[논문]SWCNT 및 MWCNT의 기관내 점적주입 후 폐 계면활성제의 분석

이병우; 서정관; 심일섭; 엄익춘; 김필제

doi:10.5668/jehs.2017.43.4.273

SWCNT 및 MWCNT의 기관내 점적주입 후 폐 계면활성제의 분석
Analysis of Pulmonary Surfactant after Intratracheal Instillation of SWNCT and MWCNT 원문보기

韓國環境保健學會誌 = Journal of environmental health sciences, v.43 no.4, 2017년, pp.273 - 279

이병우 (국립환경과학원 환경건강연구부 위해성평가연구과) , 서정관 (국립환경과학원 환경건강연구부 위해성평가연구과) , 심일섭 (국립환경과학원 환경건강연구부 위해성평가연구과) , 엄익춘 (국립환경과학원 환경건강연구부 위해성평가연구과) , 김필제 (국립환경과학원 환경건강연구부 위해성평가연구과)

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives: Carbon nanotubes (CNTs) are next-generation industrial nanoparticles which possess excellent mechanical strength along with good thermal conductivity and electric properties. Given these characteristics, carbon nanotubes are being widely applied in various fields, including research and development. However, concerns have been raised over hazardous properties due to their similar fiber shape to asbestos. Recent studies have shown that CNTs pose potential hazards which may cause fibrosis and/or lung inflammation similarly to asbestos. Methods: After intratracheal instillation of SWCNTs and MWCNTs to rats, pulmonary surfactant (PS) of the SWCNTs and MWCNTs was measured and analyzed using bronchoalveolar lavage fluid collected from the lung. After a single intratracheal instillation of SWCNTs and MWCNTs, phospholipid predominantly showed a significant increase compared to the control group, while proteins exhibited a significant increase both three days and one week after instillation. Results: As a result of surface tension, MWCNTs showed a significant decrease three days after treatment compared to the control group. In the case of the total cell number three days after instillation, MWCNTs revealed a temporarily significant increase when compared to the control group. For PMN number, when compared to the control group, SWCNTs displayed a significant increase throughout the observation period, while MWCNTs showed a significant increase three days and three months after treatment. Conclusions: After exposure to CNTs, the total cell number and PNT number, which indicate inflammatory response, were significantly increased. Therefore, this study suggests fiber-shaped CNTs may have a harmful effect on the lungs.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 생성법에 따라 나누어진 CNT가 폐에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보기 위해 SWCNT 및 MWCNT를 랫드에 기관내 점적주입 후, 폐로부터 채취한 기관지폐포세정액(Bronchoalveolar lavage fluid, BALF)를 이용하여, 폐 계면활성제를 측정·분석해 보고자 하였다.

제안 방법

Fig. 2는 SWCNT 및 MWCNT를 기관내 점적투여한 후, 경과되는 각 시점에서의 폐 계면활성제를 분석하여 인지질 및 단백질의 농도(µg/ml)와 표면장력(mN/m)의 변화를 대조군과 비교하여 살펴보았다. 인지질의 경우(A) 각 시점의 대조군과 비교한 결과,SWCNT는 점적주입후 3일, 1주일, 1개월, MWCNT는 점적주입후 3일, 1개월, 3개월에서 유의한 증가를 보였다.
본 연구는 CNT의 생성법에 따라 만들어진 SWCNT와 MWCNT를 실험용 동물에 단회 기관내 점적주입한 후 채취한 BALF로부터 폐 계면활성제를 분석하여 그에 따른 영향을 살펴보았다. 우선 기관내 점적주입실험은 시험물질을 폐에 직접 주입하는 방법으로 흡입실험과 비교하여 비교적 저비용으로 수행할 수 있으며, 투여량을 정할 수 있기 때문에 투여량-반응관계를 확인할 수 있다는 장점이 있다.
4 ml를 사용하였다. 투여군으로서는 SWCNT 및 MWCNT를 각각 0.2mg(0.66 mg/kg)으로 하여 Triton X-100용액에 희석시켜 1회 기관내 점적주입하였으며, 점적주입 후 3일, 7일, 1개월, 3개월 시점으로 각 군 5마리씩 해부하였다. 해부시 랫드의 폐를 척출하여 왼쪽 폐에는 집게로 고정한 후 기관지를 통해 생리식염수를 주입, 흡인하는 방법으로 오른쪽 폐로부터 50 ml의BALF를 채취하였다.

대상 데이터

Wistar계 실험용 랫드(8 week old, male)는 KyudoCo. Ltd.(Kumamoto, Japan)로부터 구입하여, 일본산업의과대학 동물센터에서 1주 순화기간을 거친 후 실험에 사용하였다. 실험동물의 취급 및 과정은 일본 실험동물의 관리와 사용에 관한 규정(Japanese Guide for the Care and Use of Laboratory Animals)의 법률에 의거 일본 산업의과대학의 동물실험관리 규정에 따라 동물센터에서 실시하였다.
실험에 사용된 SWCNT와 MWCNT (Nikkiso Co.,Ltd, Tokyo, Japan)는 모두 CVD (Catalytic chemical Vapor Deposition) 방법에 의해 합성되어진 것을 사용하였다.

데이터처리

SPSS(ver.14) 프로그램을 이용하여 Mann-Whiteney로 통계처리 하였으며, p<0.05를 유의한 차가 있는 것으로 간주하였다.

이론/모형

(Kumamoto, Japan)로부터 구입하여, 일본산업의과대학 동물센터에서 1주 순화기간을 거친 후 실험에 사용하였다. 실험동물의 취급 및 과정은 일본 실험동물의 관리와 사용에 관한 규정(Japanese Guide for the Care and Use of Laboratory Animals)의 법률에 의거 일본 산업의과대학의 동물실험관리 규정에 따라 동물센터에서 실시하였다.

성능/효과

BALF로부터 폐 계면활성제를 분석한 결과, 대조군과 비교하여 인지질에서는 전 관찰기간 유의한 상승을 보였으며, 단백질에서는 점적주입후 3일 및 7일 경과되는 시점에서 유의한 상승을 보였다. 표면장력은 점적주입후 3일째 유의한 감소를 보였다.
표면장력은 점적주입후 3일째 유의한 감소를 보였다. 이러한 결과를 분석해보면 CNT가 폐에 염증반응을 일으킬 수 있는 물질로 볼 수 있으며, 또한 총 세포수 및 염증반응을 나타내는 PMN수의 유의한 증가 등 여러 연구들의 결과를 근거로 섬유형상의 모양을 가지는 CNT는 인체에 유해성을 가진다고 볼 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	카본나노튜브란?	카본나노튜브(CNT: Carbon Nanotube)는 기계적 강도가 우수하며, 뛰어난 열 전도성 및 전기적 성질을 가지는1) 차세대 공업용 나노입자로서, 현재 연구 및 개발분야 등 여러 곳에서 각광을 받고 있다. CNT는 탄소에 의해 만들어진 그라핀시트(GrapheneSheets)에 따라 그 종류가 분류되어지는데, 하나의 그라핀시트로 구성되어 있으며 직경이 보통 0.
	CNT의 문제점은?	2) CNT는 차세대의 대표적인 신소재로서 주목을 받고 있지만, 석면과 같은 섬유형상을 가지고 있어 그에 수반되는 유해성에 대해 관심이 높아지고 있다. 최근 In vivo 연구에서는 CNT는 석면으로 인한 영향과 마찬가지로 섬유화나 폐 염증을 일으킬 수 있는 잠재적인 유해성을 가지고 있다고 하였다.3-8)
	카본나노튜브의 활용 분야는?	5-3nm인 것을 단층 카본나노튜브(Single-walled CarbonNanotube, SWCNT), 2개 이상 복수의 그라핀시트로 구성되어 있으며 외경이 10 nm 이상인 것을 다층 카본나노튜브(Multi-walled Carbon Nanotube, MWCNT)라고 한다. 이러한 구조를 가지고 있는 CNT는 2차전지 및 고분자 복합소재, 금속 복합소재, 바이오-의료 등 다양한 산업분야에서 활용이 예상되고 있으며 일부 용도에서는 이미 상업화 초기단계에 들어서고 있다.2) CNT는 차세대의 대표적인 신소재로서 주목을 받고 있지만, 석면과 같은 섬유형상을 가지고 있어 그에 수반되는 유해성에 대해 관심이 높아지고 있다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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