901), développement de toxicité par inhalation de nanomatériau très utile système de test dans le commerce, à travers la Corée évaluation Institut des technologies industrielles par les Coréens Ministère du commerce, industrie et énergie.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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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References

  1. Phalen, R. F. Methods in Inhalation Toxicology. Inhalation Exposure Methods. Phalen, R. F. , CRC Press. Boca Raton, FL. 69-84 (1997).
  2. Moss, O. R., James, R. A., Asgharian, B. Influence of exhaled air on inhalation exposure delivered through a directed-flow nose-only exposure system. Inhalation Toxicology. 18, 45-51 (2006).
  3. White, F. M. Fluid Mechanics. , McGraw-Hill. New York, NY. (2004).
  4. OECD TG 403. OECD guideline of the testing of chemicals 403: Acute inhalation toxicity testing. , OECD. Paris, France. (2009).
  5. OECD TG 436. OECD guideline of the testing of chemicals 436: Acute inhalation toxicity - Acute Toxic Class Method. , OECD. Paris, France. (2009).
  6. OECD GD 39. Series on testing and assessment Number 39: Guidance document on acute Inhalation toxicity testing. , OECD. Paris, France. (2009).
  7. OECD TG 412. OECD guideline of the testing of chemicals 412: Subacute inhalation toxicity testing. , OECD. Paris, France. (2018).
  8. OECD TG 413. OECD guideline of the testing of chemicals 413: Subchronic inhalation toxicity testing. , OECD. Paris, France. (2018).
  9. Cannon, W. C., Blanton, E. F., McDonald, K. E. The flow-past chamber: an improved nose-only exposure system for rodents. American Industrial Hygiene Association Journal. 44, 923-928 (1983).
  10. Oldham, M. J., Phalen, R. F., Robinson, R. J., Kleinman, M. T. Performance of a portable whole-body mouse exposure system. Inhalation Toxicology. 16, 657-662 (2004).
  11. Oldham, M. J., Phalen, R. F., Budiman, T. Comparison of Predicted and Experimentally Measured Aerosol Deposition Efficiency in BALB/C Mice in a New Nose-Only Exposure System. Aerosol Science and Technology. 43, 970-997 (2009).
  12. Tuttle, R. S., Sosna, W. A., Daniels, D. E., Hamilton, S. B., Lednicky, J. A. Design, assembly, and validation of a nose-only inhalation exposure system for studies of aerosolized viable influenza H5N1virus in ferrets. Virology Journal. 7, 135 (2010).
  13. Jeon, K., Yu, I. J., Ahn, K. Evaluation of newly developed nose-only inhalation exposure chamber for nanoparticles. Inhalation Toxicology. 24 (9), 550-556 (2012).
  14. Ji, J. H., et al. Twenty-Eight-Day Inhalation Toxicity Study of Silver Nanoparticles in Sprague-Dawley Rats. Inhalation Toxicology. 19, 857-871 (2007).
  15. Ostraat, M. L., Swain, K. A., Krajewski, J. J. SiO2 Aerosol Nanoparticle Reactor for Occupational Health and Safety Studies. Journal of Occupational and Environmental Hygiene. 5, 390-398 (2008).
  16. Pauluhn, J., Thiel, A. A simple approach to validation of directed-flow nose-only inhalation chambers. Journal of Applied Toxicology. 27, 160-167 (2007).
  17. Aitken, R. J., Creely, K. S., Tran, C. L. Nanoparticles: An occupational hygiene review, Research Report 274. , Available from: http://www.hse.gov.uk/research/rrpdf/rr274.pdf (2004).
  18. Hansen, S. Charging of aerosol particles - An investigation of the possibility of using Americium-241 for SMPS chargers. , Available from: http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/8950313 (2018).

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Ingénierie numéro 145 essai de toxicité par Inhalation nez uniquement chambre d’exposition multiconcentration informatisé de dynamique des fluides analyse numérique
Développement d’une chambre d’essai de toxicité par Inhalation nasale uniquement qui fournit quatre Concentrations de l’exposition des particules de taille nanométrique
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Yi, J. S., Jeon, K. S., Kim, H. J.,More

Yi, J. S., Jeon, K. S., Kim, H. J., Jeon, K. J., Yu, I. J. Development of a Nose-only Inhalation Toxicity Test Chamber That Provides Four Exposure Concentrations of Nano-sized Particles. J. Vis. Exp. (145), e58725, doi:10.3791/58725 (2019).

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