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보고서 상세정보

나노입자의 흡입독성시험
Inhalation Toxicity of Nanoparticles

  • 사업명

    식품의약품안전성관리

  • 과제명

    나노입자의 흡입독성평가

  • 주관연구기관

    서울대학교
    Seoul National University

  • 연구책임자

    조명행

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2005-11

  • 과제시작년도

    2005

  • 주관부처

    식품의약품안전청

  • 사업 관리 기관

    식품의약품안전청
    Korea Food & Drug Administration

  • 등록번호

    TRKO201000016229

  • 과제고유번호

    1470001167

  • 키워드

    나노입자.흡입독성.Nanoparticles.Inhalation Toxicity..

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    Nanoparticles are used in a wide variety of industrial materials such as semiconductor, cosmetics, drug delivery carrier, and man...

    Nanoparticles are used in a wide variety of industrial materials such as semiconductor, cosmetics, drug delivery carrier, and many others, thus, human seems to be frequently exposed to them. However, the toxic effects of nanoparticles are not fully understood yet. In this study, we assessed the potential toxicity of nanoparticles (NP) using magnetic nanoparticles (MNP) as a model nanoparticle in the ICR mice exposed to NP through inhalation in Nose-Only Exposure Chamber (NOEC). Male and female mice were exposed to NP for 4 hours/day, 5 days/week for 4 weeks at the concentrations of 150㎍/㎥(4x105 N/㎤) and 300㎍/㎥(8x$10^{5}$ N/$cm^{3}$), respectively.
    The changes in the body weight, organ weight, hematological values, clinical chemistry values, histopathological, confocal laser scanning microscopy (CLSM) and the results from magnetic resonance imaging (MRI) were evaluated after the exposure to NP. As a result of exposure to MNP, the body weight of male and female mice was significantly decreased in both 150㎍/㎥(4x105 N/㎤) group and 300 ㎍/$m^{3}$(8x$10^{5}$N/$cm^{3}$) group. The relative brain weight of male mice significantly increased in both 150㎍/$m^{3}$(4x$10^{5}$N/$cm^{3}$) group and 300㎍/$m^{3}$(8x$10^{5}$ N/$cm^{3}$) group (p<0.05, p<0.01). Dual analysis of MRI and CLSM revealed that the NPs could penetrate the blood-brain-barrier with no apparent toxicity because no corresponding histopathological findings were observed. Based on hematological analysis, male mice
    showed the remarkable increase of WBC (p<0.01) In the serum biochemical
    inspection, total protein was decreased (p<0.01) as a function of concentration of NP. By histopathological examination, male and female mice showed the extramedullary hematopoiesis in spleen. Our results showed that the nanoaprticles used in this study may cause toxicity in spleen. Together, no observed adverse effect level (NOAEL) is considered to be less that 150㎍/$m^{3}$(4x$10^{5}$N/$cm^{3}$).


    나노입자에 대한 Nose-Only Exposure Chamber (NOEC)를 이용하여 마우스에게 있어서 흡입독성 시험을 바탕으로 한 나노입자의 체내 독성 평가를 위하여 시험물질인 나노입자를 0, 150(4x$10^{5}$...

    나노입자에 대한 Nose-Only Exposure Chamber (NOEC)를 이용하여 마우스에게 있어서 흡입독성 시험을 바탕으로 한 나노입자의 체내 독성 평가를 위하여 시험물질인 나노입자를 0, 150(4x$10^{5}$ N/ $cm^{3}$), 300㎍/$m^{3}$(8x$10^{5}$N/$cm^{3}$)의 농도로 1일 4시간, 주 5일, 총 4주간 NOEC를 이용하여 ICR 마우스에게 반복 노출 시켰다. 4주간의 시험기간중 임상증상과, 체중측정, 사료섭취량 측정, 혈액 및 혈액생화학적 검사, 부검소견관찰, 장기중량 측정, 조직병리학적 검사, Magnetic Resonance Image (MRI) 검사, Confocal Laser Scanning Microscope (CLSM).검사를 실시하였다. 시험기간 동안 암?수 모두 노출1주차부터 대조군에 비해 모든 노출군에서 현저한 체중저하 및 증가 억제가 관찰 되어 나노입자 노출에 의한 체중감소 및 증가억제 효과를 확인할 수 있었다. 장기중량 측정시 암수동물의 모든 노출군에서 관찰된 뇌 중량 증가는 나노입자의 영향으로 인한 것으로 생각되어지나 병리조직 검사시 특이적인 병변이 관찰 되어지지 않았다. 혈액검사결과 수컷에게 있어서 모든 노출군에서 관찰된 백혈구 증가는 용량 의존적으로 유의성 차이가 나타났으며 통계적인 유의성 차이가 있지는 않지만 암컷에게있어서 대조군에 비해 모든 노출군에서 증가되는 것이 관찰 되어졌는데 이는 나노입자의 흡입으로 인한 영향으로 생각되어진다. 혈액생화학적 검사결과, Total protein과 albumin은 수컷, 암컷에서 모두 용량 의존적으로 감소하였는데 병리조직검사 시 간장, 심장, 신장 등의 병변이 관찰 되어지지 않아 체중 저하로 인한 것으로 생각되어진다. 혈중 creatinine 농도는 암컷에서는 용량 의존적으로 증가하나 수컷에서는 모든 노출군에 그 수치가 증가하나 용량 의존적이지 않았다 이에 신장의 병리조직검사시 대조군에 비해 특이적인 병변이 관찰되어지지 않았다. MRI와 CLSM를 이용한 분석결과 나노입자의 흡입으로 인하여 뇌로 전달되는 것을 확인 하였는데 이렇게 나노입자가 전위된 뇌에서의 병리조직학적 검사결과는 특이적인 병변이 관찰되어지지 않았다. 이는 기존의 뇌에 대한 약물이 뇌의 혈액뇌관문의 통과하기 어려워 약효발생이 어려운 점이 있으나 이러한 나노입자를 통한 약물전달체로 활용할 가능성도 제시 해주고 있지만 장시간 노출시 잠재적인 위험성도 상존하기에 추가적인 나노입자에 대한 연구가 필요할 것으로 생각되어 진다. 병리조직학적 검사결과 시험물질과 관련된 주목할 만한 병변은 암수 시험물질노출군 모든 군에서 용량 의존적으로 비장의 적수에서 미성숙된 백혈구 및 적혈구계세포(myeloid and erythroid cell)를 중심으로 골수외조혈상이 관찰되었다. 본 시험에서 나타난 골수외조혈은 대조군의 동물에서는 전혀 나타나지 않고 시험물질 노출군에서는 용량 의존적으로 그 병변의 빈도와 정도가 심하여 시험물질의 의한 변화로 판단하였다. 대조군을 포함하여 모든 군의 폐에서 매우 낮은 빈도와 정도로 관찰된 간질성 폐렴은 대조군에 비하여 시험물질 노출군에서 유의한 차이를 느낄 수 없어 시험물질과는 무관한 것으로 판단하였다. 이상의 결과로부터 나노입자는 본 시험조건 하에서 ICR 마우스의 골수에 독성적인 영향을 미치는 것으로 판단되었다. 본 시험에서 표적장기는 골수(비장)로 판단되었고 조직병리학적 측면에서 골수(비장)에서의 무해용량은 암수 모두에서 150 ㎍/$m^{3}$(4x$10^{5}$ N/$cm^{3}$) 이하인 것으로 추정되어진다. 이러한 연구결과를 바탕으로 안전기준치 설정을 위한 자료 생산과 나노 소재의 섬유, 화장품, 반도체, 약물전달체등 다양한 연구분야에 대하여 기초자료를 제공하는 계기가 될 것이다.


  • 목차(Contents) 

    1. 용역연구사업 연구결과보고서 ...1
    2. 제출문 ...2
    3. 목차 ...3
    4. I. 연구개발결과 요약문 ...4
    5. 국문요약문 ...4
    6. 영문요약문 ...5
    7. II. 연구개발과제 연구결과 ...6
    8. 제1장 연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ...6
    9. 1.1...
    1. 용역연구사업 연구결과보고서 ...1
    2. 제출문 ...2
    3. 목차 ...3
    4. I. 연구개발결과 요약문 ...4
    5. 국문요약문 ...4
    6. 영문요약문 ...5
    7. II. 연구개발과제 연구결과 ...6
    8. 제1장 연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ...6
    9. 1.1 총괄연구개발과제의 목표 ...6
    10. 1.2 총괄연구개발과제의 목표달성도 ...7
    11. 1.3 국내.외 기술개발 현황 ...7
    12. 제2장 연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 방법 ...9
    13. 2.1 연구개발 내용 ...9
    14. 2.2 연구개발 방법 ...9
    15. 제3장 연구개발과제의 최종 연구개발 결과 ...14
    16. 3.1 단회흡입독성시험 ...14
    17. 3.2 반복흡입독성시험 ...16
    18. 제4장 연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ...47
    19. 제5장 연구개발과제의 연구성과 ...50
    20. 5.1 활용성과 ...50
    21. 5.2 활용계획 ...51
    22. 제6장 기타 중요변경사항 ...51
    23. 제7장 참고문헌 ...52
    24. 총괄 연구과제 요약 ...54
  • 참고문헌

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