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Toxicity of copper oxide and basic copper carbonate nanoparticles after short-term oral exposure in rats.
Nanotoxicology ( IF 5 ) Pub Date : 2018-11-19 , DOI: 10.1080/17435390.2018.1530390
Wim H De Jong 1 , Eveline De Rijk 2 , Alessandro Bonetto 3 , Wendel Wohlleben 4 , Vicki Stone 5 , Andrea Brunelli 3 , Elena Badetti 3 , Antonio Marcomini 3 , Ilse Gosens 1 , Flemming R Cassee 1, 6
Affiliation  

Copper oxide (CuO) nanoparticles (NPs) and copper carbonate nanoparticles (Cu2CO3(OH)2 NPs have applications as antimicrobial agents and wood preservatives: an application that may lead to oral ingestion via hand to mouth transfer. Rats were exposed by oral gavage to CuO NPs and Cu2CO3(OH)2 NPs for five consecutive days with doses from 1 to 512 mg/kg and 4 to 128 mg/kg per day, respectively, and toxicity was evaluated at days 6 and 26. Both CuO NPs and Cu2CO3(OH)2 NPs induced changes in hematology parameters, as well as clinical chemistry markers (e.g. increased alanine aminotransferase, ALT) indicative of liver damage For CuO NPs histopathological alterations were observed in bone marrow, stomach and liver mainly consisting of an inflammatory response, ulceration, and degeneration. Cu2CO3(OH)2 NPs induced morphological alterations in the stomach, liver, intestines, spleen, thymus, kidneys, and bone marrow. In spleen and thymus lymphoid, depletion was noted that warrants further immunotoxicological evaluation. The NPs showed partial dissolution in artificial simulated stomach fluids, while in intestinal conditions, the primary particles simultaneously shrank and agglomerated into large structures. This means that both copper ions and the particulate nanoforms should be considered as potential causal agents for the observed toxicity. For risk assessment, the lowest bench mark dose (BMD) was similar for both NPs for the serum liver enzyme AST (an indication of liver toxicity), being 26.2 mg/kg for CuO NPs and 30.8 mg/kg for Cu2CO3(OH)2 NPs. This was surprising since the histopathology evidence demonstrates more severe organ damage for Cu2CO3(OH)2 NPs than for CuO NPs.

中文翻译:

短期口服对大鼠的氧化铜和碱性碳酸铜纳米粒子的毒性。

肝,肠,脾,胸腺,肾脏和骨髓。在脾和胸腺的淋巴样中,发现其耗竭值得进一步的免疫毒理学评估。NPs在人工模拟的胃液中显示部分溶解,而在肠道条件下,初级颗粒同时收缩并聚集成大结构。这意味着对于所观察到的毒性,铜离子和纳米颗粒均应视为潜在的致病因素。为了进行风险评估,血清肝酶AST的两个NP的最低基准剂量(BMD)相似(指示肝毒性),CuO NP的最低基准剂量(BMD)为26.2 mg / kg,Cu2CO3(OH)2的最低基准剂量为30.8 mg / kg NP。这是令人惊讶的,因为组织病理学证据表明,Cu2CO3(OH)2 NPs的器官损害比CuO NPs更为严重。脾,胸腺,肾脏和骨髓。在脾和胸腺的淋巴样中,发现其耗竭值得进一步的免疫毒理学评估。NPs在人工模拟的胃液中显示部分溶解,而在肠道条件下,初级颗粒同时收缩并聚集成大结构。这意味着对于所观察到的毒性,铜离子和纳米颗粒均应视为潜在的致病因素。为了进行风险评估,血清肝酶AST的两个NP的最低基准剂量(BMD)相似(指示肝毒性),CuO NP的最低基准剂量(BMD)为26.2 mg / kg,Cu2CO3(OH)2的最低基准剂量为30.8 mg / kg NP。这是令人惊讶的,因为组织病理学证据表明,Cu2CO3(OH)2 NPs的器官损害比CuO NPs更为严重。脾,胸腺,肾脏和骨髓。在脾和胸腺的淋巴样中,发现其耗竭值得进一步的免疫毒理学评估。NPs在人工模拟的胃液中显示部分溶解,而在肠道条件下,初级颗粒同时收缩并聚集成大结构。这意味着对于所观察到的毒性,铜离子和纳米颗粒均应视为潜在的致病因素。为了进行风险评估,血清肝酶AST的两个NP的最低基准剂量(BMD)相似(指示肝毒性),CuO NP的最低基准剂量(BMD)为26.2 mg / kg,Cu2CO3(OH)2的最低基准剂量为30.8 mg / kg NP。这是令人惊讶的,因为组织病理学证据表明,Cu2CO3(OH)2 NPs的器官损害比CuO NPs更为严重。在脾和胸腺的淋巴样中,发现其耗竭值得进一步的免疫毒理学评估。NPs在人造模拟胃液中显示部分溶解,而在肠道条件下,初级颗粒同时收缩并聚集成大结构。这意味着铜离子和微粒纳米形式均应视为观察到的毒性的潜在原因。为了进行风险评估,血清肝酶AST的两个NP的最低基准剂量(BMD)相似(指示肝毒性),CuO NP的最低基准剂量(BMD)为26.2 mg / kg,Cu2CO3(OH)2的最低基准剂量为30.8 mg / kg NP。这是令人惊讶的,因为组织病理学证据表明,Cu2CO3(OH)2 NPs的器官损害比CuO NPs更为严重。在脾和胸腺的淋巴样中,发现其耗竭值得进一步的免疫毒理学评估。NPs在人工模拟的胃液中显示部分溶解,而在肠道条件下,初级颗粒同时收缩并聚集成大结构。这意味着对于所观察到的毒性,铜离子和纳米颗粒均应视为潜在的致病因素。为了进行风险评估,血清肝酶AST的两个NP的最低基准剂量(BMD)相似(指示肝毒性),CuO NP的最低基准剂量(BMD)为26.2 mg / kg,Cu2CO3(OH)2的最低基准剂量为30.8 mg / kg NP。这是令人惊讶的,因为组织病理学证据表明,Cu2CO3(OH)2 NPs的器官损害比CuO NPs更为严重。据指出,这种耗竭值得进一步的免疫毒理学评估。NPs在人工模拟的胃液中显示部分溶解,而在肠道条件下,初级颗粒同时收缩并聚集成大结构。这意味着对于所观察到的毒性,铜离子和纳米颗粒均应视为潜在的致病因素。为了进行风险评估,血清肝酶AST的两个NP的最低基准剂量(BMD)相似(指示肝毒性),CuO NP的最低基准剂量(BMD)为26.2 mg / kg,Cu2CO3(OH)2的最低基准剂量为30.8 mg / kg NP。这是令人惊讶的,因为组织病理学证据表明,Cu2CO3(OH)2 NPs的器官损害比CuO NPs更为严重。据指出,这种耗竭值得进一步的免疫毒理学评估。NPs在人工模拟的胃液中显示部分溶解,而在肠道条件下,初级颗粒同时收缩并聚集成大结构。这意味着对于所观察到的毒性,铜离子和纳米颗粒均应视为潜在的致病因素。为了进行风险评估,血清肝酶AST的两个NP的最低基准剂量(BMD)相似(指示肝毒性),CuO NP的最低基准剂量(BMD)为26.2 mg / kg,Cu2CO3(OH)2的最低基准剂量为30.8 mg / kg NP。这是令人惊讶的,因为组织病理学证据表明,Cu2CO3(OH)2 NPs的器官损害比CuO NPs更为严重。初级粒子同时收缩并聚集成大结构。这意味着铜离子和微粒纳米形式均应视为观察到的毒性的潜在原因。为了进行风险评估,血清肝酶AST的两个NP的最低基准剂量(BMD)相似(指示肝毒性),CuO NP的最低基准剂量(BMD)为26.2 mg / kg,Cu2CO3(OH)2的最低基准剂量为30.8 mg / kg NP。这是令人惊讶的,因为组织病理学证据表明,Cu2CO3(OH)2 NPs的器官损害比CuO NPs更为严重。初级粒子同时收缩并聚集成大结构。这意味着对于所观察到的毒性,铜离子和纳米颗粒均应视为潜在的致病因素。为了进行风险评估,血清肝酶AST的两个NP的最低基准剂量(BMD)相似(指示肝毒性),CuO NP的最低基准剂量(BMD)为26.2 mg / kg,Cu2CO3(OH)2的最低基准剂量为30.8 mg / kg NP。这是令人惊讶的,因为组织病理学证据表明,Cu2CO3(OH)2 NPs的器官损害比CuO NPs更为严重。血清肝酶AST的两个NP的最低基准剂量(BMD)相似(指示肝毒性),CuO NP的最低基准剂量(BMD)为26.2 mg / kg,Cu2CO3(OH)2 NP的最低基准剂量为30.8 mg / kg。这是令人惊讶的,因为组织病理学证据表明,Cu2CO3(OH)2 NPs的器官损害比CuO NPs更为严重。血清肝酶AST的两个NP的最低基准剂量(BMD)相似(指示肝毒性),CuO NP的最低基准剂量(BMD)为26.2 mg / kg,Cu2CO3(OH)2 NP的最低基准剂量为30.8 mg / kg。这是令人惊讶的,因为组织病理学证据表明,Cu2CO3(OH)2 NPs的器官损害比CuO NPs更为严重。
更新日期:2018-11-19
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