機能性繊維状物質の生体毒性事前評価システムの開発に関する基礎的研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10470115
• 研究機関: 産業医科大学
• 研究代表者: 田中 勇武 産業医科大学, 産業生態科学研究所, 教授 (00038035)
• 研究分担者: 大和 浩 産業医科大学, 産業生態科学研究所, 助教授 (90248592) ; 保利 一 産業医科大学, 産業保健学部, 教授 (70140902) ; 東 敏昭 産業医科大学, 産業生態科学研究所, 教授 (10119000) ; 大神 明 産業医科大学, 産業生態科学研究所, 助手 (40301692) ; 森本 泰夫 産業医科大学, 産業生態科学研究所, 助教授 (30258628)
• キーワード: 繊維状物質 / 毒性評価 / 吸入曝露 / 生体影響

研究概要

グラスウール、ロックウール、セラミックファイバーの3種類の非晶質繊維とチタン酸カリウムウィスカーの結晶質繊維1種類の計4種類の機能性人造繊維を試験繊維とし、各繊維の健康へ及ぼす影響を評価するために、下記の事項について検討し、有益な成果を得た。
1.まず、各繊維の物理的、化学的、幾何学的特性を明らかにするために、繊維の径・長さ(電顕)、不溶性(蒸留水、疑似体液)、表面特性(構造、ゼータ電位)、比表面積、真比重、化学組成を分析した。
2.次に肺内に侵入した繊維の肺内耐久性を調べるために、グラスウール、ロックウール、セラミックファイバー、チタン酸カリウムウィスカーを2mgずつ実験動物の気管内に注入し、3ヶ月後に解剖し、低温灰化後、肺内滞留繊維量をICP発光分析装置で定量し、肺からの排泄速度を求めた。その結果、排泄速度は、チタン酸カリウムウィスカー=セラミックファイバー<ロックウール<<グラスウールの順であった。
3.2の結果から、吸入性で、最も生体影響が強いと予測されたチタン酸カリウムウィスカーについて長期および短期の吸入曝露実験を実施し、次の結果を得た。
1)チタン酸カリウムウィスカは、生体内に取り込まれると極めて溶けにくい物質で、取り込まれたファイバーは肺部に、長く残留することが実験から明らかになった。
2)チタン酸カリウムウィスカは、肺内に長く留まるために、肺組織に線維化が生じ易いことが認められた。
3)肺内に沈着したチタン酸カリウムウィスカの肺からの半減期は、3.5ヶ月であり、肺に線維化等障害がある場合には、更に半減期は長くなり、本実験では、15ヶ月という結果が得られた。
4)チタン酸カリウムウィスカの発癌性については、本吸入曝露実験からは、確認されなかった。
5)本実験で用いたチタン酸カリウムウィスカの吸入曝露濃度1.9mg/m^3は、作業環境での管理濃度2.9mg/m^3に比較して低いにも係わらず、曝露されたラット全匹に線維化が起こっており、もし人に曝露した場合には、塵肺になる懸念があり、充分に注意した取扱が望まれる。

研究成果

• [文献書誌] HORI Hajime: "A Clearance Model of Inhaled Man-Made Fibers in Rat Lungs"Industrial Health. 37. 103-107 (1999)
• [文献書誌] MORIMOTO Yasuo: "Effects of Mineral Fibers on the Gene Expression of Proinflammatory Cytokines and Inducible Nitric-Oxide Synthase in Alveolar Macrophages"Industrial Health. 37. 329-334 (1999)
• [文献書誌] MORIMOTO Yasuo: "Combined Effect of Cigarette Smoke and Mineral Fibers on the Gene Expression of Cytokine mRNA"Environmental Health Perspectives. 107,NO6. 495-500 (1999)
• [文献書誌] ISHIMATSU Sumiyo: "A New Digestion Method for Recovery of MMMFs from Lungs"Industrial Health. 37. 307-312 (1999)
• [文献書誌] YAMAGUCHI Raizou: "Increased 8-Hydroxyguanine in DNA Its Repair Activity in Hamster and Rat Lung After Intratracheal Instillation of Crocidolite Asbestos"Japanese Journal of Cancer Research. 90. 505-509 (1999)
• [文献書誌] TANAKA Isamu: "Lung Deposiotion and Clearance of Inhaled Graphite Whisker"J.Aerosol Sci. 29. 295-296 (1999)
• [文献書誌] YAMATO Hiroshi: "Fiber Numbers Per Unit Weight of JFM Standard Reference Samples Determined with a Scanning Electron Microscope"Industrial Health. 36. 384-387 (1999)
• [文献書誌] HORI Hajime: "A Clearance Model of Inhaled Glass Fiber in Rat Lungs"ELSEVIER. 5 (1998)
• [文献書誌] YAMATO Hiroshi: "Clearance of Inhaled Potassium Octatitanate Whisker in Rat Lungs"ELSEVIER. 14 (1998)
• [文献書誌] MORIMOTO Yasuo: "Risk Assessment of Man-Made Fibers by RT-PCR"ELSEVIER. 4 (1998)
• [文献書誌] ISHIMATSU Sumiya: "Clearance Time of Deposited Graphite Wisker in Rat Lungs"ELSEVIER. 4 (1998)
• [文献書誌] ISHIMATSU Simiyo: "Biopersisitence of Inhaled Glass Fibers in Rat Lungs"ELSEVIER. 6 (1998)
• [文献書誌] Oyabu Takako: "Biopersistence and the Possibility of Fibrosis of Limestone in Rat Lung"ELSEVIER. 4 (1998)
• [文献書誌] TUDA Tohru: "One-Year Inhalation Study of Man-Made Fibers"ELSEVIER. 5 (1998)
• [文献書誌] YOSHIZUMI Kouji: "Improvemants in Airborne Asbestos Concentrations in Work Places of Asbestos-Containing Products Manufacturing Plants in Japan"ELSEVIER. 4 (1998)
• [文献書誌] Yamaguchi Raizou: "Increased 8-Oh-Gua in DNA and Its Repair Activity in Crocidolite Treated Hamster Lung"ELSEVIER. 4 (1998)