Abstract Little is known about aerosol deposition in macaques, variability in deposition between animals, or how deposition in macaques and humans compare. This is despite the use of macaques in assessments of toxic aerosols that are often translated to estimates of human exposure. We used three dimensional (3D) physical models of the upper airways and trachea (UAT) of Rhesus macaques to begin to fill in this information gap. Models of the UAT of five, living rhesus macaques were produced from CT scans, using 3D printing technology. Models were exposed to a polydisperse aerosol containing 0.54 to 9.65 micron particles, during constant flowrates of 2, 4, and 6 liters per min. Percent deposition in UAT models was quantified using an Aerodynamic Particle Sizer and was compared to in vivo upper airway deposition in ten, adult human subjects. Deposition in the UAT models increased as Stokes number increased. Deposition also varied significantly between models, but intermodel variability was reduced when plotted as a function of Stokes number. Using Stokes number, deposition in four of the five UAT models overlapped with each other and also overlapped with human upper airway deposition. These models could be used to explore the relationship between factors that affect toxic aerosol deposition in the UAT in vitro and pathology following toxic aerosol exposure in Rhesus macaques in vivo. Results from those experiments could also be applicable to humans because of deposition similarities. Copyright © 2020 American Association for Aerosol Research

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恒河猴上呼吸道和气管 3-D 模型中的气溶胶沉积

摘要 关于猕猴的气溶胶沉积、动物之间沉积的变异性或猕猴和人类的沉积比较知之甚少。尽管在评估有毒气溶胶时使用了猕猴，而这些评估通常会转化为对人类暴露的估计。我们使用恒河猴上呼吸道和气管 (UAT) 的三维 (3D) 物理模型开始填补这一信息空白。五只活的恒河猴的 UAT 模型是使用 3D 打印技术通过 CT 扫描生成的。在 2、4 和 6 升/分钟的恒定流速下，模型暴露于含有 0.54 至 9.65 微米颗粒的多分散气溶胶中。UAT 模型中的沉积百分比使用空气动力学粒度仪进行量化，并与 10 名成人受试者的体内上呼吸道沉积进行比较。UAT 模型中的沉积随着斯托克斯数的增加而增加。模型之间的沉积也有显着差异，但当绘制为斯托克斯数的函数时，模型间的变异性降低。使用斯托克斯数，五个 UAT 模型中有四个的沉积相互重叠，并且还与人类上呼吸道沉积重叠。这些模型可用于探索影响体外 UAT 中有毒气溶胶沉积的因素与体内恒河猴有毒气溶胶暴露后病理之间的关系。由于沉积的相似性，这些实验的结果也可能适用于人类。版权所有 © 2020 美国气溶胶研究协会 但是当绘制为斯托克斯数的函数时，模型间的变异性降低了。使用斯托克斯数，五个 UAT 模型中有四个的沉积相互重叠，并且还与人类上呼吸道沉积重叠。这些模型可用于探索影响体外 UAT 中有毒气溶胶沉积的因素与体内恒河猴有毒气溶胶暴露后病理之间的关系。由于沉积相似，这些实验的结果也可能适用于人类。版权所有 © 2020 美国气溶胶研究协会 但是当绘制为斯托克斯数的函数时，模型间的变异性降低了。使用斯托克斯数，五个 UAT 模型中有四个的沉积相互重叠，并且还与人类上呼吸道沉积重叠。这些模型可用于探索影响体外 UAT 中有毒气溶胶沉积的因素与体内恒河猴有毒气溶胶暴露后病理之间的关系。由于沉积相似，这些实验的结果也可能适用于人类。版权所有 © 2020 美国气溶胶研究协会 这些模型可用于探索影响体外 UAT 中有毒气溶胶沉积的因素与体内恒河猴有毒气溶胶暴露后病理之间的关系。由于沉积相似，这些实验的结果也可能适用于人类。版权所有 © 2020 美国气溶胶研究协会 这些模型可用于探索影响体外 UAT 中有毒气溶胶沉积的因素与体内恒河猴有毒气溶胶暴露后病理之间的关系。由于沉积相似，这些实验的结果也可能适用于人类。版权所有 © 2020 美国气溶胶研究协会