Summary
Una camera di tossicità per inalazione solo naso in grado di testare la tossicità da inalazione a quattro concentrazioni di esposizione differenti è stata progettata e validata per uniformità del campo di flusso e la contaminazione incrociata tra i porti di esposizione per ciascuna concentrazione. Qui, presentiamo un protocollo per confermare che la camera progettata sia efficace per test di tossicità per inalazione.
Abstract
Utilizzando un'analisi numerica basata sulla fluidodinamica computerizzata, una camera di tossicità per inalazione solo naso con quattro concentrazioni di esposizione differenti è stata progettata e validata per uniformità del campo di flusso e la contaminazione incrociata tra i porti di esposizione per ogni concentrazione. I valori di campo di flusso progettato vengono confrontati con i valori misurati da esposizione porte situate orizzontalmente e verticalmente. Per questo scopo, cloruro di sodio particelle in nanoscala vengono generate come particelle di prova e presentare alla camera di inalazione per valutare il mantenimento di contaminazione e concentrazione tra le sale, per ogni gruppo di concentrazione. I risultati indicano che la camera di inalazione multiconcentration progettato sono utilizzabili nella tossicità da inalazione animale test senza la contaminazione incrociata tra gruppi di concentrazione. Inoltre, la camera di tossicità per inalazione multiconcentration progettato può essere convertita anche in una camera di inalazione di singolo-concentrazione. Ulteriori prove con gas, vapori organici o particelle in nanoscala non garantirà l'uso della camera nella prova di inalazione di altri articoli di prova.
Introduction
Test di tossicità per inalazione è il metodo più affidabile per valutare i rischi di agenti chimici, particelle, fibre e nanomateriali1,2,3. Così, più agenzie di regolamentazione richiedano la presentazione di dati di prova quando l'esposizione a sostanze chimiche, particelle, fibre e nanomateriali è tramite inalazione4,5,6,7 tossicità da inalazione ,8. Attualmente, ci sono due tipi di sistemi di tossicità per inalazione: sistemi di esposizione del corpo intero e solo naso. Un sistema di test di tossicità per inalazione standard, tutto il corpo o solo naso, richiede almeno quattro alloggiamenti per esporre gli animali come ratti e topi a quattro diverse concentrazioni, vale a dire controllo aria fresca e concentrazioni basse, moderato e alto7 , 8. l'organizzazione per la cooperazione economica e lo sviluppo (OCSE) prova linee guida suggeriscono che la concentrazione target selezionato dovrebbe permettere l'identificazione di organ(s) la destinazione e dimostrazione di una risposta chiara concentrazione7 ,8. Il livello di alta concentrazione dovrebbe comportare un chiaro livello di tossicità ma non causare mortalità o segni persistenti che potrebbero portare alla morte o impedire una valutazione significativa dei risultati7,8. La massima realizzabile livello o alta concentrazione degli aerosol può essere raggiunto rispettando lo standard di distribuzione di dimensione delle particelle. I livelli di concentrazione moderata dovrebbero essere intervallati per produrre una graduazione di effetti tossici fra quello delle alte e basse concentrazioni7,8. Il livello di bassa concentrazione, che preferibilmente sarebbe un NOAEC (no-observed-adverse-effect concentrazione), dovrebbe produrre poco o nessun segno di tossicità7,8. La camera di corpo intero espone gli animali in una condizione di sfrenato in gabbie via cavo, mentre la camera sola naso espone un animale in una condizione contenuta nel tubo confinato. Il sistema di ritenuta impedisce la perdita dell'aerosol perdite attorno all'animale. A causa del volume elevato della camera del corpo intero, richiede un gran numero di articoli di prova di essere esposti agli animali da esperimento, mentre il fermo del tubo del sistema di esposizione solo naso ostacola la circolazione degli animali e può causare disagio o soffocamento. Tuttavia, gli orientamenti normativi del test dell'OCSE inalazione tossicità preferiscono l'uso di inalazione solo naso sistemi4,5,6,7,8.
Tuttavia, possono ospitare un sistema di quattro-alloggiamento, corpo intero o solo naso, è costoso, ingombranti e richiede un sistema di pulizia e di circolazione di aria incorporata. Inoltre, un sistema di quattro-alloggiamento può anche richiedere generatori articolo test separato per esporre gli animali per la concentrazione desiderata e un apparato di misurazione separata per monitorare le concentrazioni di articolo di prova. Pertanto, poiché i test di tossicità per inalazione standard comporta un investimento significativo, un sistema di esposizione del corpo intero o solo naso più conveniente ed economico deve essere sviluppato per l'uso in impianti di piccola ricerca. Quando si progetta una camera di inalazione, computational fluid modellazione dynamics (CFD) è anche frequentemente usato per ottenere delle particelle, gas o vapore uniformità9,10,11,12,13 . Valutazione di analisi numeriche e la convalida di risultati sperimentali già è state eseguite per la camera di esposizione del corpo intero per topi10. Ad esempio, la traiettoria della particella e di flusso di aria sono stati modellati utilizzando CFD e l'uniformità della distribuzione delle particelle è stata misurata in nove parti del corpo intero camera10. Inoltre, la camera di sola naso è stata valutata dalla analisi numerica di CFD13. Dopo di che, la valutazione per la camera di esposizione solo naso è stata effettuata confrontando i risultati di analisi numerica con uno studio sperimentale usando nanoparticelle13.
Questo studio presenta un sistema di camera di inalazione solo naso che può esporre animali da esperimento a quattro diverse concentrazioni in una camera. Inizialmente progettato utilizzando CFD e un'analisi numerica, il sistema proposto è quindi confrontato con uno studio sperimentale usando particelle in nanoscala cloruro di sodio per convalidare l'uniformità e la contaminazione incrociata. I risultati presentati qui indicano che la camera solo naso presentata che può esporre gli animali a quattro diverse concentrazioni può essere utilizzata per gli studi di esposizione animale in accademico su piccola scala e strutture di ricerca. L'analisi numerica è impostato come indicato di seguito, nello stesso modo come l'impostazione di esperimento. Per l'esposizione singola-concentrazione, il flusso di aerosol alla Torre interna è impostato su 48 L/min e il flusso di guaina alla torre esterna è impostato a 20 L/min. Per l'esposizione multiconcentration, il flusso di aerosol alla Torre interna ingresso è 11 L/min per ogni fase. La pressione differenziale in uscita mantiene a -100 Pa per mantenere un buon flusso di scarico ed evitare dispersioni. Si supponga i possessori degli animali sono chiuse e vuote.
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Protocol
1. analisi numerica metodi
- Eseguire l'analisi del campo di flusso all'interno della camera in base alla forma geometrica, come descritto in Figura 1 e tabella 114.
Nota: Un'analisi numerica del campo di flusso secondo la forma geometrica predice il flusso dell'aerosol e lo valuta come un dispositivo testabile. - Disegno della camera con colonne di 4 fasi x 12, 48 porte in totale, dove il nucleo è diviso in una torre interna ed esterna, come descritto in Figura 1B.
Nota: Ogni fase ha 12 porte di esposizione per l'immissione di animali da esperimento. Soddisfare la raccomandazione suggerita dal documento di orientamento di OCSE (GD) 396. - Per l'esposizione di singolo-concentrazione, posizionare la piastra di miscelazione nella parte superiore della Torre interna per mescolare il materiale di prova e assicurare una concentrazione uniforme tra le fasi. Per l'esposizione multiconcentration, separare la Torre interna in quattro fasi e concentrazioni di esposizione da un disco di separazione.
Nota: La piastra di miscelazione
2. preparazione della valutazione sperimentale
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Camera
- Dividere la sezione in tre parti: l'ingresso, guaina e scarico, come mostrato nel diagramma schematico (Figura 2).
Nota: L'ingresso è dove l'aerosol sfocia la camera interna e la guaina è lo spazio tra le torri interne ed esterne per il flusso di aria supplementare. - Alimentazione l'aerosol (o articolo di prova) alla Torre interna e animali da esperimento, mentre l'espirazione dagli animali che contiene eccedenza aerosol fuoriesce attraverso lo scarico insieme con l'aria di guaina.
Nota: I possessori di animali sono chiuse e vuote. - Mantenere la pressione interna della costante camera utilizzando un ventilatore e inverter, come la pressione interna plenum è controllata dal flusso d'aria di guaina.
- Progettare attrezzature per misurare l'uniformità della concentrazione di aerosol (o articolo) di prova nella camera di miscelazione, situata di fronte la camera di esposizione solo naso in caso di esposizione di singolo-concentrazione.
Nota: L'uniformità di aerosol di prova può essere valutata dalla sua distribuzione di concentrazione e la dimensione del numero di particella. Campioni di concentrazione individuale camera dovrebbero deviare dalla concentrazione media camera da non più di ± 10% per gas e vapori e da non più di ± 20% per aerosol liquido o solido4,5,6,7 ,8. Così, quando le particelle di prova non sono costanti, il flusso di aerosol può essere aggirato attraverso la ventola di scarico. - Controllare le perdite verificare l'affidabilità del test e garantire sicurezza confermando un sistema chiuso con ± 500 Pa che viene mantenuto per 30 min.
Nota: La dispersione può essere verificata da bolle di sapone.
- Dividere la sezione in tre parti: l'ingresso, guaina e scarico, come mostrato nel diagramma schematico (Figura 2).
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Monitoraggio e controllo ambientale
- Impostare la velocità di afflusso totale dell'aerosol (single/multi) e guaina aria a 48 L/min o 44 L/min (singolo o multi, rispettivamente) e 20 L/min, rispettivamente e mantenere costante la pressione interna della camera al −100 Pa nelle impostazioni di controllo dell'interfaccia utente.
- Mantenere la temperatura e l'umidità a 23 ° C e 45%, rispettivamente. Utilizzare un umidificatore per controllare l'umidità dell'aria dell'esposizione.
- Eseguire un esperimento in un ambiente isotermico-isohumidity-controllato per conformarsi l'OECD inalazione tossicità orientamenti4,6,7,8.
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Misurazione di uniformità del flusso
- Alimentazione 48 L/min aria pulita alla camera di inalazione attraverso un rifornimento di aria pulita, tra cui un filtro HEPA controllato da un regolatore di portata massica (MFC).
Nota: L'aria pulita viene fatta dopo filtrandolo con un filtro HEPA. - Stabilizzare il flusso utilizzando la camera di miscelazione in caso di esposizione di singolo-concentrazione.
- Allegare un ugello di alimentazione ad una porta che inietta aria fresca controllo o l'aerosol di prova (o articolo) in caso di esposizione multiconcentration.
- Misurare la velocità di flusso per porta utilizzando un misuratore di flusso.
- Alimentazione 48 L/min aria pulita alla camera di inalazione attraverso un rifornimento di aria pulita, tra cui un filtro HEPA controllato da un regolatore di portata massica (MFC).
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Generazione di particelle
- Generare le nanoparticelle di NaCl utilizzando un atomizzatore di cinque-jet per valutare il disegno della camera di inalazione.
Nota: Utilizzare una soluzione di NaCl 0.1%wt per generare le nanoparticelle di NaCl. - Regolano la MFC per controllare la quantità di produzione a 48 L/min dell'aerosol NaCl miscelati aria nella concentrazione singola e a 12 L/min di NaCl aerosol-misto aria nella multiconcentration ogni quattro fasi.
Nota: Ogni porta della camera solo naso riceve 1 L/min (cioè, 48 porte/naso-solo camera (quattro stadi); 48 porte/quattro stadi; 12 porte/fase). - Fornire aria pulita per la diluizione nel bypass.
Nota: Il diametro mediano di conteggio e la deviazione standard geometrica delle nanoparticelle di NaCl sono raggiungibili 76 nm e 1.4 mantenere, rispettivamente.
- Generare le nanoparticelle di NaCl utilizzando un atomizzatore di cinque-jet per valutare il disegno della camera di inalazione.
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Misurazione dell'uniformità della particella
- Misurare la distribuzione granulometrica di NaCl nanoparticelle emesse dagli ugelli iniezione utilizzando un scansione sizer di particella di mobilità (SMPS) è composto da un analizzatore di mobilità differenziale (DMA) e un contatore di particelle di condensazione (CPC).
- Utilizzare un neutralizzatore di aerosol Am per rimuovere la carica statica delle particelle e ridurre la deposizione di particelle di legno sulle pareti, migliorando così l' efficienza di misura18.
- Mantenere il rapporto dell'aerosol e portata d'aria del DMA del fodero alle 01:10 di mantenere il tasso di flusso di aerosol e portata dell'aria di guaina a 1 L/min e 10 L/min, rispettivamente.
3. prova di uniformità di flusso di
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Esposizione multi-concentrazione
- Impostare la velocità di flusso degli ugelli di iniezione fornendo aria pulita a 11 L/min attraverso l'ingresso di aerosol. 11 Selezionare porta ugelli per ciascuno le quattro fasi.
- Misura della portata per collegare il misuratore di portata all'ugello selezionato.
- Ripetere il punto 3.1.2 3x per verificare la riproducibilità.
-
Esposizione singola-concentrazione
- Impostare la velocità di flusso degli ugelli di iniezione fornendo aria pulita a 48 L/min attraverso l'ingresso di aerosol. Selezionare casualmente 24 ugelli porta tra le 48 porte. Misura 3 x per verificare la riproducibilità.
4. test di omogeneità delle particelle di
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Esposizione multiconcentration
- Impostare la distribuzione granulometrica degli ugelli di iniezione fornendo le particelle generate a 11 L/min attraverso l'ingresso di aerosol (fare questo come descritto nella sezione 2).
- Scelti a caso sei ugelli porta tra le quattro fasi; misura 3 x per verificare la riproducibilità.
-
Esposizione singola-concentrazione
- Impostare la distribuzione granulometrica degli ugelli di iniezione fornendo aria pulita a 28 L/min, per un totale di 48 L/min attraverso l'ingresso di aerosol (come descritto in 2.4 e 2.5) e le particelle generate a 20 L/min.
- Selezionare casualmente sei ugelli porta tra le quattro fasi.
- Misurare la concentrazione di particelle, per collegare il SMPS all'ugello selezionato.
- Ripetere il punto 4.2.3 3x per verificare la riproducibilità.
5. la contaminazione incrociata prova
- Mettere le tre fasi in caso di esposizione multiconcentration.
- Collegare due generatori con concentrazioni di soluzione diversa e una linea di aria pulita per le tre fasi rispettive.
- Impostare la distribuzione granulometrica degli ugelli di iniezione fornendo le particelle generate e aria pulita a 11 L/min attraverso l'ingresso di aerosol (come descritto in 2.4 e 2.5).
- Selezionati in modo casuale un ugello porta da tutte le tre fasi.
- Misurare la concentrazione di particelle, per collegare il SMPS alla porta selezionata.
- Ripetere i passaggio 5.5 x 15 per verificare la riproducibilità.
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Representative Results
Set-up sperimentale
La figura 1 Mostra un diagramma schematico di un sistema di camera di inalazione solo naso, tra cui un generatore di particelle con MFC, naso-solo camera e strumento di misurazione delle particelle per il monitoraggio della qualità dell'aria, controller e scarico modulo, basato su sezione 2 del protocollo.
Progettazione di analisi numerica
La figura 2 Mostra la geometria della camera solo naso inalazione per esposizione multiconcentration (Figura 2A) e di singolo-concentrazione (Figura 2B). Le porte di controllo aria fresca si trovano nella parte superiore, mentre il basso - moderato- e porte di alta concentrazione sono mostrati in Figura 2A, basata sulla sezione 1 del protocollo.
Il campo di flusso per l'esposizione di multi - e singolo-concentrazione nella torre verticale e orizzontale è mostrato in Figura 3 e Figura 4, rispettivamente. La camera di multiconcentration ha quattro campi di flusso, mentre la camera singola-concentrazione ha un campo di flusso (Figura 3AB). Nel caso la camera singola-concentrazione, il flusso dall'alto verso il basso è uniformemente dispersi nelle porte solo naso (Figura 4A), mentre la camera di multiconcentration è progettata per offrire differenti concentrazioni dell'articolo prova a ciascuno fase di porte solo naso fornendo un flusso da ugelli di iniezione dell'aria che si trova nel mezzo della Torre interna utilizzando una porta (Figura 4B).
Figura 5 Mostra il campo di flusso per la concentrazione di esposizione in ogni fase ed è progettato per evitare la contaminazione incrociata tra ogni fase (Figura 5), basata sulla sezione 1 del protocollo.
Valutazione sperimentale di analisi numerica design
L'uniformità di flusso è stata valutata usando 12 porte che si trova orizzontale e verticale per le fasi. Il flusso numerico progettato era simile al flusso di misurate sperimentalmente tramite le 12 porte situate orizzontalmente nella camera singola-concentrazione e multiconcentration nell'alloggiamento (Figura 6AB e tabella 2). Inoltre, il flusso numerico progettato era quasi allo stesso modo il flusso misurato sperimentalmente attraverso le 12 porte situate verticalmente nella camera singola-concentrazione (Figura 7 e tabella 3), basata sulla sezione 3 del protocollo.
La concentrazione di particelle è stata misurata utilizzando sei porte selezionate casualmente situato orizzontalmente alle fasi e hanno mostrato concentrazioni identiche nella camera singola-concentrazione (Figura 8A e tabella 4) e multiconcentration camera ( Figura 8B e tabella 4). La concentrazione di particelle inoltre è stata misurata utilizzando sei porte selezionate casualmente situato verticalmente per le quattro fasi e hanno mostrato concentrazioni identiche nella camera singola-concentrazione (Figura 9 e tabella 4), basate sulla sezione 4 del protocollo.
La contaminazione era controllata misurando la concentrazione di particelle di cloruro di sodio nel controllo e concentrazioni basse e alte. I risultati hanno mostrato livelli di concentrazione ben mantenuto verso i porti di esposizione per ogni fase (Figura 10 e tabella 6), basata sulla sezione 5 del protocollo.
Figura 1: schematico della camera di prova di tossicità per inalazione solo naso. Esso è diviso in cinque aree (generazione, camera di esposizione, misurazione, monitoraggio & controllo e modulo di scarico) e può cambiare la generazione, la camera di esposizione in base al tipo di esposizione. (A) l'esposizione singola-concentrazione. Esposizione Multiconcentration (B). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 2: geometria della camera di prova di tossicità inalazione solo naso. (A) l'esposizione singola-concentrazione. Esposizione Multiconcentration (B). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3: campo di flusso della Torre interna verticale. (A) l'esposizione singola-concentrazione. Esposizione Multiconcentration (B). La barra colorata indica il campo di flusso (in metri/secondo). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 4: flusso campo della Torre interna orizzontale. (A) l'esposizione singola-concentrazione. Esposizione Multiconcentration (B). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 5: campo di flusso per contaminazione da camera multiconcentration. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 6: confronto tra l'uniformità di flusso orizzontale. Le barre di errore rappresentano l'esposizione SD. (A) singolo-concentrazione. Esposizione Multiconcentration (B). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 7: confronto tra l'uniformità di flusso verticale. Le barre di errore rappresentano SD. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 8: confronto tra l'uniformità di concentrazione orizzontale. Le barre di errore rappresentano SD.(A) esposizione di singolo-concentrazione. Esposizione Multiconcentration (B). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 9: confronto tra l'uniformità di concentrazione verticale. Le barre di errore rappresentano SD. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 10: risultati del test di contaminazione incrociata. Le barre di errore rappresentano SD. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
| Dose singola | Multi Dose | |
| Dimensione | 60 mm | 60 mm |
| Aperture del tubo | 6 mm | 6 mm |
| Fornire portate totalmente | 48 L/MIN | 11 LPM ogni fase |
| Portate ogni porta di alimentazione | 1 LPM | 1 LPM |
| Ogni porta di velocità di alimentazione | 0.59 m/s | 0.59 m/s |
| Portate di estrazione | 48 L/MIN | 44 LPM in 4 tappe |
Tabella 1: Condizione di Test.
| Palco | Concentrazione singola | Concentrazione di multi | ||
| Portata media | Deviazione standard | Portata media | Deviazione standard | |
| 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 |
Tabella 2: Confronto tra l'uniformità di flusso orizzontale.
| Palco | Concentrazione singola | |
| Portata media | Deviazione standard | |
| 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 |
Tabella 3: Confronto tra l'uniformità di flusso verticale.
| Palco | Concentrazione singola | Concentrazione di multi | ||
| Concentrazione media | Deviazione standard | Concentrazione media | Deviazione standard | |
| 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 |
Tabella 4: Confronto tra l'uniformità di concentrazione orizzontale.
| Palco | Concentrazione singola | |
| Concentrazione media | Deviazione standard | |
| 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 |
Tabella 5: Confronto tra l'uniformità di concentrazione verticale.
| Palco | Concentrazione singola | |
| Concentrazione media | Deviazione standard | |
| 1 (alta) | 8.823.838 | 322.882 |
| 2 (basso) | 2.100.002 | 94.922 |
| 3 (aria fresca) | 0 | 0 |
Tabella 6: Risultati del test di contaminazione incrociata.
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Discussion
Test di tossicità per inalazione è attualmente il metodo migliore per valutare materiali aerosolizzati (particelle e fibre), vapori e gas inalato dall'apparato respiratorio umano14,15. Ci sono due metodi di esposizione di inalazione: corpo intero e solo naso. Tuttavia, un sistema solo naso riduce al minimo l'esposizione rotte noninhalation, come la pelle e gli occhi e consente di effettuare test con quantità minime di articolo di prova, che lo rende il metodo preferito di esposizione raccomandato da inalazione tossicità test linee guida dell'OCSE: acuta4,6, sub-acuto7e subcronica8.
Un sistema di tossicità per inalazione standard richiede quattro alloggiamenti di concentrazione (controllo di aria fresca e concentrazioni basse, moderate e alte). Così, l'operazione è costoso, spazio che consumano e richiede la generazione di articolo test e sistemi di controllo ambientale. Tuttavia, la camera di inalazione multiconcentration presentata in questa carta è più economica per uso da parte di istituti di ricerca piccolo in futuro. Basato sulla camera di inalazione di singolo-concentrazione, la camera di inalazione multiconcentration proposto è stata progettata e sviluppato utilizzando un' analisi numerica13. La camera di multiconcentration risultante può fornire quattro concentrazioni di esposizione, tra cui un controllo di aria fresca. La portata di ogni porta di esposizione è opportuno, come suggerito da Pauluhn e Thiel16, per le camere di inalazione di flusso diretto, solo naso.
Per convalidare la proposta CFD e sistema numerico progettato secondo la procedura di verifica esistente, i campi di flusso porta l'esposizione sono stati misurati orizzontalmente e verticalmente per ogni fase di concentrazione, insieme al numero di particelle concentrazioni di valutare la contaminazione, che è un passo critico (descritto nella sezione 5 del protocollo) e la manutenzione di concentrazione utilizzando test di aerosol di cloruro di sodio. Il sistema progettato esposizione multiconcentration ha mostrato un campo di flusso uniforme per l'esposizione porte da ogni fase di concentrazione, nessuna contaminazione incrociata tra i porti di concentrazione e manutenzione di concentrazione costante. Così, il sistema proposto potrebbe essere efficace per l'uso di strutture di ricerca piccolo desiderosi di condurre studi e test di tossicità per inalazione. Poiché il comportamento delle nanoparticelle (deposizione di diffusione) nell'aria è molto simile a gas o vapore17, la camera potrebbe essere utilizzata per gas e vapori organici prova di inalazione. Test della camera con un vapore organico è prevista, e le particelle in nanoscala non saranno testate nel prossimo futuro.
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Disclosures
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Acknowledgments
Questa ricerca è stata sostenuta dal programma di innovazione tecnologia industriale (10052901), sviluppo di tossicità da inalazione di nanomateriale altamente usabile test sistema in commercio, attraverso la Corea valutazione Istituto di tecnologia industriale dal coreano Ministero del commercio, industria ed energia.
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 |
References
- Phalen, R. F. Methods in Inhalation Toxicology. Inhalation Exposure Methods. Phalen, R. F. , CRC Press. Boca Raton, FL. 69-84 (1997).
- 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).
- White, F. M. Fluid Mechanics. , McGraw-Hill. New York, NY. (2004).
- OECD TG 403. OECD guideline of the testing of chemicals 403: Acute inhalation toxicity testing. , OECD. Paris, France. (2009).
- OECD TG 436. OECD guideline of the testing of chemicals 436: Acute inhalation toxicity - Acute Toxic Class Method. , OECD. Paris, France. (2009).
- OECD GD 39. Series on testing and assessment Number 39: Guidance document on acute Inhalation toxicity testing. , OECD. Paris, France. (2009).
- OECD TG 412. OECD guideline of the testing of chemicals 412: Subacute inhalation toxicity testing. , OECD. Paris, France. (2018).
- OECD TG 413. OECD guideline of the testing of chemicals 413: Subchronic inhalation toxicity testing. , OECD. Paris, France. (2018).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Ji, J. H., et al. Twenty-Eight-Day Inhalation Toxicity Study of Silver Nanoparticles in Sprague-Dawley Rats. Inhalation Toxicology. 19, 857-871 (2007).
- 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).
- Pauluhn, J., Thiel, A. A simple approach to validation of directed-flow nose-only inhalation chambers. Journal of Applied Toxicology. 27, 160-167 (2007).
- 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).
- 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).
