納米氧化鋅的生物學(xué)效應(yīng)研究.pdf

1、目的：納米ZnO是一種新型的功能性納米材料,在醫(yī)藥、橡膠、膠粘劑、涂料、導(dǎo)電材料等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。由于納米材料具有特殊的理化性質(zhì),預(yù)示其生物學(xué)效應(yīng)與一般材料可能有所不同,因此,對納米材料的生物安全性進(jìn)行評價(jià)十分必要。為評價(jià)納米ZnO的生物安全性,本研究采用支氣管注入法染毒,分別觀察納米及微米ZnO顆粒所致大鼠機(jī)體損傷程度的差異,為全面評價(jià)納米ZnO顆粒物的毒理學(xué)作用提供基礎(chǔ)資料。 方法：將56只雄性Wistar大鼠按體重隨機(jī)分

2、成7個(gè)組,采用支氣管注入法一次性染毒,6個(gè)實(shí)驗(yàn)組分別注入2、10、50 mg/ml的納米ZnO或微米ZnO顆粒懸液,按2ml/Kg體重進(jìn)行染毒,對照組注入等體積的生理鹽水,12天后處死動物。觀察染毒前后大鼠體重變化；進(jìn)行支氣管肺泡灌洗,計(jì)數(shù)肺泡灌洗液(BALF)中細(xì)胞總數(shù)及分類計(jì)數(shù)：測定BALF及肺勻漿中其乳酸脫氧酶(LDH)、酸性磷酸酶(ACP)、堿性磷酸酶(AKP)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、總蛋白(TP)含量；測定血清中

3、LDH、ACP、AKP、GSH-Px、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、血肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)含量；光鏡下觀察肺組織病理學(xué)變化。 主要結(jié)論： (1)染毒后100mg/Kg納米ZnO組體重低于對照組或相同劑量的微米組(P<0.05或P<0.01)。說明該劑量可對大鼠整體健康狀況造成影響。 (2)與對照組比較,100mg/Kg、20mg/Kg納米及微米ZnO組BALF白細(xì)胞總數(shù)增加,細(xì)胞分類可見納

4、米及微米ZnO各實(shí)驗(yàn)組粒細(xì)胞比例增加,巨噬細(xì)胞比例降低(P<0.01);與同劑量的微米組比較,100mg/Kg、20mg/Kg納米ZnO組白細(xì)胞總數(shù)增加,20mg/Kg、4mg/Kg納米ZnO組粒細(xì)胞比例增加,巨噬細(xì)胞比例降低(P<0.05或P<0.01)。說明納米及微米ZnO染毒可引起大鼠肺組織明顯的炎癥反應(yīng),相同劑量下,納米ZnO導(dǎo)致肺組織的炎癥反應(yīng)較微米ZnO嚴(yán)重。 (3)與對照組比較,100mg/Kg、20mg/Kg納米

5、及微米ZnO組BALF中總蛋白、LDH、ACP、AKP增加,GSH-Px降低,(P<0.05或P<0.01);與20mg/Kg、4mg/Kg納米ZnO組比較,100mg/Kg納米ZnO組BALF中LDH、ACP、AKP增加,GSH-Px降低,與4mg/Kg納米ZnO組比較,20mg/Kg納米ZnO組BALF中LDH增加,GSH-P降低(P<0.05或/P<0.01);100mg/Kg納米ZnO組BALF中LDH、ACP、AKP均高于同劑

6、量的微米ZnO組,BALF中GSH-Px低于同劑量的微米ZnO組。20mg/Kg納米ZnO組BALF中LDH高于同劑量的微米ZnO組,BALF中GSH-Px低于同劑量的微米ZnO組(P<0.05或P<0.01)。說明100mg/Kg、20mg/Kg納米及微米ZnO染毒可能導(dǎo)致大鼠肺泡壁毛細(xì)血管的損傷、肺泡結(jié)構(gòu)的破壞、并引起呼吸道、肺泡腔炎性細(xì)胞浸潤及由此而產(chǎn)生的氧化損傷。相同劑量下,納米ZnO導(dǎo)致呼吸道、肺泡腔炎性細(xì)胞浸潤的程度及氧化損

7、傷程度較微米ZnO嚴(yán)重。 (4)與對照組比較,100mg/Kg、20mg/Kg納米ZnO組及100mg/Kg微米ZnO組肺勻漿中GSH-Px降低,100mg/Kg納米ZnO組肺勻漿中LDH增加(P<0.01)：與20mg/Kg、4mg/Kg納米ZnO組比較,100mg/Kg納米ZnO組肺勻漿中LDH增加,GSH-Px降低,同時(shí)20mg/Kg納米ZnO組肺勻漿中GSH-Px低于4mg/Kg納米ZnO組(P<0.05或P<0.01)

8、;相同劑量間比較,100mg/Kg、20mg/Kg納米ZnO組肺勻漿中GSH-Px低于同劑量的微米組(P<0.05或P<0.01)。說明100mg/Kg、20mg/Kg納米及微米ZnO染毒可導(dǎo)致大鼠呼吸道、肺泡腔內(nèi)、肺間質(zhì)及其它肺組織細(xì)胞的炎性改變及由此而產(chǎn)生的氧化損傷。相同劑量下,納米ZnO導(dǎo)致上述生物材料炎性細(xì)胞浸潤的程度及氧化損傷程度較微米ZnO嚴(yán)重。 (5)與對照組比較,100mg/Kg納米及微米ZnO組血清中ALT、A

9、ST或AST增加,(P<0.05或P<0.01);與20mg/Kg、4mg/Kg納米ZnO組比較,100mg/Kg納米ZnO組血清中ALT、AST增加(P<0.05或P<0.01);100mg/Kg納米ZnO組血清中AST高于相同劑量的微米組(P<0.01)。表明100mg/Kg納米ZnO和微米ZnO可導(dǎo)致大鼠肝功能受損,納米ZnO對肝功能的損傷較微米ZnO更為嚴(yán)重,本研究條件下,兩種粒徑ZnO染毒未觀察到對大鼠腎功能的影響。