Summary
Bir salt burun Soluma Toksisitesi odası Soluma Toksisitesi dört farklı pozlama konsantrasyonlarda test yeteneğine sahip tasarlanmış ve akış alanı bütünlüğü ve Çapraz bulaşma pozlama bağlantı noktaları arasında her yoğunlaşması için doğrulanmış. Burada, tasarlanmış odası Soluma Toksisitesi test etmek için etkin olduğunu doğrulamak için bir iletişim kuralı mevcut.
Abstract
Bilgisayarlı akışkanlar dinamiği dayalı bir sayısal analiz kullanarak, sadece burun Soluma Toksisitesi odası dört farklı pozlama konsantrasyonları ile tasarlanmış ve akış alanı bütünlüğü ve pozlama bağlantı noktaları arasında çapraz bulaşma için her biri için doğrulanmış konsantrasyon. Tasarlanmış akışı alan değerleri yatay ve dikey olarak bulunan pozlama bağlantı noktaları üzerinden ölçüm değerleri ile karşılaştırılır. Bu amaçla, nano Sodyum Klorür parçacıklar test tanecik olarak oluşturulan ve Çapraz bulaşma ve konsantrasyon bakım salonları için her toplama grup arasında değerlendirmek için inhalasyon odası tanıştırdı. Sonuçlar tasarlanmış multiconcentration inhalasyon odası hayvan Soluma Toksisitesi konsantrasyon gruplar arasında çapraz bulaşma olmadan test kullanılabilir gösterir. Ayrıca, tasarlanmış multiconcentration Soluma Toksisitesi odası da bir tek-konsantrasyon inhalasyon odasına dönüştürülebilir. Daha fazla gaz, organik buhar veya non-Nano parçacıklar ile test inhalasyon diğer test makaleler test odası kullanımı sağlayacaktır.
Introduction
Soluma Toksisitesi test, kimyasal maddeler, parçacıklar, lifler ve Nanomalzemeler1,2,3riskleri değerlendirmek için en güvenilir yöntemdir. Böylece, kimyasallar, parçacıklar, lifler ve Nanomalzemeler maruz inhalasyon4,5,6via,7 olduğunda veri sınama Soluma Toksisitesi sunulması en düzenleyici kurumlar gerektirir ,8. Şu anda, Soluma Toksisitesi sistemleri iki tür vardır: tüm vücut ve sadece burun pozlama sistemleri. Standart Soluma Toksisitesi test sistemini, tüm vücut ya da salt burun sıçanlar ve fareler dört farklı konsantrasyonları, yani taze hava kontrolü ve düşük, orta ve yüksek konsantrasyonları7 gibi hayvanlar ortaya çıkarmak için en az dört chambers gerektirir , 8. Örgütü ekonomik işbirliği ve Kalkınma (OECD) test yönergeleri öneririz seçili hedef konsantrasyonu hedef organ(s) tanımlaması ve açık konsantrasyon yanıt7 gösterimi izin vermelidir ,8. Yüksek konsantrasyon düzeyini toksisite net bir kademede neden ancak ölüm veya ölüme neden veya anlamlı bir değerlendirme sonuçları7,8engelleyen kalıcı işaretler neden olmaz. Aerosoller maksimum ulaşılabilir düzeyde veya yüksek konsantrasyonu parçacık boyutu dağıtım standart karşılarken ulaşılabilir. Orta konsantrasyon seviyelerine bir geçiş bu düşük ve yüksek konsantrasyonları7,8arasında toksik etkileri üretmek için aralıklı. Tercihen-cekti var olmak bir NOAEC (no-gözlenen-olumsuz-etkisi konsantrasyon), düşük konsantrasyon düzeyini toksisite7,8az veya hiç iz üretmek gerekir. Sadece burun odası kapalı tüp ölçülü bir durumda bir hayvan gösterir iken tüm vücut odası kablolu kafesleri, kontrolsüz bir durumda hayvanlarda ortaya koyar. Kısıtlama kaçak hayvan tarafından aerosol kaybını önler. Tüm vücut odası yüksek hacimli nedeniyle, çok sayıda test makaleler sadece burun pozlama sistemi tüpte kısıtlama hayvan hareketi engeller ve rahatsızlık veya boğulma neden olabilir iken deneysel hayvan için maruz gerektirir. Yine de, düzenleyici OECD Soluma Toksisitesi test yönergeleri salt burnun solunum sistemleri4,5,6,7,8kullanımı tercih ederim.
Ancak, bir dört-odası sistemi, tüm vücut ya da sadece burun accomodating, pahalı, boşluk tüketen ve yerleşik Hava Temizleme ve dolaşım sistemi gerektirir. Ayrıca, bir dört-odası sistem Ayrıca ayrı test makale jeneratörler hayvanlar istenen konsantrasyonları ve test makale konsantrasyonları izlemek için ayrı ölçüm cihazları için ortaya çıkarmak için gerekli kılabilirsiniz. Standart Soluma Toksisitesi test önemli yatırım gerektirdiğinden, bu nedenle, daha rahat ve ekonomik tüm vücut veya salt burun pozlama sistemi küçük araştırma tesislerinde kullanılmak üzere geliştirilen gerekiyor. Bir inhalasyon odası tasarlarken, hesaplamalı akışkan dinamiği (CFD) modelleme ayrıca sık sık parçacık, elde etmek için kullanılır gaz veya buhar tekdüzelik9,10,11,12,13 . Sayısal analizler tarafından değerlendirilmesi ve doğrulama deneysel sonuçlarına göre zaten fareler10için tüm vücut çekim odası için yapılmıştır. Örneğin, hava akışı ve parçacık yörünge örnek alınarak CFD kullanarak ve partikül dağıtım tekdüzelik tüm vücut odası10dokuz bölgelerinde ölçülen. Ayrıca, sadece burun odası CFD13tarafından sayısal analizi ile değerlendirilmiştir. Bundan sonra değerlendirme sadece burun pozlama odası için nano tanecikleri13kullanarak deneysel bir çalışma ile sayısal analiz sonuçları karşılaştırarak gerçekleştirildi.
Bu çalışmada deneysel hayvan bir odasında dört farklı konsantrasyonları bulaşmasına neden olabilir sadece burun inhalasyon odası sistemi sunar. Başlangıçta CFD ve sayısal analiz kullanılarak tasarlanmış, önerilen sistem daha sonra homojenlik ve Çapraz bulaşma doğrulamak için Nano Sodyum Klorür parçacıklar kullanarak deneysel bir çalışma ile karşılaştırılır. Burada sunulan sonuçlar hayvanlar dört farklı konsantrasyonları bulaşmasına neden olabilir sunulan salt burun odası küçük ölçekli akademik ve araştırma tesisleri hayvan çekim çalışmaları için kullanılabileceğini gösterir. Sayısal analiz deneme ayarı olarak aynı şekilde aşağıdaki gibi ayarlayın. Tek-konsantrasyon maruz kalma, aerosol akışı için iç kule 48 L/dak için ayarlanır ve kılıf akışını dış kule için 20 L/dak için ayarlanır. Multiconcentration pozlama için sprey akışı iç kulenin giriş için her aşama için 11 L/dak var. -100 çıkış Diferansiyel Basınç tutar yumuşak bir korumak için Pa akışı egzoz ve kaçağı önlemek. Hayvan sahipleri kapalı ve boş varsayıyorum.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. sayısal analiz yöntemleri
- Akış alanı odası göre geometrik şeklin içine Resim 1 ve Tablo 114' te açıklandığı gibi çözümlemesi.
Not: Sayısal analiz geometrik şekil göre akış alanının aerosol akışının öngörür ve test edilebilir bir aygıt olarak değerlendirir. - Şekil 1BOdası 4 aşamalı x 12 sütunlar, temel olarak bir iç ve dış kule içine nerede ayrılmıştır, Toplam 48 çıkışı ile açıklanan tasarım.
Not: Her aşamasında deneysel hayvan yerleştirmek için 12 pozlama portu bulunmaktadır. OECD rehberlik belge (GD) 396tarafından önerilen öneri tatmin. - Tek-konsantrasyon pozlama için karıştırma plaka test materyalini mix ve etap üzerinden düzgün bir konsantrasyon sağlamak için iç kulenin tepesine yerleştirin. Multiconcentration pozlama için iç kulenin içine dört etap ve pozlama konsantrasyonları bir ayrılık disk tarafından ayırın.
Not: Karıştırma plaka
2. deneysel değerlendirme hazırlanması
-
Odası
- Oda üç parçaya bölün: giriş, kılıf ve egzoz, (Şekil 2) şematik çizimde görüldüğü gibi.
Not: Giriş burada aerosol iç odanın içine akar ve kılıf ekstra hava akışı için iç ve dış kuleleri arasındaki boşluğu var. - Aerosol (veya test makale) iç kule ve deneysel hayvan, ihtiyaç fazlası aerosol içeren Soluk verme hayvanlardan süre dışarı üzerinden egzoz ile birlikte kılıf hava akışı kaynağı.
Not: Hayvan sahipleri kapalı ve boş. - İç plenumu basınç kılıf hava akımı tarafından kontrol edilir bir üfleyici ve inverter, kullanarak odası sabit basınç tutun.
- Tek-konsantrasyon maruz kalma durumunda sadece burun pozlama odası önünde bulunan karıştırma odası testi aerosol (veya makale) konsantrasyon tekdüzelik ölçmek için ekipman dizayn.
Not: Test aerosol tekdüzelik parçacık numara konsantrasyon ve boyut dağılımı ile değerlendirilebilir. ± % 10 gazlar ve buharlar için en fazla ve en fazla %20 sıvı ya da katı aerosoller4,5,6,7 için bireysel Oda toplama örnekleri ortalama odası konsantrasyon sapma ,8. Böylece, zaman test parçacıklar sabit değil, aerosol akışı fan egzoz atlanabilir. - Sızdırmazlık testi güvenilirliğini doğrulamak ve kapalı bir sistem ±500 için 30 dk tutulur Pa ile teyit ederek güvenliğini sağlamak kontrol edin.
Not: Kaçağı köpüren sabun tarafından kontrol edilebilir.
- Oda üç parçaya bölün: giriş, kılıf ve egzoz, (Şekil 2) şematik çizimde görüldüğü gibi.
-
Çevre kontrol ve izleme
- Aerosol (tek/çoklu) toplam giriş akımı oranını ayarlamak ve kılıf 48 L/dak veya 44 L/dak hava (tek veya çoklu, sırasıyla) ve 20 L/dak, sırasıyla ve basınç odasının −100 Pa kullanıcı arabirimi denetim ayarlarında, sabit tutmak.
- Sıcaklık ve nem 23 ° C ve % 45, sırasıyla korumak. Pozlama Hava nem kontrol etmek için bir nemlendirici kullanın.
- Bir deney İzotermik isohumidity kontrollü ortamda OECD Soluma Toksisitesi yönergeleri4,6,7,8ile uymak yerine getirir.
-
Akış düzgünlüğü ölçüm
- 48 L/dak bir kütle akış denetleyicisi (MFC) tarafından denetlenen bir HEPA filtre de dahil olmak üzere bir temiz hava kaynağı ile enhalasyon odaya temiz hava kaynağı.
Not: Temiz Hava HEPA filtre ile filtre sonra yapılır. - Tek-konsantrasyon maruz kalma durumunda karıştırma odası kullanarak akış stabilize.
- Bir kaynağı meme multiconcentration maruz kalma durumunda taze kontrol hava veya test aerosol (veya makale) enjekte bir bağlantı noktasına bağlayın.
- Akım hızı bir kitle akış ölçer kullanarak bağlantı noktası başına ölçmek.
- 48 L/dak bir kütle akış denetleyicisi (MFC) tarafından denetlenen bir HEPA filtre de dahil olmak üzere bir temiz hava kaynağı ile enhalasyon odaya temiz hava kaynağı.
-
Parçacık üretimi
- NaCl nano tanecikleri inhalasyon odası tasarım değerlendirmek için bir beş-jet atomizer kullanarak oluşturun.
Not: bir 0.1%wt NaCl çözüm NaCl nano tanecikleri oluşturmak için kullanın. - Hava tek konsantrasyon karışık NaCl aerosol 48 L/dk üretim miktarını denetlemek için MFC düzenleyen ve 12 L/dak, aerosol karışık NaCl içinde multiconcentration her dört etap hava.
Not: Sadece burun odasının her bağlantı noktası 1 L/dk (yani, 48 bağlantı noktaları/burun-sadece Odası (dört aşamalı); 48 bağlantı noktaları/dört-sahne; 12 bağlantı noktaları/sahne) alır. - Bypass seyreltme için temiz hava kaynağı.
Not: 76 içinde sayısı ortalama çap ve geometrik standart sapması NaCl nano tanecikleri olan nm ve 1.4 korumak, anılan sıraya göre.
- NaCl nano tanecikleri inhalasyon odası tasarım değerlendirmek için bir beş-jet atomizer kullanarak oluşturun.
-
Parçacık tekdüzelik ölçüm
- Bir yoğunlaşma parçacık sayaç (TBM) ve diferansiyel hareketlilik analyzer (DMA) bir tarama hareketlilik parçacık sizer (SMPS) kullanarak enjeksiyon başlıklarından yayılan nano tanecikleri oluşan NaCl parçacık boyutu dağılımı ölçmek.
- Bir Am aerosol nötrleştirici parçacıkların statik yük kaldırmak ve böylece18ölçüm verimlilik artırma duvarlara parçacık ifade azaltmak için kullanın.
- Aerosol oranını korumak ve DMA hava debisi 1:10, aerosol akış hızı ve kılıf hava debisi 1 L/dak ve 10 L/dak, sırasıyla tutmak için kılıf.
3. akış homojenlik testi
-
Çok konsantrasyon pozlama
- 11 L/dk aerosol giriş üzerinden temiz hava sağlayarak enjeksiyon püskürtme uçlarını akış hızını ayarlayın. 11 bağlantı noktası başlıklarını her biri için dört etap seçin.
- Seçili meme AKIS METRESI bağlanmak için akış hızı ölçer.
- Adımı yineleyin 3.1.2 tekrarlanabilirlik doğrulamak için 3 x.
-
Tek-konsantrasyon pozlama
- Enjeksiyon püskürtme uçlarını akım hızı 48 L/dk aerosol giriş üzerinden temiz hava sağlayarak ayarlayın. Rastgele 24 bağlantı noktası püskürtme uçlarını 48 bağlantı noktaları arasında seçin. 3 x tekrarlanabilirlik doğrulamak için ölçmek.
4. parçacık homojenlik testi
-
Multiconcentration maruz kalma
- Enjeksiyon püskürtme uçlarını parçacık boyutu dağılımı 11 L/dk aerosol giriş (bu kadar 2 bölümünde açıklanan do) aracılığıyla oluşturulan parçacıklar sağlayarak ayarlayın.
- Altı bağlantı noktası püskürtme uçlarını dört etap arasında rastgele seçilmiş; 3 x tekrarlanabilirlik doğrulamak için ölçmek.
-
Tek-konsantrasyon pozlama
- Enjeksiyon püskürtme uçlarını parçacık boyutu dağılımı 20 L/dk oluşturulan parçacıklar ve 28 L/dk (2.4 ve 2.5 bölümünde açıklandığı gibi) aerosol giriş üzerinden 48 L/min Toplam yapım, temiz hava sağlayarak ayarlayın.
- Rasgele dört etap arasında altı bağlantı noktası başlıklarını seçin.
- Seçili meme SMPS bağlanmak için parçacık konsantrasyonu ölçmek.
- Adımı yineleyin 4.2.3 tekrarlanabilirlik doğrulamak için 3 x.
5. Çapraz bulaşma testi
- Multiconcentration maruz kalma durumunda üç aşamalar ayarlamak.
- İki jeneratörler farklı çözüm konsantrasyonları ve ilgili etapları temiz hava hattı bağlayın.
- Enjeksiyon püskürtme uçlarını parçacık boyutu dağılımı oluşturulan parçacıklar ve 11 L/dk (2.4 ve 2.5 bölümünde açıklandığı gibi) aerosol giriş üzerinden temiz hava sağlayarak ayarlayın.
- Rasgele bağlantı noktası püskürtme başlığı tüm etapları seçilmiş.
- SMPS seçili bağlantı noktasına bağlanmak için parçacık konsantrasyonu ölçmek.
- Adım 5.5 15 x tekrarlanabilirlik doğrulamak için yineleyin.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Deneysel set-up
Bir parçacık jeneratör bir MFC, sadece burun odası ve hava kalitesi, denetleyici ve egzoz modülü, temel izleme için parçacık ölçüm aleti gibi sadece burun inhalasyon odası sisteminin bir şematik diyagramı şekil 1 gösterir Bölüm 2 iletişim kuralı.
Sayısal analiz tasarım
Şekil 2 multiconcentration maruz kalma (şekil 2A) ve tek-konsantrasyon pozlama (şekil 2B) için sadece burun inhalasyon odası geometrisini gösterir. Denetim temiz hava bağlantı noktaları üstünde yer iken Protokolü'nün 1 kısmı temel şekil 2A, düşük, orta ve yüksek konsantrasyon bağlantı noktaları gösterilmektedir.
Akış alanı çok ve tek konsantrasyon maruz dikey ve yatay kule şekil 3 ve şekil 4, sırasıyla gösterilmiştir. Multiconcentration odası dört akışı alan, sahipken bir akış alanı (şekil 3AB) tek-toplama odası vardır. Multiconcentration odası testi makalenin farklı konsantrasyonlarda sunmak için tasarlandığından tek-toplama odası durumunda üst akışından yukarıdan aşağıya doğru düzgün sadece burun noktalarına (şekil 4A), her dağınık bir bağlantı noktası (şekil 4B) kullanarak iç Kulenin ortasında yer alan hava enjeksiyon püskürtme uçlarını bir akış sağlama tarafından sadece burun bağlantı noktaları aşaması.
Şekil 5 pozlama yoğunlaşması, her aşamada akışı alan gösterir ve her aşamasında (şekil 5), arasında çapraz-kirlenmesini Protokolü'nün 1 kısmı tabanlı önlemek için tasarlanmıştır.
Sayısal analiz tasarım deneysel değerlendirilmesi
Akış düzgünlüğü 12 bağlantı noktaları bulunan yatay ve dikey olarak aşamaları kullanarak değerlendirilmiştir. Sayısal olarak tasarlanmış akış tek-toplama odası ve multiconcentration Odası (şekil 6AB ve Tablo 2) yatay olarak bulunan 12 bağlantı noktaları üzerinden deneysel olarak ölçülen akışına benzer oldu. Ayrıca, sayısal olarak tasarlanmış akışını neredeyse 12 ile deneysel olarak ölçülen akışı ile aynı oldu dayalı tek-toplama Odası (Şekil 7 ve Tablo 3), dikey olarak bulunan bağlantı noktaları Bölüm 3 iletişim kuralı.
Parçacık konsantrasyon aşamaları için yatay olarak bulunan ve tek-toplama Odası (şekil 8A ve Tablo 4) ve multiconcentration Odası (aynı konsantrasyonları gösterdi altı rasgele seçilen bağlantı noktalarını kullanarak ölçüldü Resim 8B ve Tablo 4). Parçacık konsantrasyonu da dikey olarak dört aşamada yer alan ve bölümü üzerinde 4 dayalı tek-toplama Odası (Şekil 9 ve Tablo 4), Aynı konsantrasyonlarda gösterdi altı rasgele seçilen bağlantı noktalarını kullanarak ölçüldü iletişim kuralı.
Çapraz bulaşma Sodyum Klorür parçacık konsantrasyonu kontrolü ve düşük ve yüksek konsantrasyonları ölçülerek kontrol edildi. Sonuçlar için protokol Bölüm 5 dayalı her aşamasında (şekil 10 ve Tablo 6), pozlama bağlantı noktaları bakımlı konsantrasyon seviyeleri gösterdi.
Şekil 1: sadece burun Soluma Toksisitesi test odası şematik. Bu beş alana (üretimi, pozlama odası, ölçüm, izleme ve denetim ve egzoz modülü) ayrılır ve üretimi, pozlama odası pozlama türüne göre değiştirebilirsiniz. (A)tek-konsantrasyon pozlama. (B) Multiconcentration maruz kalma. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 2: sadece burun Soluma Toksisitesi test odası geometrisini. (A)tek-konsantrasyon pozlama. (B) Multiconcentration maruz kalma. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 3: akışı alan dikey iç kulenin. (A)tek-konsantrasyon pozlama. (B) Multiconcentration maruz kalma. Akışı alan renkli çubuk gösterir (içinde metre/saniye). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 4: akışı alan yatay iç kulenin. (A)tek-konsantrasyon pozlama. (B) Multiconcentration maruz kalma. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 5: akışı alan multiconcentration odası Çapraz bulaşma için. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 6: yatay akış düzgünlüğü karşılaştırılması. Hata çubukları SD(a)tek-konsantrasyon pozlama temsil eder. (B) Multiconcentration maruz kalma. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 7: dikey akış düzgünlüğü karşılaştırılması. Hata çubukları SD temsil Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 8: yatay konsantrasyon tekdüzelik karşılaştırılması. Hata çubukları SD()Atemsil) tek-konsantrasyon pozlama. (B) Multiconcentration maruz kalma. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 9: dikey konsantrasyon tekdüzelik karşılaştırılması. Hata çubukları SD temsil Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 10: Çapraz bulaşma test sonuçları Hata çubukları SD temsil Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
| Tek doz | Çoklu doz | |
| Boyut | 60 mm | 60 mm |
| Tüp açıklıklar | 6 mm | 6 mm |
| Akış oranları tamamen tedarik | 48 LPM | 11 LPM her aşamasında |
| Akış oranları her bağlantı noktası sağlamanız | 1 LPM | 1 LPM |
| Hız her bağlantı noktası sağlamanız | 0,59 m/s | 0,59 m/s |
| Ayıklama akış oranları | 48 LPM | 4 aşamalı olarak 44 LPM |
Tablo 1: Sınama koşulu.
| Sahne | Tek konsantrasyonu | Çok konsantrasyon | ||
| Ortalama akım | Standart sapma | Ortalama akım | Standart sapma | |
| 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 |
Tablo 2: Yatay akış düzgünlüğü karşılaştırılması.
| Sahne | Tek konsantrasyonu | |
| Ortalama akım | Standart sapma | |
| 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 |
Tablo 3: Dikey akış düzgünlüğü karşılaştırılması.
| Sahne | Tek konsantrasyonu | Çok konsantrasyon | ||
| Ortalama konsantrasyon | Standart sapma | Ortalama konsantrasyon | Standart sapma | |
| 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 |
Tablo 4: Yatay konsantrasyon tekdüzelik karşılaştırılması.
| Sahne | Tek konsantrasyonu | |
| Ortalama konsantrasyon | Standart sapma | |
| 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 |
Tablo 5: Dikey konsantrasyon tekdüzelik karşılaştırılması.
| Sahne | Tek konsantrasyonu | |
| Ortalama konsantrasyon | Standart sapma | |
| 1 (yüksek) | 8,823,838 | 322,882 |
| 2 (düşük) | 2,100,002 | 94,922 |
| 3 (temiz hava) | 0 | 0 |
Tablo 6: Çapraz bulaşma testinin sonuçları.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Soluma Toksisitesi test şu anda aerosolize malzemeleri (parçacıklar ve lifleri), buharlar ve gazlar inhale insan solunum sistemi14,15tarafından değerlendirilmesi için en iyi yöntemdir. İki inhalasyon pozlama yöntemi vardır: tüm vücut ve sadece burun. Ancak, sadece burun sistem tarafından noninhalation yolları, deri ve gözleri gibi maruz kalma en aza indirir ve yapım o OECD Soluma Toksisitesi test yönergeleri tarafından önerilen tercih edilen pozlama yöntemi test makalenin en az miktarları ile test sağlar: Akut4,6, Subakut7ve Subkronik8.
Bir standart Soluma Toksisitesi sistemi dört konsantrasyon chambers (taze hava kontrolü ve düşük, orta ve yüksek konsantrasyonları) gerektirir. Böylece, işlem pahalıdır, tüketen uzay ve test makale üretme ve çevre kontrol sistemleri gerektirir. Ancak, bu raporda sunulan multiconcentration inhalasyon odası gelecekte daha küçük araştırma Enstitüleri tarafından kullanım için ekonomiktir. Tek-konsantrasyon inhalasyon odası üzerinde bağlı olarak, önerilen multiconcentration inhalasyon odası dizayn edilmiştir ve bir sayısal analiz13kullanılarak geliştirilmiş. Elde edilen multiconcentration odası temiz hava kontrolü de dahil olmak üzere dört pozlama konsantrasyonları sağlayabilir. Akış hızı her pozlama bağlantı noktasına yönetmen akış, sadece burun inhalasyon salonları için Pauluhn ve Thiel16tarafından önerilen olarak uygundur.
Önerilen CFD ve sayısal olarak tasarlanmış sistemine uygun olarak varolan doğrulama yordamı doğrulamak için pozlama bağlantı noktası akışı alanları yatay ve dikey olarak parçacık sayısı ile birlikte her konsantrasyon aşaması için ölçüldü kritik adım (anlatıldığı Bölüm 5 iletişim kuralı) ve konsantrasyon Bakımı'nı kullanarak çapraz bulaşma, değerlendirmek için konsantrasyonları aerosol Sodyum Klorür testi. Tasarlanmış multiconcentration pozlama sistemi bir üniforma akışı alan pozlama için her toplama aşaması, hiçbir Çapraz bulaşma konsantrasyon bağlantı noktaları ve tutarlı konsantrasyon bakım arasında bağlantı noktaları gösterdi. Böylece, önerilen sistem Soluma Toksisitesi test ve çalışmalar yapmak isteyen küçük araştırma tesisleri tarafından kullanım için etkili olabilir. Nanopartikül davranış (Difüzyon tarafından ifade) hava-gaz ya da17Buhar için çok benzer olduğu için odası gaz ve organik buharı teneffüs sınamak için kullanılabilir. Bir organik buharı ile oda test planlanan ve sigara Nano parçacıklar yakın gelecekte test edilecektir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar ifşa gerek yok.
Acknowledgments
Bu araştırma Endüstriyel teknoloji yenilik Program (10052901), son derece kullanışlı nanomaterial Soluma Toksisitesi ticaret, aracılığıyla Kore değerlendirme endüstriyel Teknoloji Enstitüsü Korece tarafından sistem test gelişimi tarafından desteklenmiştir Ticaret Bakanlığı, sanayi ve enerji.
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).
