Toxicity of TiO2 NPsThe toxic effec

Toxicity of TiO2 NPs
The toxic effects of test substances are usually measured in terms of acute, sub-acute, sub-chronic or chronic exposure conditions. Studies with a maximum of 2 weeks (14 days) study duration are normally referred to as acute toxicity studies. Sub-acute toxicity studies last for a maximum of 4 weeks (28 days), sub-chronic toxicity studies for a maximum of 13 weeks (90 days) and chronic toxicity studies last longer than 4 months. The toxicity of TiO2 NPs will be discussed in terms of these types of studies.

Acute toxicity
Acute toxicity information for TiO2 NPs in humans is currently lacking. A value often given in animal toxicity studies is the median lethal dose (LD50)/median lethal concentration (LC50), which is defined as the dosage/concentration resulting in the death of 50% of the experimental animals. However, due to ethical reasons, this method of acute toxicity testing was abolished in 2002 from the Organization for Economic Co-operation and Development (OECD) acute toxicity guideline (TG 401) and is not recommended. However, there are other alternative methods such as fixed dose procedure (TG 420), up and down procedure (TG 423) and dose response method (TG 425) that can be used to determine the LD50. The acute toxicity studies are mentioned in the order; inhalation, intra-tracheal instillation, dermal, oral, intraperitoneal, and in vitro.

In an inhalation study, rats were exposed to aerosols of 0, 2, 10, or 50 mg/m3 TiO2 NPs by inhalation for 6 h/day for 5 days [103]. Necropsies were performed either immediately after the last exposure or after 3 and 16 days post-exposure. Lung inflammation was associated with dose-dependent increases in bronchoalveolar lavage fluid (BALF) total cell and neutrophil counts, total protein content, enzyme activities and levels of a number of cell mediators. No indications of systemic effects were found by measurement of appropriate clinical pathological parameters. An inhalation study on mice [104], exposed to TiO2 NPs (2–5 nm; 8.88 mg/m3; 4h/day for 10 days) showed higher counts of total cells and alveolar macrophages in the BALF. However, mice recovered by week 3 post-exposure. These inhalation studies showed that at sufficient lung burdens in both rats and mice TiO2 NPs can cause pulmonary inflammation. Nurkiewicz et al. [105] reported that inhalation of nano- or fine TiO2 (21 nm or 1 μm; 1.5 or 20 mg/m3; 24 h post-exposure) caused microvascular dysfunction in arterioles of the shoulder muscle, i.e., a failure to respond to dilators. On a mass basis, nano TiO2 was 6–7 times more potent than fine TiO2. However, the difference in potency was not present when dose was normalized to particle surface area delivered to the lungs. A recent study by the same research group found that the peripheral vascular effects associated with particulate matter (PM) exposure (TiO2 FP 710 nm and NP 100 nm; inhalation 1.5-16 mg/m3 for 4–12 h) are due to the activation of inflammatory and/or neurogenic mechanisms [106]. In addition, an increase in basal tone and a decreased responsiveness of coronary arterioles to dilators was noted 1 day after inhalation of nano TiO2 (21 nm; P-25:80/20 anatase/rutile; 6 mg/m3; at 24 h post-exposure) in another study [107]. It should be noted that microvascular dysfunction was reported at low lung burdens which did not significantly alter BALF measures of lung inflammation or damage. These findings are of interest because there are known associations between PM and cardiovascular diseases. PM exposure can result in significant changes in many cardiovascular indices, such as heart rate, heart rate variability, blood pressure, and blood coagulability [108].

Kết quả (Việt) 1:

Độc tính của TiO2 NPsCác hiệu ứng độc hại của các bài kiểm tra chất thường được đo về điều kiện tiếp xúc cấp tính, viêm tiểu, tiểu mãn tính hoặc mãn tính. Nghiên cứu với tối đa là 2 tuần (14 ngày) nghiên cứu thời gian thường được gọi là các nghiên cứu độc tính cấp tính. Các nghiên cứu độc tính cấp tính phụ cuối cho tối đa 4 tuần (28 ngày), các nghiên cứu độc tính tiểu mãn tính cho tối đa 13 tuần (90 ngày) và nghiên cứu ngộ độc mãn tính kéo dài hơn 4 tháng. Độc tính của TiO2 NPs sẽ được thảo luận về các loại nghiên cứu.Độc tính cấp tínhThông tin độc tính cấp tính cho TiO2 NPs trong con người hiện đang thiếu. Giá trị thường được đưa ra trong các nghiên cứu động vật độc tính là liều trung bình gây chết người (LD50) / trung bình gây chết người tập trung (LC50), mà được định nghĩa là liều lượng/nồng độ dẫn đến cái chết 50% động vật thí nghiệm. Tuy nhiên, vì lý do đạo Đức, phương pháp này của ngộ độc cấp tính thử nghiệm đã bị bãi bỏ vào năm 2002 từ tổ chức hợp tác kinh tế và phát triển (OECD) phương châm độc tính cấp tính (TG 401) và không được khuyến khích. Tuy nhiên, có phương pháp thay thế khác như thủ tục cố định liều (TG 420), lên và xuống các thủ tục (TG 423) và liều phương pháp phản ứng (TG 425) mà có thể được sử dụng để xác định LD50. Các nghiên cứu độc tính cấp tính được đề cập trong thứ tự; hít thở, sự nội instillation, da, miệng, lượng và trong ống nghiệm.Trong một nghiên cứu hít phải, chuột được tiếp xúc với bình xịt 0, 2, 10, hoặc 50 mg/m3 TiO2 NPs do hít phải cho 6 h/ngày trong 5 ngày [103]. Necropsies đã được thực hiện ngay lập tức sau khi tiếp xúc cuối cùng hoặc sau 3 đến 16 ngày sau khi tiếp xúc. Tình trạng viêm phổi được liên kết với phụ thuộc vào liều lượng tăng bronchoalveolar rửa chất lỏng (BALF) tất cả di động và đếm bạch cầu trung tính, protein tất cả nội dung, các hoạt động của enzyme và mức độ một số tế bào trung gian. Không có chỉ dẫn của hệ thống hiệu quả được tìm thấy bằng cách đo các thông số bệnh lý lâm sàng thích hợp. Một hít phải nghiên cứu trên chuột [104], tiếp xúc với TiO2 NPs (2-5 nm; 8.88 mg/m3; 4h/ngày trong 10 ngày) cho thấy cao đếm tất cả các tế bào và phế nang đại thực bào ở BALF. Tuy nhiên, những con chuột phục hồi bằng tuần 3 sau phơi. Hít phải những nghiên cứu cho thấy rằng đủ phổi gánh nặng ở chuột và chuột TiO2 NPs có thể gây viêm phổi. Nurkiewicz et al. [105] báo cáo rằng hít của nano - hoặc tốt TiO2 (21 nm hoặc 1 μm; 1,5 đến 20 mg/m3; sau 24 h tiếp xúc) gây ra rối loạn chức năng microvascular trong tiểu động mạch cơ bắp vai, ví dụ, là một sự thất bại để đối phó với dilators. Trên cơ sở khối lượng, nano TiO2 là 6-7 lần mạnh hơn Mỹ TiO2. Tuy nhiên, sự khác biệt trong hiệu lực đã không có mặt khi liều được chuẩn hoá đến diện tích bề mặt hạt gửi đến phổi. Một nghiên cứu gần đây do cùng một nhóm nghiên cứu tìm thấy rằng các hiệu ứng mạch máu ngoại vi liên kết với các hạt vật chất (PM) tiếp xúc (TiO2 FP 710 nm và NP 100 nm; hít 1.5-16 mg/m3 cho 4 – 12 h) là do việc kích hoạt các cơ chế viêm và/hoặc thần [106]. Ngoài ra, sự gia tăng trong giai điệu cơ bản và một phản ứng giảm của tiểu động mạch vành để dilators đã được ghi nhận 1 ngày sau khi hít phải nano TiO2 (21 nm; P-25:80 / 20 anatase/rutil; 6 mg/m3; lúc sau 24 h tiếp xúc) trong một nghiên cứu [107]. Cần lưu ý rằng rối loạn chức năng microvascular đã được báo cáo tại gánh nặng phổi thấp đã không một cách đáng kể làm thay đổi các biện pháp BALF viêm phổi hoặc thiệt hại. Những phát hiện này quan tâm bởi vì có được biết đến các Hiệp hội giữa AM và bệnh tim mạch. PM tiếp xúc có thể dẫn đến những thay đổi đáng kể trong nhiều chỉ số tim mạch, chẳng hạn như nhịp tim, sự biến đổi nhịp tim, huyết áp và máu coagulability [108].

Kết quả (Việt) 2:

Độc tính của TiO2 NP
Các tác dụng độc hại của chất thử nghiệm thường được đo theo điều kiện phơi nhiễm cấp tính, cấp tính, tiểu mãn tính hoặc mãn tính. Các nghiên cứu với tối đa là 2 tuần (14 ngày) Thời gian nghiên cứu thường được gọi là nghiên cứu độc tính cấp tính. Nghiên cứu độc tính cấp tính kéo dài tối đa là 4 tuần (28 ngày), các nghiên cứu độc tính phụ mãn tính cho tối đa là 13 tuần (90 ngày) và nghiên cứu độc tính mãn tính kéo dài hơn 4 tháng. Độc tính của TiO2 NP sẽ được thảo luận về các loại hình nghiên cứu.

Độc tính cấp tính
thông tin độc tính cấp tính đối với TiO2 NP ở người hiện đang thiếu. Một giá trị thường được đưa ra trong nghiên cứu độc tính động vật là liều trung bình gây chết người (LD50) / trung bình nồng độ gây chết người (LC50), được định nghĩa là liều lượng / nồng độ dẫn đến cái chết của 50% các loài động vật thực nghiệm. Tuy nhiên, vì lý do đạo đức, phương pháp thử nghiệm độc tính cấp tính đã bị bãi bỏ vào năm 2002 từ Tổ chức Hợp tác Kinh tế và Phát triển (OECD) châm độc tính cấp (TG 401) và không được khuyến khích. Tuy nhiên, có những phương pháp khác thay thế như thủ tục liều cố định (TG 420), lên và xuống thủ tục (TG 423) và phương pháp đáp ứng liều (TG 425) có thể được sử dụng để xác định LD50. Các nghiên cứu độc tính cấp tính được đề cập theo thứ tự; hít, nội khí quản khi nhỏ thuốc, da, miệng, màng bụng, và trong ống nghiệm.

Trong một nghiên cứu hít vào, con chuột đã được tiếp xúc với các sol khí là 0, 2, 10, hoặc 50 mg / m3 TiO2 NP khi hít phải trong 6 h / ngày trong 5 ngày [103]. Mổ xác được thực hiện hoặc là ngay lập tức sau khi tiếp xúc cuối cùng hoặc sau 3 và 16 ngày sau khi tiếp xúc. Viêm phổi có liên quan với sự gia tăng phụ thuộc vào liều trong dịch phế quản rửa (BALF) tổng số tế bào và bạch cầu trung tính, tổng hàm lượng protein, các hoạt động enzyme và nồng độ của một số trung gian tế bào. Không có dấu hiệu cho thấy ảnh hưởng toàn thân đã được tìm thấy bằng cách đo các thông số bệnh lý lâm sàng thích hợp. Một nghiên cứu trên chuột hít [104], tiếp xúc với TiO2 NP (2-5 nm; 8,88 mg / m3; 4h / ngày trong 10 ngày) cho thấy số lượng cao hơn của tổng số tế bào đại thực bào phế nang và trong BALF. Tuy nhiên, những con chuột thu hồi tuần 3 sau phơi nhiễm. Những nghiên cứu này cho thấy rằng hít vào phổi gánh đủ cả chuột cống và chuột nhắt TiO2 NP có thể gây viêm phổi. Nurkiewicz et al. [105] đã báo cáo rằng hít nano TiO2 hoặc phạt tiền (21 nm hoặc 1 mm; 1,5 hoặc 20 mg / m3; 24 h sau phơi nhiễm) gây ra rối loạn chức năng vi mạch máu trong động mạch của cơ vai, nghĩa là một sự thất bại để đáp ứng dilators . Trên cơ sở khối lượng, nano TiO2 là mạnh hơn TiO2 tinh 6-7 lần. Tuy nhiên, sự khác biệt trong hiệu lực đã không có mặt khi liều là bình thường với diện tích bề mặt hạt chuyển đến phổi. Một nghiên cứu mới đây của nhóm nghiên cứu cũng cho thấy những tác động mạch máu ngoại vi kết hợp với các hạt vật chất (PM) tiếp xúc (TiO2 FP 710 nm và 100 nm NP; hít 1,5-16 mg / m3 cho 4-12 h) là do sự kích hoạt các cơ chế viêm và / hoặc do thần kinh [106]. Ngoài ra, sự gia tăng trong giai điệu cơ bản và đáp ứng giảm của tiểu động mạch vành để dilators đã được ghi nhận 1 ngày sau khi hít nano TiO2 (21 nm; P-25: 80/20 anatase / rutile, 6 mg / m3; ở 24 giờ sau -exposure) trong một nghiên cứu khác [107]. Cần lưu ý rằng rối loạn chức năng vi mạch máu đã được báo cáo ở những gánh nặng phổi thấp mà không làm thay đổi đáng kể các biện pháp BALF viêm phổi hoặc thiệt hại. Những phát hiện này được quan tâm vì được biết là có liên quan giữa PM và các bệnh tim mạch. PM tiếp xúc có thể dẫn đến những thay đổi đáng kể trong nhiều chỉ số tim mạch, chẳng hạn như nhịp tim, tốc độ biến thiên nhịp tim, huyết áp, và coagulability máu [108].