Summary
4 개의 다른 노출 농도에서 흡입 독성 테스트 수 코 전용 흡입 독성 챔버 설계와 흐름 필드 균일성과 각 농도 대 한 노출 포트 간의 교차 오염에 대 한 검증. 여기, 선물이 설계 챔버 흡입 독성 시험에 대 한 효과적인 인지 확인 하는 프로토콜.
Abstract
전산된 유체 역학에 따라 수치 분석을 사용 하 여, 4 개의 다른 노출 농도와 코 전용 흡입 독성 챔버 설계 및 각 흐름 필드 균일성 및 노출 포트 중 교차 오염에 대 한 유효성 검사 농도입니다. 설계 흐름 필드 값은 가로 세로로 위치 노출 포트에서 측정된 된 값과 비교 됩니다. 이 목적을 위해 나노 염화 나트륨 입자 테스트 입자로 생성 하 고 각 농도 그룹에 대 한 챔버 중 교차 오염 및 농도 유지를 평가 하기 위해 흡입 약 실에 소개. 결과 디자인된 multiconcentration 흡입 챔버 동물 흡입 독성 농도 그룹 간의 교차 오염 없이 테스트에 사용할 수 있음을 나타냅니다. 또한, 설계 된 multiconcentration 흡입 독성 챔버 단일 농도 흡입 약 실에도 변환할 수 있습니다. 가스, 유기 증기, 또는 비 나노 입자 추가 테스트 다른 테스트 기사의 흡입 테스트 챔버를 사용 하 여를 확인 합니다.
Introduction
흡입 독성 시험 하는 것은 화학, 입자, 섬유, 나노 소재1,2,3의 위험을 평가 하기 위한 가장 신뢰할 수 있는 방법입니다. 따라서, 대부분의 규제 기관 흡입 독성 화학 물질, 입자, 섬유, 그리고 나노 소재에 대 한 노출을 통해 흡입4,,56,7 때 테스트 데이터의 제출 요구 ,8. 현재, 흡입 독성 시스템의 두 가지 유형이 있다: 전신 및 코 전용 노출 시스템. 표준 흡입 독성 테스트 시스템, 전신 또는 코 전용 노출 쥐와 4 개의 다른 농도, 즉 신선한 공기 제어 및 낮은, 중간, 그리고 높은 농도7 쥐 같은 동물을 적어도 4 개의 챔버를 필요 , 8. 경제 협력 및 개발 기구 (OECD) 테스트 지침 제안 선택 된 대상 집중 대상 organ(s)의 식별 및 명확한 농도 응답7의 데모를 허용 해야 합니다에 대 한 조직 ,8. 높은 농도 수준 독성의 명확한 수준이 해야 하지만 사망률 또는 사망으로 이어질 수 있습니다 또는 결과7,8의 의미 있는 평가 방지 하는 영구적인 표시를 발생 하지. 최대 달성 수준 또는 높은 농도 연 무질의 입자 크기 분포 표준 회의 하는 동안 도달할 수 있습니다. 중간 농도 수준 낮고 높은 농도7,8의 사이 독성 효과의 그라디언트를 생산 하기 위해 간격을 한다. NOAEC (no-관찰--부작용 농도) 선호 것, 낮은 농도 수준 독성7,8의 거의 비슷하게 표시를 생산 한다. 전체-바디 챔버 코 전용 챔버 동물 밀폐 된 관에 절제 된 상태에서 노출 하는 동안 유선 장에 억제 상태에 있는 동물을 제공 합니다. 감 동물 주위 누설에 의해에 어로 졸의 손실을 방지합니다. 전체-바디 챔버의 높은 볼륨 때문에 많은 수를의 테스트 기사 코 전용 노출 시스템에서 튜브의 구속 동물 움직임을 방해 하 고 불편 또는 질 식 될 수 있습니다 동안 실험 동물에 노출 될 필요 합니다. 그럼에도 불구 하 고, 규제 OECD 흡입 독성 시험 지침 코 전용 흡입 시스템4,5,6,,78의 사용을 선호합니다.
그러나, 4-챔버 시스템, 전신 또는 코 전용 수용, 비싼, 공간 소모 하며 내장 공기 청소 및 순환 시스템. 또한, 4 챔버 시스템 또한 별도 테스트 문서 생성기 노출 원하는 농도 테스트 문서 농도 모니터링 하는 데 별도 측정 기구에 동물을 요구할 수 있습니다. 따라서, 표준 흡입 독성 시험 포함 하므로 중요 한 투자, 더 편리 하 고 경제적인 전신 또는 코 전용 노출 시스템 작은 연구 시설에서 사용 하기 위해 개발 해야 합니다. 전산 유체 역학 (CFD) 모델링은 또한 자주 입자, 달성 하는 데 사용 됩니다 가스, 또는 균일9,10,11,,1213 증기 흡입 챔버를 설계할 때 . 숫자 분석 평가 및 검증 실험 결과 이미 쥐10에 대 한 전신 노출 챔버에 대 한 수행 되었습니다. 예를 들어 공기 흐름 및 입자 궤적, CFD를 사용 하 여 모델링 되었습니다 그리고 입자 분포의 균일성 전신 챔버10의 9 부분에 측정 되었다. 또한, 코 전용 챔버 CFD13숫자 분석에 의해 평가 되었습니다. 그 후, 코 전용 노출 챔버에 대 한 평가 실험 연구 나노13를 사용 하 여 숫자 분석 결과 비교 하 여 수행 되었다.
이 연구는 코 전용 흡입 챔버 시스템을 하나의 약 실에 있는 4 개의 다른 농도에 실험 동물을 노출 수를 선물 한다. 처음 숫자 분석과 CFD를 사용 하 여 설계, 제안 된 시스템 다음 nanoscale 염화 나트륨 입자를 사용 하 여 균일성과 교차 오염을 확인 하는 실험 연구와 비교 됩니다. 여기에 제시 된 결과 소규모 학술 및 연구 시설에서 동물 노출 연구 동물 4 개의 다른 농도에 노출 될 수 있습니다 제시 코 전용 챔버를 사용할 수 있음을 나타냅니다. 숫자 분석 실험 설정으로 동일한 방식으로 다음과 같이 설정 됩니다. 단일 농도 노출에 대 한 내부 타워에 졸 흐름 48 L/min으로 설정 하 고 외부 타워 칼 흐름 20 L/min을 설정 됩니다. Multiconcentration 노출에 대 한 입력 내부 타워에 졸 흐름 각 단계에 대 한 11 L/분입니다. 콘센트 차동 압력 유지-100에는 부드러운을 유지 하기 위해 Pa 배기 흐름 및 누설을 방지 하기. 가정 동물 소유자 닫히고 비어.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. 숫자 분석 방법
- 그림 1 및 표 114에 설명 된 대로 기하학적 모양에 따라 챔버 내부 흐름의 분석을 수행 합니다.
참고: 기하학적 모양에 따라 흐름 필드의 숫자 분석은에 어로 졸의 흐름을 예측 하 고 쓸만한 장치로 평가. - 그림 1B에설명 된 4 단계 x 12 열, 어디 핵심으로 나누어져 내부 및 외부 탑으로 총에서 48 개의 포트와 챔버 디자인.
참고: 각 단계는 실험 동물을 삽입 하기 위한 12 노출 포트가 있습니다. 만족 추천 OECD 지침 문서 (GD) 396에 의해 제안. - 단일 농도 노출에 대 한 테스트 자료를 혼합 하 고 균일 한 농도 단계에 걸쳐 보장을 안 타워의 상단에 섞는 접시를 놓습니다. Multiconcentration 노출에 대 한 구분 내부 타워 4 단계 및 노출 농도에 디스크를 분리 합니다.
참고: 혼합 플레이트
2입니다. 실험 평가의 준비
-
상공 회의소
- 챔버를 세 부분으로 나눌: 입구, 칼 집, 및 배기, 회로도 (그림 2)와 같이.
참고: 입구는 어디에 어로 졸 내부 챔버로 흐름과 칼 집은 여분의 공기 흐름에 대 한 내부 및 외부 타워 사이의 공간. - 장치는에 어로 졸 (또는 테스트 문서) 내부 타워 및 실험 동물, 잉여에 어로 졸을 포함 하는 동물에서 증발 기 동안 칼 집 공기와 함께 배출 통해 밖으로 흐르는.
참고: 동물 소유자는 닫히고 비어. - 송풍기 및 인버터를 사용 하 여 챔버 상수의 내부 압력을 유지 내부 플레넘 압력 칼 집 공기 흐름에 의해 제어 됩니다.
- 혼합 챔버 단일 농도 노출 경우 코 전용 노출 챔버 앞에 테스트에 어로 졸 (또는 문서) 농도의 균일성을 측정 하는 장비 디자인.
참고: 테스트에 어로 졸의 균일성의 입자 수 농도 크기 분포에 의해 평가할 수 있습니다. 가스와 증기에 대 한 ± 10% 보다 더 이상 고 액체 또는 고체에 어로 졸4,,56,7 ± 20% 보다 더 이상 개별 챔버 농도 샘플 평균 챔버 농도에서 이탈 한다 ,8. 따라서, 테스트 입자는 일정 때 배기 팬을 통해에 어로 졸 흐름을 무시 수 있습니다. - 누설 시험의 신뢰성을 확인 하 여 ±500 30 분 동안 유지 하는 Pa와 닫힌된 시스템을 확인 하 여 안전을 확인 합니다.
참고: 누설 버블링 soap에서 확인할 수 있습니다.
- 챔버를 세 부분으로 나눌: 입구, 칼 집, 및 배기, 회로도 (그림 2)와 같이.
-
환경 제어 및 모니터링
- 에 어로 졸 (단일/다중)의 총 유입 속도 설정 하 고 48 L/min 또는 44 L/min에서 공기를 칼 집 (단일 또는 다중, 각각) 및 20 L/min, 각각, 사용자 인터페이스의 컨트롤 설정에서 −100 Pa에서 일정 챔버의 내부 압력을 유지 하 고.
- 각각 온도 23 ° C에서 45%, 습도 유지 합니다. 가습기를 사용 하 여 노출 공기의 습도 제어.
- 준수는 OECD 흡입 독성 지침4,6,,78등온 isohumidity 제어 환경에서 실험을 실시 합니다.
-
흐름 균일도 측정
- 질량 유량 컨트롤러 (MFC)에 의해 제어 하는 HEPA 필터를 포함 하 여 깨끗 한 공기 공급을 통해 흡입 챔버에 48 L/min 깨끗 한 공기를 공급 한다.
참고: 깨끗 한 공기는 HEPA 필터와 필터링 후 이루어집니다. - 단일 농도 노출 경우 혼합 챔버를 사용 하 여 흐름을 안정화 합니다.
- Multiconcentration 노출의 경우 공급 노즐 신선한 제어 공기 또는 테스트에 어로 졸 (또는 문서) 삽입 한 포트에 연결 합니다.
- 질량 유량 계를 사용 하 여 포트 당 흐름 속도 측정 합니다.
- 질량 유량 컨트롤러 (MFC)에 의해 제어 하는 HEPA 필터를 포함 하 여 깨끗 한 공기 공급을 통해 흡입 챔버에 48 L/min 깨끗 한 공기를 공급 한다.
-
입자 발생
- NaCl 나노 입자 흡입 챔버 디자인을 평가 하는 5-제트 분무기를 사용 하 여 생성 합니다.
참고: NaCl 나노 입자를 생성 하는 0.1%wt NaCl 솔루션을 사용 합니다. - NaCl 졸 단일 농도에 공기 혼합의 48 L/분에 생산을 제어 하려면 MFC를 규제 하 고 12 L/분에 어로 졸 혼합 NaCl의 모든 4 개의 단계는 multiconcentration에 공기.
참고: 코 전용 챔버의 모든 포트 1 L/min (즉, 48 포트/코 전용 챔버 (4 단계), 48 포트/4 단계, 12 포트/단계)를 받습니다. - 우회에서 희석에 대 한 깨끗 한 공기를 공급 한다.
참고: 수 평균 직경와 NaCl 나노 입자의 형상 표준 편차는 76 시간 및 1.4 유지, 각각.
- NaCl 나노 입자 흡입 챔버 디자인을 평가 하는 5-제트 분무기를 사용 하 여 생성 합니다.
-
입자 균일도 측정
- NaCl 차동 이동성 분석기 (DMA)와 응축 입자 카운터 (CPC)의 검색 이동성 입자 sizer (SMPS)를 사용 하 여 사출 노즐에서 나오는 나노 입자 구성의 입자 크기 분포를 측정 합니다.
- 오전에 어로 졸 중 화제를 사용 하 여 입자의 정전기를 제거 하 고 측정 효율18향상 벽에 입자 증 착을 줄일 수 있습니다.
- 에 어로 졸의 비율을 유지 하 고 유지 하는 어로 졸 유량과 칼 집 공기 유량 1 L/min과 10 L/min, 각각 1시 10분에서 공기 흐름 속도 DMA의 칼 집.
3. 흐름 균일성 테스트
-
멀티 농도 노출
- 11 L/분에 어로 졸 입구를 통해 깨끗 한 공기를 제공 하 여 사출 노즐의 흐름 속도 설정 합니다. 4 단계 각 11 포트 노즐을 선택 합니다.
- 선택 된 노즐 유량 계를 연결할 유량을 측정 합니다.
- 3.1.2 단계 반복 재현성을 확인 하려면 3 배.
-
단일 농도 노출
- 48 L/분에 어로 졸 입구를 통해 깨끗 한 공기를 제공 하 여 사출 노즐의 흐름 속도 설정 합니다. 24 포트 노즐 48 포트 중에서 임의로 선택 합니다. 측정 재현성을 확인 하려면 3 배.
4. 입자의 균일성 테스트
-
Multiconcentration 노출
- 11 L/분에 어로 졸 입구 (마가로 2 절에서 설명한)을 통해 생성 된 입자를 제공 하 여 사출 노즐의 입자 크기 분포를 설정 합니다.
- 임의로 6 포트 노즐; 4 단계 중 선택 측정 재현성을 확인 하려면 3 배.
-
단일 농도 노출
- 20 L/min에서 생성 된 입자와 28 L/분에 어로 졸 입구 (2.4와 2.5에서와 같이) 통해 48 L/min의 총을 만들기에서 깨끗 한 공기를 제공 하 여 사출 노즐의 입자 크기 분포를 설정 합니다.
- 6 포트 노즐 4 단계 중에서 임의로 선택 합니다.
- 선택 된 노즐을 SMPS를 연결 하려면 입자 농도 측정 합니다.
- 4.2.3 단계 반복 재현성을 확인 하려면 3 배.
5. 교차 오염 테스트
- Multiconcentration 노출의 경우 3 단계를 설정 합니다.
- 다른 해결책 농도와 3 개의 각 단계는 깨끗 한 공기 라인 2 개의 발전기를 연결 합니다.
- 생성 된 입자와 11 L/분 (2.4 및 2.5에 설명 된) 대로 어로 졸 입구를 통해 깨끗 한 공기를 제공 하 여 사출 노즐의 입자 크기 분포를 설정 합니다.
- 무작위로 모든 3 개의 단계에서 하나의 포트 노즐 선택.
- 선택한 포트에 SMPS를 연결할 입자 농도 측정 합니다.
- 재현성을 확인 하려면 단계 5.5 15 x를 반복 합니다.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
실험 설정
그림 1 에서는 MFC, 코 전용 챔버와 공기 품질, 컨트롤러, 및 배기 모듈을 기반으로 모니터링을 위한 입자 측정 악기 입자 생성기를 포함 하 여 코 전용 흡입 챔버 시스템의 회로도 프로토콜의 섹션 2입니다.
숫자 분석 설계
그림 2 는 multiconcentration 노출 (그림 2A) 및 단일 농도 노출 (그림 2B)에 대 한 코 전용 흡입 챔버의 형상을 보여준다. 제어 신선한 공기 포트 있습니다, 상단에는 낮은, 중간 및 높은 농도 포트 그림 2A, 섹션 1의 프로토콜 기반에 표시 됩니다.
수직 및 수평 타워에서 다중 및 단일 농도 노출에 대 한 흐름 필드는 각각 그림 4, 그림 3 에 표시 됩니다. Multiconcentration 챔버는 4 개의 흐름 필드, 단일 농도 챔버는 하나의 흐름 필드 (그림 3AB). 단일 농도 챔버의 경우 위에서 아래로 흐름은 균일 하 게 분산 코 전용 포트 (그림 4A), multiconcentration 챔버는 테스트 문서의 다른 농도 제공 하도록 설계 되었지만 각 하나의 포트 (그림 4B)를 사용 하 여 내부 타워 중간에 위치한 공기 주입 노즐에서 흐름을 제공 하 여 코 전용 포트의 단계.
그림 5 각 단계에서 노출 농도 대 한 흐름 필드를 표시 하 고 섹션 1의 프로토콜에 따라 각 단계 (그림 5), 사이 간-오염을 피하기 위하여 디자인 된다.
숫자 분석 디자인의 실험 평가
흐름 균일 12 포트 있는 수평 및 수직 단계를 사용 하 여 평가 되었습니다. 숫자 디자인된 흐름 단일 농도 약 실 및 multiconcentration 챔버 (그림 6AB 및 표 2)에 수평으로 위치한 12 포트를 통해 실험적으로 측정 된 흐름에 유사 했다. 또한, 숫자 디자인된 흐름 했다 거의 같은 12 통해 실험적으로 측정 된 흐름에 따라 단일 농도 챔버 (그림 7 및 표 3)에 수직으로 위치한 포트 섹션 3 프로토콜의.
입자 농도 수평 단계에 있으며 단일 농도 챔버 (그림 8A 와 표 4)와 multiconcentration 챔버 (에 동일한 농도 보여 6 개의 무작위로 선택 된 포트를 사용 하 여 측정 되었다 그림 8B 고 표 4). 입자 농도 또한 수직 4 단계에 있으며 섹션 4에 따라 단일 농도 챔버 (그림 9 및 표 4)에 동일 농도 보여 6 개의 무작위로 선택 된 포트를 사용 하 여 측정 되었다는 프로토콜입니다.
교차 오염은 컨트롤에 염화 나트륨 입자 농도 낮은 농도 측정 하 여 확인 했다. 결과 프로토콜의 섹션 5에 따라 각 단계 (그림 10 및 표 6)에 대 한 노출 포트에서 잘 관리 농도 보여주었다.
그림 1: 코 전용 흡입 독성 시험 챔버의 도식. 그것은 (세대, 노출, 측정, 모니터링 및 제어, 실과 배기 모듈), 5 개의 지역으로 분할 되 고 세대, 노출 챔버 노출의 종류에 따라 변경할 수 있습니다. (A) 단일 농도 노출. (B) Multiconcentration 노출입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2: 코 전용 흡입 독성 시험 챔버의 형상. (A) 단일 농도 노출. (B) Multiconcentration 노출입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3: 세로 내 면 타워의 흐름 필드. (A) 단일 농도 노출. (B) Multiconcentration 노출입니다. 컬러 바 나타냅니다 흐름 필드 (에 미터/초). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 4: 수평 내 면 타워의 흐름 필드. (A) 단일 농도 노출. (B) Multiconcentration 노출입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 5: multiconcentration 챔버 교차 오염에 대 한 흐름 필드. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 6: 수평 흐름 균일의 비교. 오차 막대 sd. (A) 단일 농도 노출을 나타냅니다. (B) Multiconcentration 노출입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 7: 비교 수직 흐름 균일의. 오차 막대를 나타내는 sd. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 8: 수평 농도 균일의 비교. 오차 막대를 나타내는 sd.(A) 단일 농도 노출. (B) Multiconcentration 노출입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 9: 수직 농도 균일의 비교. 오차 막대를 나타내는 sd. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 10: 교차 오염 테스트의 결과 오차 막대를 나타내는 sd. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
| 단 하나의 복용량 | 다중 복용량 | |
| 차원 | 60 mm | 60 mm |
| 튜브의 구멍 | 6 m m | 6 m m |
| 완전히 유량 공급 | 48 LPM | 11 LPM 각 단계 |
| 각 포트 흐름 율을 제공 | 1 LPM | 1 LPM |
| 각 포트 속도 제공 | 0.59 m/s | 0.59 m/s |
| 추출 흐름 율 | 48 LPM | 4 단계에서 44 LPM |
표 1: 테스트 조건입니다.
| 단계 | 단일 농도 | 멀티 농도 | ||
| 평균 흐름 | 표준 편차 | 평균 흐름 | 표준 편차 | |
| 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 |
표 2: 수평 흐름 균일성의 비교.
| 단계 | 단일 농도 | |
| 평균 흐름 | 표준 편차 | |
| 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 |
표 3: 수직 흐름 균일성의 비교.
| 단계 | 단일 농도 | 멀티 농도 | ||
| 평균 농도 | 표준 편차 | 평균 농도 | 표준 편차 | |
| 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 |
표 4: 수평 농도 균일성의 비교.
| 단계 | 단일 농도 | |
| 평균 농도 | 표준 편차 | |
| 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 |
표 5: 수직 농도 균일성의 비교.
| 단계 | 단일 농도 | |
| 평균 농도 | 표준 편차 | |
| 1 (높음) | 8,823,838 | 322,882 |
| 2 (낮음) | 2,100,002 | 94,922 |
| 3 (신선한 공기) | 0 | 0 |
표 6: 교차 오염 테스트의 결과.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
흡입 독성 시험 현재 aerosolized 재료 (입자 및 섬유), 증기, 그리고 인간의 호흡 시스템14,15흡입 가스를 평가 하기 위한 좋은 방법입니다. 두 가지 흡입 노출 방법: 전신 및 코 전용. 그러나, 코 전용 시스템 noninhalation 노선, 눈, 피부 등으로 노출 최소화 하 고 OECD 흡입 독성 시험 가이드라인에서 권장 하는 기본 노출 메서드 테스트 문서의 최소한의 양으로 테스트 수 있습니다. 급성4,6, subacute7, 그리고 아민8.
표준 흡입 독성 시스템에는 4 개의 농도 챔버를 (신선한 공기 제어 및 낮은, 중간, 그리고 높은 농도) 필요합니다. 따라서, 작업은 비싼, 소모, 공간 하며 테스트 문서 생성 및 환경 제어 시스템. 그러나,이 문서에 소개 된 multiconcentration 흡입 챔버 미래에 더 작은 연구 기관에 의해 사용 하기 위해 경제적입니다. 단일 농도 흡입 챔버를 바탕으로, 제안 된 multiconcentration 흡입 챔버 설계 되었습니다 하 고 수치 해석13를 사용 하 여 개발. 결과 multiconcentration 챔버 신선한 공기 제어를 포함 하 여 4 개의 노출 농도 제공할 수 있습니다. 각 노출 포트 흐름 속도가 적합, Pauluhn 및 Thiel16, 제안 지시 흐름, 코 전용 흡입 챔버.
제안 된 CFD 및 기존 검증 절차에 따라 시스템 숫자 설계를 검증 하려면 노출 포트 흐름 필드 측정 되었다 가로 세로로 입자 수와 각 농도 단계 중요 한 단계 (설명된 섹션 5 프로토콜의), 고 농도 유지 관리 사용 하 여 교차 오염을 평가 하는 농도 염화 나트륨에 어로 졸 테스트. 설계 된 multiconcentration 노출 시스템 노출에 대 한 균일 한 흐름 필드 각 농도 단계, 농도 포트, 그리고 일관 된 농도 유지 보수 중 교차 오염 없이 포트를 보여주었다. 따라서, 제안 된 시스템 작은 연구 시설 흡입 독성 시험 및 연구를 수행 하 여 사용 하기 위해 효과적인 수 있습니다. 나노 동작 (확산에 의해 증 착) 공기에서 가스 또는 증기17매우 비슷합니다 이기 때문에, 가스 및 유기 증기 흡입 테스트 챔버를 사용 수 있습니다. 유기 증기와 챔버 시험을 계획 하 고 비 나노 입자는 가까운 장래에 시험 될 것 이다.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
저자는 공개 없다.
Acknowledgments
이 연구는 산업 기술 혁신 프로그램 (10052901), 높은 사용 가능한 접한 흡입 독성 테스트 시스템을 상거래를 통해 한국 평가 연구소의 산업 기술 한국으로의 개발에 의해 지원 되었다 사역의 무역, 산업 및 에너지입니다.
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).
