Name: Narażenie na wdychanie aerozoli nanocząsteczkowych całego ciała (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-05-07T12:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 11 s
Description: Poznaj metodę narażenia na wdychanie aerozoli nanocząsteczkowych całego ciała w badaniach toksykologicznych z użyciem dwutlenku tytanu. System generuje stabilne i jednorodne atmosfery testowe symulujące realne scenariusze ekspozycji.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Lista podziękowań i źródeł finansowania.
	 NIH-ES015022 i ES018274 (TRN)
	 Umowa o współpracy NSF 1003907 (VCM)

Procedury operacyjne dotyczące ekspozycji na nanocząstki całego ciała krok po kroku są opisane następująco.
Uwaga: 1) kroki 1 i 3 powinny być wykonywane pod wyciągiem; 2) Operatorzy muszą nosić odpowiednie środki ochrony osobistej (respiratory, gogle i rękawice gumowe).
1. Kondycjonowanie TiO2 Nanocząsteczkowe Suche Proszki
<ol>
	<li>Umieść proszki nano-TiO2 w nieprzezroczystym pojemniku.</li>
	<li>Pozostaw pokrywę pojemnika otwartą.</li>
	<li>Umieścić pojemnik w suchym eksykatorze na co najmniej 24 godziny w celu kondycjonowania.</li>
</ol>
2. Rozgrzewka System Akwizycji i Kontroli Danych, SMPS i ELPI oraz wszystkie przetworniki
<ol>
	<li>Włącz system monitorowania powietrza i akwizycji danych oraz wyłączniki zasilania do monitorowania aerozoli SMPS (TSI Inc., Shoreview, MN) i ELPI (Dekati, Tampere, Finlandia) i rozgrzej systemy przez co najmniej 1 godzinę.</li>
	<li>Włącz wyłączniki zasilania we wszystkich przetwornikach, aby rozgrzać je przez co najmniej 1 godzinę.</li>
</ol>
3. Ładowanie suchych proszków nanocząstek TiO2 do generatorów aerozoli
<ol>
	<li>Otwórz nasadki butli w generatorach aerozoli i wymień filtry w generatorach aerozoli. Uwaga: Jeden generator aerozolu ma jeden cylinder. Liczba generatorów aerozolu, które należy zastosować, zależy od pożądanego stężenia masowego cząstek w komorze ekspozycyjnej.</li>
	<li>Zważ ~4 g proszków nano-TiO2 i załaduj je do każdego cylindra.</li>
	<li>Załóż nasadki butli.</li>
	<li>Wszystkie obszary podejrzane o zanieczyszczenie TiO2 należy przetrzeć na mokro.</li>
</ol>
4. Podłączanie generatorów aerozoli do komory inhalacyjnej
<ol>
	<li>Podłączyć wszystkie wyloty generatorów aerozoli za pomocą kolektora do separatora cyklonowego, który znajduje się na wlocie komory inhalacyjnej (TSE Systems GmbH, Bad Homburg, Niemcy).</li>
	<li>Podłączyć rurkę sprężonego powietrza do dyspergatorów Venturiego w generatorach aerozoli.</li>
</ol>
5. Podłączanie wlotów do monitorowania powietrza i pobierania próbek aerozoli do komory do inhalacji
<ol>
	<li>Podłącz czujniki temperatury i wilgotności względnej (RH), ciśnienia,O2 i CO2 dostarczone przez TSE Systems, aby przetestować porty monitorowania atmosfery w komorze narażenia na inhalacje.</li>
	<li>Podłączyć wlot rozcieńczalnika aerozolowego do jednego z portów pobierania próbek aerozoli w komorze do inhalacji, a następnie podłączyć jego wylot do wlotu ELPI.</li>
	<li>Podłączyć SMPS do jednego z portów pobierania próbek aerozoli w komorze do inhalacji.</li>
	<li>Podłączyć wlot monitora stężenia cząstek stałych (systemy TSE) do jednego z portów pobierania próbek aerozoli w komorze ekspozycyjnej.</li>
	<li>Zważ filtr membranowy z PTFE (P/N 66149, Pall corporation, Ann Arbor, Michigan) i załaduj filtr do uchwytu filtra ze stali nierdzewnej (produkty In-Tox, Moriarty NM).</li>
	<li>Podłączyć wlot uchwytu filtra ze stali nierdzewnej ze wstępnie zważonym filtrem do jednego z otworów do pobierania próbek aerozoli w komorze inhalacyjnej i podłączyć jego wylot do pompy do pobierania próbek.</li>
</ol>
6. Aktywacja systemów akwizycji danych
<ol>
	<li>Aktywuj oprogramowanie do akwizycji danych ELPI, ELPIVI, sprawdź parametry ustawień i włącz pompę płuczącą na ~5 minut, a następnie wyzeruj ELPI. Zapisać stężenie przed ekspozycją.</li>
	<li>Aktywuj oprogramowanie do akwizycji danych SMPS. Zapisać stężenie przed ekspozycją.</li>
	<li>Aktywuj oprogramowanie, Daco (TSE Systems), do monitorowania i kontrolowania natężenia przepływu powietrza, temperatury i wilgotności względnej w komorze, temperatury i wilgotności względnej, O2 i CO2 .</li>
</ol>
7. Ładowanie zwierząt doświadczalnych do komory inhalacyjnej
<ol>
	<li>Zważyć zwierzęta doświadczalne.</li>
	<li>Oznaczyć zwierzęta doświadczalne i klatki, tak aby w razie potrzeby można je było umieścić z powrotem w tych samych klatkach po narażeniu.</li>
	<li>Otwórz drzwi komory do inhalacji i załaduj zwierzęta doświadczalne do drucianych klatek.</li>
	<li>Zwierzętom można zapewnić wodę.</li>
	<li>Zamknąć i zabezpieczyć drzwiczki komory do inhalacji.</li>
	<li>Często obserwuj zwierzęta przez okna obserwacyjne komory ekspozycyjnej w poszukiwaniu oznak niepokoju. Zwierzęta powinny być zrelaksowane i zachowywać się normalnie. Należy przerwać narażenie w przypadku zaobserwowania szybkiego/utrudnionego oddychania, nieprawidłowego wyglądu, nieprawidłowości postawy lub unieruchomienia. Usunąć zwierzęta, umieścić je z powrotem w ich oryginalnych klatkach, skontaktować się z lekarzem weterynarii i/lub zainicjować odpowiednie procedury Instytucjonalnego Komitetu ds. Opieki i Wykorzystania Zwierząt.</li>
</ol>
Uwaga: Operatorzy muszą nosić środki ochrony osobistej podczas wykonywania kroków 8.7, 8.8 i 8.17.
8. Narażenie małych zwierząt na działanie aerozoli nanocząsteczkowych
<ol>
	<li>Włączyć pompę próżniową spalin komory do ekspozycji inhalacyjnej.</li>
	<li>Uruchom oprogramowanie do akwizycji danych, Daco, aby: a) dostarczyć przefiltrowane suche powietrze do komory ekspozycyjnej, b) kontrolować ciśnienie w komorze ekspozycyjnej oraz c) zbierać dane dotyczące środowiska ekspozycji, takie jak ciśnienie, temperatura, wilgotność względna, O2 i CO2.</li>
	<li>Ustalić lekko podciśnienie (wartość zadana = -0,2 mbar) w ciśnieniu w komorze.</li>
	<li>Włącz generatory aerozolu.</li>
	<li>Uruchom oprogramowanie do akwizycji danych ELPI i SMPS, aby stale monitorować wielkość cząstek i względne stężenie masowe w komorze do inhalacji.</li>
	<li>Gdy stężenie aerozolu jest stabilne, tj. profil stężenia na monitorze ELPI osiągnął plateau (zwykle: trwa to 20 minut po uruchomieniu generatorów aerozoli), ustaw czas pobierania próbek (na przykład 1 godzinę) i włącz pompę do pobierania próbek aerozolu, aby pobrać reprezentatywną próbkę nanocząstek za pomocą filtrów.</li>
	<li>Po osiągnięciu czasu pobierania próbek wyjmij filtry i zatkaj porty pobierania próbek gumowymi zatyczkami, aby zapobiec wydostawaniu się badanych materiałów z komory ekspozycyjnej.</li>
	<li>Zważyć filtry i obliczyć średnie stężenie masowe w komorze ekspozycyjnej, jak opisano powyżej.</li>
	<li>Jeśli średnie stężenie jest dalekie od stężenia docelowego, należy ręcznie wyregulować przepływ powietrza w generatorach, aby zapewnić osiągnięcie docelowego stężenia.</li>
	<li>Obliczyć osadzanie się cząstek w płucach zwierzęcia jako D = C x Vm x t x Fr, gdzie D = dawka, C = średnie stężenie masowe badanego materiału, Vm = objętość minutowa, t = czas trwania ekspozycji, a Fr = frakcja materiału, która jest zdeponowana lub wchłonięta.</li>
	<li>Wymień filtry w uchwytach filtrów na czyste, wstępnie ważone filtry i powtórz kroki 8.6 i 8.8.</li>
	<li>Na podstawie rzeczywistego stężenia masowego w komorze ekspozycyjnej i docelowego osadzania się cząstek w płucach zwierzęcia należy oszacować pozostały czas narażenia jako, tpozostaje = (Dukierunkowane -D) / (C x Vm x Fr), gdzie tpozostaje = pozostały czas trwania narażenia, Ddocelowy = dawka ukierunkowana, C = średnie stężenie masowe badanego materiału, Vm = objętość minutowa, Fr = frakcja materiału, która jest osadzana lub wchłaniana.</li>
	<li>Wyłącz generator aerozolu po osiągnięciu pozostałości.</li>
	<li>Przed wyjęciem zwierząt z komory naświetlającej należy przepłukać komorę naświetlania przez drogi oddechowe przefiltrowanym powietrzem, aż stężenie cząstek wskazane na monitorze zbliży się do stężenia cząstek sprzed ekspozycji w komorze.</li>
	<li>Wyłącz pompę próżniową wydechu komory.</li>
	<li>Zatrzymaj oprogramowanie do akwizycji danych, Daco.</li>
	<li>Po ekspozycji obserwuj zwierzęta, aby zweryfikować normalne oddychanie i zachowanie oraz udokumentuj, że nie ma innych powikłań badawczych. W przypadku zaobserwowania wydzieliny z nosa, niewydolności oddechowej lub jakichkolwiek innych komplikacji związanych z dobrostanem zwierząt, skontaktuj się z lekarzem weterynarii i/lub rozpocznij odpowiednie procedury Instytucjonalnego Komitetu ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt.</li>
	<li>Zatrzymaj oprogramowanie do akwizycji danych ELPI i SMPS.</li>
</ol>
9. Tworzenie raportu z testu
9.1 Warunki testowe obejmują
<ol>
	<li>Opis układu wytwarzania aerozolu i jego parametrów eksploatacyjnych zastosowanych w tym badaniu.</li>
	<li>Opis aparatury do naświetlania, w tym konstrukcja, typ, wymiary i parametry operacyjne stosowane podczas naświetlania.</li>
	<li>Sprzęt do pomiaru temperatury, wilgotności, wielkości cząstek i rzeczywistego stężenia.</li>
	<li>Oczyszczanie powietrza wywiewanego i sposób przetrzymywania zwierząt w komorze badawczej, gdy jest stosowany.</li>
</ol>
9.2 Dane dotyczące atmosfery ekspozycji obejmują
<ol>
	<li>Natężenie przepływu powietrza przez sprzęt do inhalacji.</li>
	<li>Temperatura i wilgotność powietrza.</li>
	<li>Rzeczywiste stężenie (analityczne lub grawimetryczne) w strefie pobierania próbek aerozolu, która znajduje się w pobliżu klatek dla zwierząt.</li>
	<li>Rozkład wielkości cząstek i obliczona liczba mediany średnicy aerodynamicznej i geometrycznego odchylenia standardowego.</li>
	<li>Wyjaśnienie, dlaczego nie udało się osiągnąć pożądanego stężenia w komorze i/lub wielkości cząstek (w stosownych przypadkach) oraz wysiłki podjęte w celu zapewnienia zgodności z tymi aspektami wytycznych.</li>
</ol>
9.3 Inne
<ol>
	<li>Należy utrzymywać nieznaczne podciśnienie w pomieszczeniu, w którym znajduje się urządzenie do inhalacji, aby zapobiec wydostawaniu się badanych materiałów z laboratorium narażenia inhalacyjnego.</li>
	<li>Codziennie czyść komorę ekspozycyjną, aby wyeliminować wpływ odchodów zwierzęcych.</li>
	<li>ELPI, SMPS i inne przyrządy należy czyścić i kalibrować w oparciu o instrukcje obsługi.</li>
</ol>

<ol><li>Bide, R. W., Armour, S. J., Yee, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Allometric+respiration%2Fbody+mass+data+for+animals+to+be+used+for+estimates+of+inhalation+toxicity+to+young+adult+humans%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Toxicol%22%5BJournal%5D)">Allometric respiration/body mass data for animals to be used for estimates of inhalation toxicity to young adult humans.</a> J. Appl. Toxicol. 20 (4), 273-290 (2000).</li>
<li>Guyton, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+respiratory+patterns+in+laboratory+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Analysis of respiratory patterns in laboratory animals.</a> Am. J. Physiol. 150, 70-77 (1947).</li>
<li>Knuckles, T. L., Yi, J., Frazer, D. G., Leonard, H. D., Chen, B. T., Castranova, V., Nurkiewicz, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoparticle+inhalation+alters+systemic+arteriolar+vasoreactivity+through+sympathetic+and+cyclooxygenase-mediated+pathways%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotoxicology%22%5BJournal%5D)">Nanoparticle inhalation alters systemic arteriolar vasoreactivity through sympathetic and cyclooxygenase-mediated pathways.</a> Nanotoxicology. , 1-12 (2011).</li>
<li>Pauluhn, J., Mohr, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repeated+4-week+inhalation+exposure+of+rats%3A+effect+of+low-%2C+intermediate%2C+and+high-humidity+chamber+atmosphere%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Toxic+Pathol%22%5BJournal%5D)">Repeated 4-week inhalation exposure of rats: effect of low-, intermediate, and high-humidity chamber atmosphere.</a> Exp. Toxic Pathol. , 178-187 (1999).</li>
<li>Schmoll, L. H., Elzey, S., Grassian, V. H., O'Shaughnessy, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoparticle+aerosol+generation+methods+from+bulk+powders+for+inhalation+exposure+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotoxicology%22%5BJournal%5D)">Nanoparticle aerosol generation methods from bulk powders for inhalation exposure studies.</a> Nanotoxicology. 3, 265-275 (2009).</li>
<li>To, D., Yin, X., Sundaresan, S., Dave, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deagglomeration+of+nano-particle+aggregates+via+rapid+expansion+of+high+pressure+suspensions%5BTitle%5D)+AND+%22AIChE+J%22%5BJournal%5D)">Deagglomeration of nano-particle aggregates via rapid expansion of high pressure suspensions.</a> AIChE J. 55 (11), 2756-3032 (2009).</li>
<li>U.S. Environmental Protection Agency (US EPA). Health effects test guidelines: OPPTS., 870.1300. Acute inhalation toxicity. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22EPA%22">EPA</a>. , 712-C-98-193(1998).</li>
<li>Wong, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+feedback+control+of+an+inhalation+exposure+system+with+discrete+sampling+intervals%3A+testing%2C+performance%2C+and+modeling%5BTitle%5D)+AND+%22Inhal.+Toxicol%22%5BJournal%5D)">Automated feedback control of an inhalation exposure system with discrete sampling intervals: testing, performance, and modeling.</a> Inhal. Toxicol. 15, 729-743 (2003).</li>
<li>Wong, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inhalation+Exposure+Systems%3A+Design%2C+Methods+and+Operation%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicologic+Pathology%22%5BJournal%5D)">Inhalation Exposure Systems: Design, Methods and Operation.</a> Toxicologic Pathology. 35, 3-14 (2007).</li>
<li>Nanoparticle Aerosol Generator. US patent. , 13/317, 472 (2011).</li>
</ol>

Ustalenia i wnioski zawarte w niniejszym raporcie są ustaleniami i wnioskami autorów i niekoniecznie reprezentują poglądy Narodowego Instytutu Bezpieczeństwa i Higieny Pracy. Wzmianka o jakichkolwiek nazwach firm lub produktach nie oznacza poparcia ze strony NIOSH ani nie oznacza, że alternatywne produkty są niedostępne lub nie można ich zastąpić po odpowiedniej ocenie.

Zebraliśmy i opisaliśmy tutaj system ekspozycji na aerozole z nanocząsteczkami całego ciała. Funkcjonalność systemu została zweryfikowana przy użyciu najnowocześniejszych technik charakteryzacji aerozoli nanocząstek. Dzięki nowatorskiemu systemowi generowania aerozoli nanocząsteczkowych, ten system ekspozycji inhalacyjnej może zapewnić dobrze scharakteryzowaną, kontrolowaną i jednolitą atmosferę testową aerozolu nanocząsteczkowego o stosunkowo stałej temperaturze, wilgotności, przepływie powietrza i zawartości tlenu dla ...

<table><tbody><tr><td>System narażenia inhalacyjnego</td><td>TSE Systems GmbH, Bad Homburg, Niemcy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>System monitorowania powietrza</td><td>TSE Systems GmbH, Bad Homburg, Niemcy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dwutlenek tytanu Aeroxide P25</td><td>Evonik, Niemcy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Skaner cząstek mobilności-3936L75</td><td>TSI Inc., Widok z brzegu, MN</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Elektryczny impaktor niskociśnieniowy, Standard 10 l/min</td><td>Dekati, Tampere, Finlandia</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ultra Micro Balance, XP2U</td><td>METTLER TOLEDO, Szwajcaria</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Skaningowy mikroskop elektronowy z emisją terenową-S-4800</td><td>Hitachi, Japonia</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Analiza rentgenowska z dyspersją energii </td><td>Princeton Gamma-Tech, Rocky Hill, New Jersey</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Filtry poliwęglanowe </td><td>Nuclepore Whatman, Clinton, PA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Filtry membranowe PTFE </td><td>Pall corporation, Ann Arbor, Michigan</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

narażenie na wdychanie aerozoli nanocząsteczkowych całego ciała

Whole-Body Nanoparticle Aerosol Inhalation Exposures

Wdychanie jest najbardziej prawdopodobną drogą narażenia dla osób pracujących z aerozolizowalnymi nanomateriałami inżynieryjnymi (ENM). W celu prawidłowego przeprowadzenia badań toksykologicznych inhalacji nanocząstek, aerozole w komorze, w której przebywają zwierzęta doświadczalne, muszą: 1) mieć stałe stężenie utrzymywane na pożądanym poziomie przez cały okres narażenia; 2) jednorodny skład wolny od zanieczyszczeń; oraz 3) stabilny rozkład wielkości < średniej geometrycznej średnicy 200 nm i geometrycznym odchyleniu standardowym σg < 2,5 5. Wytwarzanie aerozoli zawierających nanocząstki jest dość trudne, ponieważ nanocząstki łatwo się aglomerują. Wynika to w dużej mierze z bardzo silnych oddziaływań międzycząsteczkowych i powstawania dużych struktur fraktalnych o wielkości dziesiątek lub setek mikronów w rozmiarze 6, które są trudne do rozbicia. Przetestowano kilka popularnych generatorów aerozoli, w tym nebulizatory, złoża fluidalne, aspiratory Venturiego i źródło pyłu Wrighta; Żaden z nich nie był jednak w stanie wytworzyć aerozoli nanocząsteczkowych, które spełniałyby wszystkie kryteria 5.
System ekspozycji na wdychanie aerozoli nanocząsteczkowych całego ciała został stworzony, zatwierdzony i wykorzystany do badań toksykologicznych inhalacyjnych nano-TiO2. Kluczowe komponenty: 1) nowatorski generator aerozoli nano-TiO2; 2) 0,5m3 komora do inhalacji całego ciała; oraz 3) system monitorowania i kontroli. Aerozole Nano-TiO2 wytworzone z suchych proszków nano-TiO2 (średnica pierwotna 21 nm, gęstość nasypowa 3,8 g/cm3) zostały dostarczone do komory ekspozycyjnej przy natężeniu przepływu 90 l/min (10,8 wymiany powietrza/godz.). Rozkład wielkości cząstek i profile koncentracji masowej mierzono w sposób ciągły za pomocą skanera do pomiaru wielkości cząstek (SMPS) i elektrycznego impaktora niskociśnieniowego (ELPI). Stężenie masowe aerozolu (C) zweryfikowano grawimetrycznie (mg/m3). Masę (M) zebranych cząstek określono jako M = (Mpost-M pre), gdzie Mpre i Mpost są masami filtra przed i po pobraniu próbki (mg). Stężenie masowe obliczono jako C = M/(Q*t), gdzie Q oznacza natężenie przepływu próbki (m3/min), a t jest czasem pobierania próbek (minuta). Ciśnienie w komorze, temperatura, wilgotność względna (RH), stężenia O2 i CO2 były monitorowane i kontrolowane w sposób ciągły. Aerozole Nano-TiO2 zebrane na filtrach Nuclepore analizowano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) i analizy rentgenowskiej z dyspersją energii (EDX).
Podsumowując, informujemy, że nanocząsteczkowe aerozole generowane i dostarczane do naszej komory ekspozycyjnej mają: 1) stałe stężenie masy; 2) jednorodny skład wolny od zanieczyszczeń; 3) Stabilny rozkład wielkości cząstek o medianie średnicy aerodynamicznej 157 nm podczas wytwarzania aerozolu. System ten niezawodnie i wielokrotnie tworzy atmosfery testowe, które symulują narażenie na aerozole ENM w miejscu pracy, środowisku lub w gospodarstwie domowym.

Badanie ekspozycji drogą wziewną zazwyczaj polega na utrzymywaniu zwierzęcia doświadczalnego w znanym i stałym środowisku testowym przy jednoczesnym narażeniu go na określoną koncentrację materiału testowego 8,9. System ekspozycji całego organizmu na nanocząstki drogą wziewną przedstawiono na Rysunku 1. Komora dla całego organizmu pracowała w trybie dynamicznego przepływu, w którym przez komorę przepływało powietrze z ciągłą prędkością 90 LPM. Przepływ ten zapewniał 10,8 wymian powietrza/h, co...

Zbudowano urządzenie do inhalacji aerozolu z nanocząsteczkami całego ciała do badań toksykologicznych nad inhalacją dwutlenku tytanu (TiO2). System ten zapewnia atmosfery testowe aerozolu nano-TiO2, które mają: 1) stałe stężenie masy; 2) jednorodny skład wolny od zanieczyszczeń; oraz 3) stabilny rozkład wielkości cząstek podczas wytwarzania aerozolu.

Narażenie na wdychanie aerozoli nanocząsteczkowych całego ciała

Inhalation is the most likely exposure route for individuals working with aerosolizable engineered nano-materials (ENM). To properly perform nanoparticle ...

Ogólnym celem następującego eksperymentu jest stworzenie instalacji do inhalacyjnego narażenia całego ciała na aerozole nanocząsteczek na potrzeby badań toksykologicznych nad wdychaniem dwutlenku tytanu w skali nano. Osiąga się to poprzez najpierw wygenerowanie aerozoli nanocząsteczek za pomocą nowatorskiego generatora aerozoli nanocząsteczek. W drugim kroku aerozole nanocząsteczek są dostarczane do komory inhalacyjnej dla całego ciała, aby stworzyć atmosfery testowe symulujące narażenie na aerozole inżynieryjnych nanomateriałów w środowisku zawodowym lub domowym.Następnie poddać zwierzęta laboratoryjne działaniu dobrze scharakteryzowanych aerozoli nano-dwutlenku tytanu, monitorując i kontrolując atmosferę testową w celu uzyskania zaprojektowanego poziomu depozycji cząstek. Wyniki uzyskane dla płuc wykazują, że generowane i dostarczane do komory ekspozycyjnej aerozole nanocząstek charakteryzują się stałymi stężeniami masy, jednorodnym składem, brakiem zanieczyszczeń oraz stabilnym rozkładem wielkości cząstek. System ten w sposób niezawodny i powtarzalny tworzy atmosfery testowe symulujące ekspozycję na aerozole inżynieryjnych nanomateriałów w środowisku zawodowym, środowiskowym lub

whole-body-nanoparticle-aerosol-inhalation-exposures

Research

JoVE Journal

Biology

Biologia

Narząd całego ciała Nanocząsteczki Aerosol Ekspozycje inhalacyjne

W tym artykule przedstawiono eksperymentalny protokół badania aerozolizacji cząstek produktu pod wpływem ścierania i warunków atmosferycznych. Przedstawiono wyniki badań nad emisją nanomateriałów inżynieryjnych w postaci aerozoli. Szczegółowy opis przebiegu eksperymentu jest szczegółowo opisany.

Protokół doświadczalny do badania aerozolizacji cząstek produktu pod wpływem ścierania i warunków atmosferycznych

Zaprojektowaliśmy i opracowaliśmy skuteczną konfigurację aerozolu nanoproszków oraz protokół działania. W ramach systemu wytworzone zostały aerozole nanocząsteczkowe o stabilnych stężeniach liczbowych i rozkładzie wielkości przez długi czas, wymagające jedynie niewielkich ilości badanego materiału (min. 200 mg).

System do tworzenia stabilnych aerozoli nanocząsteczkowych z nanoproszków

Opisana tutaj jednostka inhalacyjna może generować, pobierać próbki do charakterystyki i równomiernie deponować aerozol leku w płucach gryzoni. Umożliwia to przedkliniczne określenie skuteczności i bezpieczeństwa dawek leków zdeponowanych w płucach; kluczowe dane umożliwiające kliniczne opracowanie leków wziewnych.

Wdychanie suchego proszku i aerozoli w nebulizach farmaceutyków dostarczanych myszom przy użyciu systemu naświetlania tylko przez nos

Na całym świecie rośnie liczba użytkowników elektronicznych papierosów (e-papierosów). Niewiele jednak wiadomo na temat skutków zdrowotnych wywoływanych przez wdychane aerozole do e-papierosów. W tym artykule opisano technikę wytwarzania aerozolu w e-papierosach odpowiednią do narażenia zwierząt i późniejszych badań toksykologicznych. Takie protokoły są wymagane do ustanowienia eksperymentalnie odtwarzalnych i znormalizowanych systemów ekspozycji na e-papierosy.

Wytwarzanie aerozolu z papierosów elektronicznych przez urządzenie do waporyzacji maszynowej trzeciej generacji: zastosowanie do badań toksykologicznych

Tutaj prezentujemy protokół do budowy modelu wysięku opłucnowego u szczurów poprzez dotchawcze wkroplenie poliakrylanu/nanokrzemionki.

Model wysięku opłucnowego u szczurów przez dotchawicze wkroplenie poliakrylanu/nanokrzemionki

Komora do toksyczności inhalacyjnej tylko dla nosa, zdolna do testowania toksyczności inhalacyjnej przy czterech różnych stężeniach ekspozycji, została zaprojektowana i zatwierdzona pod kątem jednorodności pola przepływu i zanieczyszczenia krzyżowego między portami ekspozycji dla każdego stężenia. W niniejszej sprawie przedstawiamy protokół potwierdzający, że projektowana komora jest skuteczna w badaniach toksyczności inhalacyjnej.

Opracowanie komory do badania toksyczności inhalacyjnej tylko przez nos, która zapewnia cztery stężenia ekspozycji na nanocząstki

Tutaj prezentujemy protokół do przeprowadzania przenośnych ekspozycji aerozoli komórkowych i mierzenia odpowiedzi komórkowej. W metodzie wykorzystuje się komórki hodowane na granicy faz powietrze-ciecz, naśladując fizjologię in vivo. Odpowiedź komórkową na aerozole z nanocząstek miedzi obserwowano jako stres oksydacyjny poprzez wytwarzanie reaktywnych form tlenu i cytotoksyczność jako uwalnianie dehydrogenazy mleczanowej.

Nowa przenośna kaseta do naświetlania in vitro do pobierania próbek aerozoli

Prezentujemy solidny, przenośny i predykcyjny system ekspozycji in vitro do badania i monitorowania cząstek unoszących się w powietrzu pod kątem ich ostrej cytotoksyczności płucnej poprzez eksponowanie hodowanych ludzkich komórek płuc na granicy powietrze-ciecz (ALI).

Ocena ostrej toksyczności inhalacyjnej cząstek unoszących się w powietrzu poprzez wystawienie hodowanych ludzkich komórek płuc na granicy faz powietrze-ciecz

Prezentowany tutaj jest protokół pierwotnej izolacji monocytów ludzkiej krwi, jak również ich różnicowania na makrofagi i komórki dendrytyczne oraz łączenia z komórkami nabłonkowymi w wielokomórkowy model ludzkiego płuca. Porównano reakcje biologiczne kokultur złożonych z komórek odpornościowych zróżnicowanych ze świeżo wyizolowanych lub rozmrożonych monocytów, po ekspozycji na bodźce prozapalne.

Wielokomórkowy model wyrostka zębodołowego człowieka złożony z komórek nabłonka i pierwotnych komórek odpornościowych do oceny zagrożeń

Opisana jest metoda hodowli komórkowej i ekspozycji modelu oskrzelowego in vitro dla realistycznej, powtarzającej się ekspozycji inhalacyjnej na cząstki do testów toksyczności.

Model nabłonka oskrzeli na granicy faz powietrze-ciecz do realistycznego, powtarzającego się narażenia inhalacyjnego na cząstki unoszące się w powietrzu do testów toksyczności

Wkłady do waporyzacji destylatów z konopi indyjskich to urządzenia zasilane bateryjnie, które aerozolują ekstrakty zawierające wysokie stężenia kannabinoidów. Brak ustalonych modeli przedklinicznych dla tych produktów stwarza wyzwania w badaniu ich skutków fizjologicznych. Aby wypełnić tę lukę, opracowano standaryzowany przedkliniczny mysi model inhalacji dla waporyzowanych destylatów konopi.

Opracowanie przedklinicznego modelu inhalacji do testowania waporyzowanych destylatów z konopi indyjskich

Poznaj metodę narażenia na wdychanie aerozoli nanocząsteczkowych całego ciała w badaniach toksykologicznych z użyciem dwutlenku tytanu. System generuje stabilne i jednorodne atmosfery testowe symulujące realne scenariusze ekspozycji.

Narażenie na wdychanie aerozoli nanocząsteczkowych całego ciała

Przeglądaj więcej filmów