Research press release


Nature Nanotechnology

Inhaled carbon nanotubes reach the lung lining

マウスが吸入した多層カーボンナノチューブ(長い同心状多層グラファイトチューブ)は肺の外膜に到達し、特有の病理学的変化を引き起こすことが、Nature Nanotechnology(電子版)に報告される。この研究は、今後の肺応答の長期評価が行われるまでは、ナノチューブを取り扱う際、吸入を最小限にする必要があることを示唆している。

過去に、マウスの腹腔内に取り込まれた多層カーボンナノチューブが、アスベストのような病原的性質を示すことが明らかになった。この研究をもとに、J Bonnerらは、高濃度または低濃度の多層カーボンナノチューブをマウスに単回吸入させ、1日、2週間、6週間、および14週間後の肺組織を調べた。吸入されたナノチューブは、特殊な白血球によって取り込まれ、肺壁の外膜まで移動し、肺組織の瘢痕化を起こす。このような結果は、少量のナノチューブやカーボンブラックナノ粒子(長いチューブ状ではなく微小な粒子状のグラファイト)を吸入したマウスではみられなかった。


Multiwalled carbon nanotubes ― multiple layers of long concentric tubes of graphite ― inhaled by mice reach the outer lining of the lungs and cause unique pathological changes, reports a study published online this week in Nature Nanotechnology. This work suggests that minimizing the inhalation of nanotubes during handling of the material is necessary until further long-term assessments of the lungs' response have been conducted.

Previously, multiwalled carbon nanotubes introduced into the abdominal cavity of mice were shown to have asbestos-like pathogenic behavior. Building on this work, James Bonner and colleagues allowed mice to inhale a single dose of either a high or low concentration of multiwalled carbon nanotubes and examined their lung tissues after one day, two weeks, six weeks and fourteen weeks. The inhaled nanotubes were swallowed up by specialized white blood cells that travelled to the outer lining of the lung wall, causing scarring of the lung tissue. None of these effects were seen in mice that inhaled the lower dose of nanotubes or carbon black nanoparticles ― graphite in the form of compact particles rather than long tubes.

Although the present inhalation study is a relevant method for determining nanotube toxicity, the pathological changes seen could be unique to this specific type of nanotube and may or may not persist under repeated exposures. Nevertheless, the ability of nanotubes to reach the outer lining of the lungs calls for a better understanding of how to handle these materials.

doi: 10.1038/nnano.2009.305

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