制动磨损颗粒的肺部毒性：成分与表面反应性的影响

《Particle and Fibre Toxicology》：Pulmonary toxicity of brake wear particles: effects of composition and surface reactivity

　　

摘要

背景

空气中的刹车磨损颗粒（BWPs）越来越多地被认为是城市颗粒污染的重要非排放源；然而，它们的吸入毒性及其对肺部影响的关键决定因素仍不明确。

结果

使用装有非石棉有机（NAO）和低金属（LM）刹车片的刹车测功机，在铸铁盘上生成了两种类型的刹车磨损颗粒。来自NAO和LM刹车片的≤2.5 μm颗粒部分分别被命名为NAO_2.5和LM_2.5。SRM 2975（柴油尾气颗粒）和Fe₂O₃纳米颗粒被用作参考颗粒。对这些测试颗粒的物理化学性质进行了表征，包括形态、大小、表面积、结晶度、胶体性质、化学成分和溶解度。通过无细胞2′,7′-二氯二氢荧光素二乙酸酯测定法评估了测试颗粒的固有氧化潜力（IOPs），结果显示：按质量计算，NAO_2.5 > SRM 2975 > LM_2.5 > Fe₂O₃；按表面积计算，NAO_2.5 > LM_2.5 > SRM 2975 > Fe₂O₃。在雌性BALB/c小鼠咽部吸入25、50和100 μg/mouse后24小时，通过支气管肺泡灌洗液分析评估了肺部中性粒细胞的炎症反应。按质量计算，炎症反应的强度顺序为SRM 2975 > NAO_2.5 > Fe₂O₃ > LM_2.5；而按表面积计算，则为NAO_2.5 > LM_2.5 > SRM 2975 > Fe₂O₃。在单次咽部吸入100 μg/mouse后的第0、1和28天进行肺部负担分析，结果显示NAO_2.5和LM_2.5的28天滞留量相对较高（分别约为75%和67%），而SRM 2975为47%。

结论

这些数据表明NAO_2.5的炎症性比LM_2.5更强。由于刹车磨损颗粒的体积较大且表面积远低于参考颗粒，在基于表面积的比较中它们表现出更强的反应，这表明每单位表面积的炎症潜力更大。总体而言，本研究中检测到的刹车磨损颗粒的毒性特征不能仅通过固有氧化潜力来完全解释，这表明颗粒特定的物理化学性质起着重要作用。

图形摘要

此图像的替代文本可能是由AI生成的。

背景

空气中的刹车磨损颗粒（BWPs）越来越多地被认为是城市颗粒污染的重要非排放源；然而，它们的吸入毒性及其对肺部影响的关键决定因素仍不明确。

结果

使用装有非石棉有机（NAO）和低金属（LM）刹车片的刹车测功机，在铸铁盘上生成了两种类型的刹车磨损颗粒。来自NAO和LM刹车片的≤2.5 μm颗粒部分分别被命名为NAO_2.5和LM_2.5。SRM 2975（柴油尾气颗粒）和Fe₂O₃纳米颗粒被用作参考颗粒。对这些测试颗粒的物理化学性质进行了表征，包括形态、大小、表面积、结晶度、胶体性质、化学成分和溶解度。通过无细胞2′,7′-二氯二氢荧光素二乙酸酯测定法评估了测试颗粒的固有氧化潜力（IOPs），结果显示：按质量计算，NAO_2.5 > SRM 2975 > LM_2.5 > Fe₂O₃；按表面积计算，NAO_2.5 > LM_2.5 > SRM 2975 > Fe₂O₃。在雌性BALB/c小鼠咽部吸入25、50和100 μg/mouse后24小时，通过支气管肺泡灌洗液分析评估了肺部中性粒细胞的炎症反应。按质量计算，炎症反应的强度顺序为SRM 2975 > NAO_2.5 > Fe₂O₃ > LM_2.5；而按表面积计算，则为NAO_2.5 > LM_2.5 > SRM 2975 > Fe₂O₃。在单次咽部吸入100 μg/mouse后的第0、1和28天进行肺部负担分析，结果显示NAO_2.5和LM_2.5的28天滞留量相对较高（分别约为75%和67%），而SRM 2975为47%。

结论

这些数据表明NAO_2.5的炎症性比LM_2.5更强。由于刹车磨损颗粒的体积较大且表面积远低于参考颗粒，在基于表面积的比较中它们表现出更强的反应，这表明每单位表面积的炎症潜力更大。总体而言，本研究中检测到的刹车磨损颗粒的毒性特征不能仅通过固有氧化潜力来完全解释，这表明颗粒特定的物理化学性质起着重要作用。

图形摘要

此图像的替代文本可能是由AI生成的。