초록 ▼

IV. 연구 결과

1. 관련 연구동향 조사
○ 미국국립의학도서관 데이터베이스 (PubMed) 등을 기반으로 나노물질의 발생독성 연구 및 산화아연나노물질의 독성연구에 대한 최근 동향을 조사하였으며 2013년 11월 기준으로 주요 연구결과를 선정하여 보고서에 수록하였다.

2. 주요 시험 항목 및 과정
가. 투여 경로에 적정한 산화아연 나노물질의 현탁액 제조 및 안정성 평가
산화아연나노입자를 탈이온수, 5% 글루코스, 2% 글리세롤 및 FBS에 현탁시키고 24시간 후 Submicron Partic

IV. 연구 결과

1. 관련 연구동향 조사
○ 미국국립의학도서관 데이터베이스 (PubMed) 등을 기반으로 나노물질의 발생독성 연구 및 산화아연나노물질의 독성연구에 대한 최근 동향을 조사하였으며 2013년 11월 기준으로 주요 연구결과를 선정하여 보고서에 수록하였다.

2. 주요 시험 항목 및 과정
가. 투여 경로에 적정한 산화아연 나노물질의 현탁액 제조 및 안정성 평가
산화아연나노입자를 탈이온수, 5% 글루코스, 2% 글리세롤 및 FBS에 현탁시키고 24시간 후 Submicron Particle Sizer로 나노입경을 측정하고 그 결과를 제시하였다. 제조회사에서 제공한 산화아연나노입자는 탈이 온수에 현탁된 제제로서 100~15,000 ppm농도에서 11.3±6.4~18.8±9.1 nm 크기의 안정된 분포를 보였다. 5% 글루코스 등장액에서는 11.9±6.9~23.2±10.8 nm 크기의 분포를 보여 제조회사가 공급한 탈이 온수에서의 나노입자크기와 큰 차이를 보이지 않았다. 2% 글리세롤 등장액에서는 6.9±4.5~26.1±11.0 nm의 입경분포를 나타내었는데 고농도로 존재 시 입경이 작아지는 경향을 보였다. 이때 입경이 작아지는 것은 나노입자가 분해되기보다는 고농도에서 반발력 등의 차이로 인해 응집의 상태가 달라지기 때문인 것으로 보인다.

나. 발생독성시험
산화아연나노물질을 정맥투여의 경우 0, 5, 10, 20 mg/kg 용량으로, 경구투여의 경우 500, 1000 mg/kg의 용량으로 각 군당 24마리의 교미 확인된 암컷 랫드에 임신 6일부터 20일까지 매일 1회 투여하고 모동물 및 배·태자 발생에 미치는 영향을 조사하였다.

그 결과, 20 mg/kg/day 정맥투여군에서 동물의 사망사례가 관찰되었으며 비장증대 현상, 신장과 부신의 중량 증가, 신장조직에서 확장성 세뇨관이 관찰되었다. 또한 5 mg/kg/day 이상 정맥투여군에서 폐 조직의 다병소성 혼합세포 침윤 및 혈전이 관찰되었고, 10 mg/kg/day 이상 정맥투여군에서 폐와 비장의 중량 증가 및 간·골수 외 조혈 등에서 시험물질 투여와 관련된 변화가 관찰되었다. 혈액분석 시 모든 정맥투여군에서 빈혈 및 백혈구 증가와 관련된 변화가 관찰되었다.

경구투여 1000 mg/kg/day 투여군에서 부신증대 현상 및 중량이 증가하였으며 혈액학적 검사 시 모든 시험물질 투여군에서 빈혈 및 백혈구 증가와 관련된 변화가 관찰되었다. 태자에 대한 영향 관찰에서는 정맥투여 20 mg/kg/day 투여군에서 태자사망수, 착상 후 태자사망률의 증가 및 암수태자 체중의 감소가 관찰되었다.

따라서 본 시험 조건에서 모동물에서의 산화아연 나노물질 무해용량(No Observed Adverse Effect Level, NOAEL)은 정맥투여는 5 mg/kg/day 이하, 경구투여는 500 mg/kg/day 이하로 판단된다. 배·태자에서의 NOAEL은 정맥투여는 10 mg/kg/day, 경구투여는 1000 mg/kg/day 이상으로 판단되었다. 시험물질에 의한 직접적인 기형 발생은 없는 것으로 판단되었다.

다. 어미(모체)-F1세대간 산화아연 나노물질의 이행 및 분포시험
산화아연나노의 모체 체내 분포실험을 위해 시험 종료 후 대조군과 고용량 투여군 모체의 간, 신장, 폐, 혈액 및 태반을 샘플링하였다. 모체-태자 이동을 확인하기 위해서 태자의 간, 신장, 폐, 혈액을 샘플링하고 각 시료를 마이크로웨이브를 이용하여 산 가수분해 후 ICP-MS로 측정하였다.

그 결과 정맥투여 및 경구투여군의 태자의 간, 신장에서 산화아연나노물질이 검출되었다. 또한 모체의 태반과, 태자의 간 및 신장을 전자현미경으로 검경한 결과 정맥 및 경구투여 모체의 태반에서 산화아연나노물질이 확인되었으며 아울러 태자의 간 및 신장에서도 산화아연나 노물질이 검출되었다.

라. 나노물질의 발생독성시험 가이던스 매뉴얼 제작
나노물질의 물리화학적 성질에 대한 자료생산, 발생독성시험의 개요 정의, 시험의 준비, 시험방법, 시험결과의 처리, 시험결과의 보고 등에 대해 국립환경과학원 화학물질 유해성시험방법의 형식을 준용하여 가이던스 매뉴얼을 제작하고 부록에 제시하였다.

3. 향후 연구 및 정책 추진방향 제안
가. 나노물질 독성평가 및 위해성연구
산화아연나노물질을 경구투여 할 경우 흡수율은 매우 낮으며 따라서 정맥투여의 경우에 비해 상대적으로 거의 독성이 나타나지 않는다. 따라서 향후 나노물질의 독성 평가는 생체이용율을 높여 독성목표장기에 시험물질이 도달하게 되었을 때 나타내는 산화아연 나노물질이 본래부터 가지는 독성을 평가하여야 한다.

나. 정책추진방향
나노물질의 경우 노출경로 별 독성값에 근거한 나노물질의 위해관리 정책 수립이 필요하다. 예를 들어 병원성 미생물은 직접 혈액에 노출될 경우 거의 대부분은 질병 발생으로 이어진다. 그러나 병원성 미생물이 경구적으로 노출되어 위장관에 도달할 경우 대부분의 미생물은 위산의 살균작용에 의해 사멸하며 따라서 질병을 유발할 수 없다.

따라서 경구로 노출되는 나노물질의 위해관리는 흡입, 혈관(정맥 등) 등에 의해 노출되는 나노물질의 위해관리와는 다른 관점에서 정책수립을 할 수 있으므로 소비 제품의 노출경로를 분석하고 그 노출경로별 위해관리를 수행할 수 있는 정책을 수립해야 할 것이다.

4. 나노물질의 인체건강영향 연구에 관한 이해관계자 워크숍 개최
“나노물질 안전성평가의 현황과 이슈” 를 주제로 2013년 10월 11일 워크숍을 개최하였다. “카본나노튜브와 실리카 나노물질의 생체안전성 “ 등 총 7개 분야에 대한 주제발표가 있었으며 관련분야 전문가를 비롯하여 학생 연구자간 나노물질 안전성에 대한 다양한 질의와 토론이 있었다.

(출처 : 요약문 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• 목차 ... 9
• 그림목차 ... 11
• 표목차 ... 13
• Ⅰ. 서론 ... 15
• 1. 연구사업개요 ... 15
• 2. 세부연구내용 (과업지시사항) ... 15
• Ⅱ. 연구내용 및 방법 ... 18
• 1. 산화아연나노물질 ... 18
• 2. 관련연구 동향조사 ... 19
• 3. 주요시험항목 및 과정 ... 20
• 가. 투여경로에 적정한 산화아연나노물질의 현탁액제조 및 안정성 평가 ... 20
• 나. 발생독성시험 ... 22
• 다. 어미(모체)-F1세대간 산화아연 나노물질의 이행 및 분포시험 ... 34
• 라. 나노물질 발생독성시험 가이던스 매뉴얼 제작 ... 37
• 마. 시험자료 및 검체관리 ... 37
• 4. 향후연구 및 정책추진방향 제안 ... 38
• 5. 나노물질의 인체건강영향 연구에 관한 이해관계자 워크숍개최 ... 38
• Ⅲ. 연구결과 및 고찰 ... 39
• 1. 관련 연구 동향조사 ... 39
• 2. 주요시험항목 및 과정 ... 70
• 가. 투여경로에 적정한 산화아연 나노물질의 현탁액 제조 및 안정성평가 ... 70
• 나. 발생독성시험 ... 77
• 다. 어미(모체)-F1 세대간 산화아연나노물질의 이행 및 분포 ... 111
• 라. 나노물질 발생독성시험 가이던스 매뉴얼제작 ... 116
• 마. 시험자료 및 검체관리 ... 116
• 4. 향후연구 및 정책추진방향 제안 ... 117
• 5. 나노물질의 인체건강영향연구관련 워크숍개최 ... 118
• Ⅳ. 결론 ... 120
• Ⅴ. 기대성과 및 활용방안 ... 123
• Ⅵ. 참고문헌 ... 124
• Ⅶ. 부록 ... 126
• 부록 1. 배태자발생독성시험 GLP최종보고서 ... 127
• 부록 2. 나노물질의 발생독성시험 가이던스 매뉴얼 ... 128
• 부록 3. 국외출장보고 ... 140
• 끝페이지 ... 144