鄭尊仁臺灣大學:職業醫學與工業衛生研究所李梅菁Li, Mei-ChingMei-ChingLi2010-05-112018-06-292010-05-112018-06-292008U0001-1403200813452300http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/182270Part Ι:米氧化鋅用途廣泛，可以被應用在塗料、油漆、橡膠輪胎工業、化妝品等產品上，但相關的毒理研究並不多。因此我們利用全身性呼吸暴露的方式，將奈米氧化鋅微粒暴露於健康大鼠，觀察其肺部及系統性的毒性效應。實驗利用呼吸暴露的方式，於實驗動物進行奈米氧化鋅微粒的暴露，我們以奈米微粒產生系統產生粒徑約為30 nm的奈米氧化鋅微粒，產生微粒的同時以微粒粒徑濃度分佈自動監測儀（SMPS+CPC）進行微粒粒徑及濃度的監測，分別進行了低暴露組（5 hrs）以及高暴露組（10 hrs）的暴露，並以在相同暴露條件下，未填入鋅粉於爐管內空燒的實驗（暴露5hrs）為對照組，每組暴露6隻大鼠，共計18隻。暴露後24小時進行犧牲，並採集周邊血液樣本，測試血液中血球數目（CBC/DC）及細胞激素的濃度（IL-6、TNF-α），同時採集其肺泡灌洗液（BALF）進行肺部發炎及傷害指標的分析，包括總細胞數、血球分類計數、乳酸脫氫酵素（LDH）及總蛋白質（Total protein）。驗結果顯示奈米產生器可穩定產生奈米粒徑的氧化鋅微粒，低暴露組（5 hrs）所產生的奈米氧化鋅微粒，中數粒徑（count median diameter, CMD）為34.0 nm，數目濃度約為5.3 × 105 #/cm3；高暴露組（10 hrs）的中數粒徑為24.7 nm，數目濃度約為4.1 × 106 #/cm3。物實驗結果發現大鼠暴露於低暴露組及高暴露組的奈米氧化鋅微粒後，在肺泡灌洗液中的嗜中性球百分比（Neutrophils）及乳酸脫氫酵素（LDH）相較於對照組有顯著增加，而且呈現劑量反應關係（p<0.05）。另外，暴露於高暴露組的奈米氧化鋅微粒後，還發現周邊血液中的白血球數目（WBC）、血小板數目（PLT）以及細胞激素（IL-6）相較於對照組有顯著增加（p<0.05）。研究發現，奈米氧化鋅微粒會誘使健康大鼠發生急性肺部發炎與傷害反應，同時有系統性發炎產生，顯示奈米氧化鋅微粒可能具有急性毒性效應，值得進一步關注，不過真正機制需要未來研究加以探討。art Ⅱ: 米碳球（carbon nanocapsules, CNC）為新興材料，目前國內已成功開發可大量生產並純化奈米碳球的方法，但是其毒性並不清楚。一旦經由呼吸將微粒吸入可能會造成健康危害。所以我們將大鼠暴露於奈米碳球，觀察其肺部及系統性毒性。 實驗利用氣管灌注的方式，對實驗動物進行奈米碳球的暴露，包括三種奈米碳球（水溶性：CNC-(OH)n、CNC-(COOH)n及非水溶性：純CNC），兩種劑量（1與5 mg/kg），並以生理食鹽水（PBS）為對照組，每一個組別各需要6隻大鼠。實驗動物於微粒灌注後24小時進行犧牲，並採集周邊血液樣本，測試血液中血球數目（CBC/DC）及氧化壓力（oxidative stress），同時採集其肺泡灌洗液（BALF）進行肺部發炎及傷害指標的分析，包括總細胞數、血球分類計數、乳酸脫氫酵素（lactate dehydrogenase, LDH）及總蛋白質（Total protein）。驗發現大鼠暴露於高劑量的水溶性奈米碳球微粒（CNC-(OH)n及CNC-(COOH)n）後，在肺泡灌洗液中的總細胞及嗜中性球數目相較於控制組有顯著增加（p<0.05），但是總蛋白質及乳酸脫氫酵素（LDH），及周邊血液血球及分類計數和氧化壓力皆沒有明顯變化。至於純CNC暴露後，各項指標皆沒有顯著差異。究顯示經過表面處理的奈米碳球（水溶性），在較高劑量時可能造成肺部發炎反應，真正機轉有待進ㄧ步評估。目錄 Iart Ι 1要 2bstract 4一章 目的 5二章 文獻探討 6-1 奈米材料的應用及特性 6-2 奈米氧化鋅的特性及應用 6-3 奈米微粒毒理研究 7-4 奈米微粒與肺部毒性 8-5 奈米微粒其他相關毒理研究 10-6 奈米氧化鋅相關毒理研究 10-7 肺部發炎及發炎反應指標 11-8 系統性發炎及發炎反應指標 12-9 氣管灌注與呼吸暴露方式比較 12-10 奈米微粒產生方法 13-10-1 噴霧法 (Atomization) 13-10-2 爐管氣流反應器 (Furnace flow reactors) 13三章 材料與方法 14-1 奈米微粒產生與監測 14-1-1 奈米氧化鋅微粒的產生 14-1-2 監測系統 14-2 實驗動物 14-3 實驗設計 15-4 全身性呼吸暴露模式（whole-body inhalation exposure） 15-5 系統性發炎反應指標分析 15-6 肺泡灌洗液發炎損傷指標分析 16-7 統計方法分析 16-8 實驗架構 17四章 結果 18-1 奈米氧化鋅微粒的暴露 18-2 動物實驗 19五章 討論 21-1 奈米產生器以及微粒的產生及暴露 21-2 呼吸暴露奈米氧化鋅微粒所引起之毒性效應 22六章 結論 26七章 未來改進與展望 27考文獻： 42artⅡ 46要 47bstract 48一章 目的 49二章 文獻探討 50-1 奈米材料的應用及特性 50-2 奈米碳球簡介 50-2-1 奈米碳球及其特性 50-2-2 奈米碳球的來源及應用 51-2-3 奈米碳球官能化方法 52-3 奈米微粒毒理研究 53-4 奈米微粒與肺部毒性 53-5 奈米微粒其他相關毒理研究 53-6 奈米碳球相關毒理研究 53-7 肺部發炎及發炎反應指標 53-8 反應性含氧物種與氧化壓力 54三章 材料與方法 55-1 微粒 55-2 實驗動物 55-3 實驗設計 55-4 氣管內灌注暴露模式 56-5 周邊血液血球與氧化壓力測試 56-6 肺泡灌洗液發炎損傷指標分析 56-7 實驗架構 57四章 結果 58五章 討論 59六章 結論 61考文獻： 68錄 70application/pdf1600282 bytesapplication/pdfen-USPart Ι:奈米氧化鋅呼吸暴露肺泡灌洗液發炎指標 Part Ⅱ: 奈米碳球氣管灌注水溶性微粒發炎指標Part Ι:Zinc oxide nanoparticlesInhalation exposureBronchoalveolar lavageLung inflammation and injury Part Ⅱ:Carbon nanocapsulesIntratracheal instillationInflammation markersthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/182270/1/ntu-97-R94841017-1.pdf