Desenvolvimento de uma câmara de teste de toxicidade de inalação somente nariz que fornece quatro concentrações de exposição de partículas nanométricas

Apresentamos um protocolo de teste que cumpre as Diretrizes da OCDE para testes de toxicidade por inalação para exposição de concentração única e múltipla. A câmara de inalação de múltiplas concentrações, que pode testar até quatro concentrações de exposição ao mesmo tempo, será mais econômica para pequenos institutos de pesquisa. Para começar a testar uma câmara de concentração única, sele a câmara e verifique se há vazamentos em 500 e 500 pascals negativos por 30 minutos cada.

Em seguida, coloque a temperatura do ar limpo para 23 graus Celsius e 45% de umidade relativa. Comece a fluir ar limpo através da entrada do aerossol e da bainha a 48 e 20 litros por minuto, respectivamente. Coloque o diferencial de pressão de escape para 100 pascals negativos.

Uma vez estabilizado o fluxo, meça as velocidades de fluxo em três portas selecionadas aleatoriamente de cada nível para confirmar que o fluxo é uniforme. A vazão deve ser de cerca de um litro por minuto. Repita as medidas mais duas vezes.

Em seguida, pare o fluxo de ar e carregue uma solução de cloreto de sódio de 0,1% em peso no sistema de geração de aerossol. Inicie a geração de aerossol a 20 litros por minuto com ar limpo como o gás transportador. Diluir o aerossol com 28 litros por minuto de ar limpo.

Configure um sistema de medição de tamanho de partícula e selecione aleatoriamente três portas de cada nível da câmara. Meça a distribuição do tamanho da partícula em cada porta selecionada três vezes. Para começar a configurar uma câmara de multi-concentração, verifique se há vazamentos e ajuste o fornecimento de ar limpo para 23 graus Celsius e 45% de umidade relativa.

Defina o escapamento para manter uma pressão diferencial de 100 pascals negativos. Em seguida, conecte um suprimento de ar limpo a uma porta no compartimento superior e comece a fluir ar limpo através do compartimento a 11 litros por minuto. Uma vez estabilizado o fluxo, meça a velocidade de fluxo em cada porta disponível do compartimento superior três vezes.

Repita este processo para os outros três compartimentos. Em seguida, carregue uma solução de cloreto de sódio de 0,1% em peso no gerador de aerossol. Configure o sistema de diluição do aerossol para produzir um fluxo de aerossol a 11 litros por minuto.

Conecte a entrada do aerossol ao compartimento superior, aguarde a estabilização do fluxo e selecione aleatoriamente seis portas desse compartimento. Meça a distribuição do tamanho das partículas em cada uma dessas portas três vezes usando o sistema de medição de tamanho de partículas. Repita este processo para cada compartimento.

Lave os compartimentos com ar limpo por 30 minutos quando estiver completo. Em seguida, conecte uma entrada de ar limpo ao compartimento superior e flua ar limpo através dele a 11 litros por minuto. Configure o sistema de diluição do aerossol para fluxos de aerossol de baixa concentração e alta concentração a 11 litros por minuto.

Conecte a linha de baixa concentração ao segundo compartimento mais alto e a linha de alta concentração ao compartimento inferior. Espere 10 minutos para que os fluxos se estabilizem. Em seguida, selecione aleatoriamente uma porta de cada um dos três compartimentos e meça a concentração de aerossol nos portos selecionados 15 vezes cada para verificar se há contaminação cruzada.

Ambas as câmaras de exposição de concentração única e multi-concentração apresentaram boa uniformidade de fluxo em cada nível horizontal da câmara. Os fluxos normalizados foram próximos aos valores calculados durante a modelagem do sistema. A uniformidade do bom fluxo também foi observada verticalmente na câmara de concentração única.

A câmara multi-concentração tem apenas um nível de portas por compartimento, de modo que as medidas diretas de uniformidade vertical não eram aplicáveis. A concentração de partículas também era uniforme horizontalmente para ambas as câmaras, e era uniforme verticalmente para a câmara de concentração única. As concentrações de aerossóis em diferentes compartimentos da câmara multi-concentração apresentaram relativamente pouca variação em 15 medições, indicando mínima contaminação cruzada entre compartimentos.

É importante verificar se há reprodutibilidade ao longo do procedimento, especialmente durante o teste experimental de avaliação de desempenho de teste de contaminação cruzada. Os testes de avaliação de desempenho podem ser estendidos comparando o resultado experimental com a modelagem da dinâmica computacional do fluido do sistema de câmara.