肺におけるカーボンナノチューブ堆積の推定：品質と堅牢性の向上

in vivo吸入研究でのカーボンナノチューブ（CNT）は、肺に堆積した材料の量の推定値をますます提供しており、一般に標準式と肺堆積モデルを使用して推定されています。これらのモデルは通常、球体のような粒子を使用した研究からのデータを使用して開発および検証されています。肺堆積に対する粒子形態の重要性を考えると、そのようなアプローチの適切性が調査され、潜在的な制限を特定しました。エアロゾル化されたCNT粒子は、通常、「繊維様」および/または「広く球状の」凝集体を形成します。現在使用されている堆積モデルのレビューは、CNTの結果に対して直接検証されていないことを示していますが、球状粒子のモデルは広範囲の粒子サイズと材料に対して広範囲に検証されているため、ほとんどの '広範に妥当な推定値を提供すると予想されます。球状のCNT粒子。ただし、これの実験的確認は、特に密度が低いことを考えると有益です。繊維堆積モデルの検証は大幅に少なく、一般に、より大きな粒子に焦点を合わせています。アスベスト。これは、「繊維のような」CNT粒子の堆積推定の精度に関する懸念を引き起こし、これに対処するための将来の研究のために推奨事項がなされます。CNT堆積推定値の不確実性の評価は、その解釈にとって重要であるため、モデルの感度と不確実性の評価を実施することをお勧めします。機器の応答や粒子密度評価オプションなど、モデル入力データの測定と導出を取り巻く問題も対処されています。また、堆積モデリングと毒物学的理解の進歩に関する「将来の防止」CNT吸入研究に対するエアロゾルの特性評価に関する推奨事項も行われます。

Carbon nanotube (CNT) in vivo inhalation studies are increasingly providing estimates of the quantity of material deposited in the lung, generally estimated using standard formulae and pulmonary deposition models. These models have typically been developed and validated using data from studies using sphere-like particles. Given the importance of particle morphology to pulmonary deposition, the appropriateness of such an approach was explored to identify any potential limitations. Aerosolized CNT particles typically form 'fiber-like' and/or 'broadly spherical' agglomerates. A review of currently used deposition models indicates that none have been directly validated against results for CNT, however, models for spherical particles have been extensively validated against a wide range of particle sizes and materials and are thus expected to provide reasonable estimates for most 'broadly spherical' CNT particles, although experimental confirmation of this would be of benefit, especially given their low density. The validation of fiber deposition models is significantly less extensive and, in general, focused on larger particles, e.g. asbestos. This raises concerns about the accuracy of deposition estimates for 'fiber-like' CNT particles and recommendations are made for future research to address this. An appreciation of the uncertainties on CNT deposition estimates is important for their interpretation and thus it is recommended that model sensitivity and uncertainty assessments be undertaken. Issues surrounding the measurement and derivation of model input data are also addressed, including instrument responses and particle density assessment options. Recommendations are also made for aerosol characterization to 'future-proof' CNT inhalation studies regarding advances in deposition modeling and toxicological understanding.