生体影響(肺病変)予測指標としての吸入性粒子の物理化学的因子の検討

• 研究課題/領域番号: 15590528
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 衛生学
• 研究機関: 産業医科大学
• 研究代表者: 大藪 貴子 産業医科大学, 産業生態科学研究所, 助手 (20320369)
• 研究分担者: 田中 勇武 産業医科大学, 産業生態科学研究所, 教授 (00038035) ; 森本 泰夫 産業医科大学, 産業生態科学研究所, 教授 (30258628) ; 大和 浩 産業医科大学, 産業生態科学研究所, 助教授 (90248592) ; 大神 明 産業医科大学, 産業生態科学研究所, 助教授 (40301692) ; 黒田 香織 産業医科大学, 産業生態科学研究所, 教務職員 (40389474)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円); 2005年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2004年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2003年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
• キーワード: 吸入性粒子 / 肺内滞留性 / 溶解性幾何形状 / 気管内注入法 / 線維化 / 溶解性 / 幾何形状

研究概要

環境中の吸入性粒子による線維化やがん化などの肺病変は、吸入された粒子の肺内滞留性に依存することが知られている。本研究では、その肺内滞留性に影響を及ぼすと考えられる肺内粒子の物理化学的特性である"溶解性"と"粒子形状"に焦点をあて、これらの因子と粒子の肺内滞留性、肺病変との関係を明らかにすることを目的とし、溶解性、形状の異なる3種類の試料(硫酸マグネシウムウィスカ、チタン酸カリウムウィスカ、チタン酸カリウム粒子)について、溶解性試験、幾何形状の測定を行った。溶解性測定装置については、粉じん周囲の溶液が連続的に変わり、対象物の溶解性にあわせて流量、試料量等の条件を変えることが出来る我々独自に開発したフローシステムを構築し測定を行った。また、実験動物を用いた気管内注入試験における肺内滞留性と、溶解性および幾何形状との関係を検討した結果、以下のことが明らかとなった。
1.繊維形状がほぼ等しく溶解性が全く異なる硫酸マグネシウムウィスカとチタン酸カリウムウィスカについて、溶解性、幾何形状の正確な測定を行い、肺内滞留性および病理組織変化と比較検討した結果、幾何形状が同じ繊維であれば、溶解性の低い繊維の方が肺内滞留性が高く、肺への影響が大きいことが認められた。
2.難溶性で形状の異なるチタン酸カリウムウィスカとチタン酸カリウム粒子について、1.と同様に検討した結果、化学組成が同じ難溶性試料であれば、粒子状試料より繊維状試料の方が肺内滞留性が高く、肺への影響が大きいことが認められた。
本研究結果から、粒子の物理化学的因子(溶解性、幾何形状)と肺内滞留性(病理組織変化)の関係を明らかにすることができ、今後、その定量的な相関を明らかにしていくことにより、吸入性粒子の溶解性、幾何形状がその粒子の生体影響を予測する指標となりうると考えられた。