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目的:纳米材料的职业安全和健康问题是很复杂的。纳米材料虽然粒径小却有较大的表面积,导致其与相同成分较大尺寸的颗粒物相比,物理、化学、生物学性质发生较大的变化,这些理化性质极有可能会影响纳米材料以下几方面的能力,到达肺气体交换区域、自肺进入运输至整个机体、穿透皮肤屏障、跨越细胞膜,甚至在分子水平的反应等等。初步的一些研究结果表明,微米级物质的安全性评价结果可能并不不适用于纳米级物质,因此纳米尺度材料的生物安全性问题得到人们的广泛关注。故本研究选择比较常见的典型纳米颗粒(SiO2颗粒)作为染尘颗粒,通过体外实验对纳米颗粒物心血管毒性的剂量和时间效应进行研究,为纳米级化学物的心血管安全性评价提供进一步的实验依据。方法:选择nano-SiO2作为染尘颗粒物,将人脐静脉内皮细胞(HUVECs)作为受试细胞,不同剂量(0、5、10、25、50、100、200μg/ml)的颗粒物和人脐静脉内皮细胞共培养不同时间6、12、24、48h,用CCK-8方法检测细胞存活率,计算半数致死量,确定后续实验的染尘剂量为0、5、10、20、40μg/ml。将上述剂量(0、5、10、20、40μg/ml)的nano-SiO2颗粒与HUVECs共培养6、12、24、48h。用相应试剂盒测定细胞培养液上清中乳酸脱氢酶(LDH)活性、总超氧化物歧化酶(SOD)活性、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)释放量、白介素-6(IL-6)的释放量。结果:细胞存活率随着nano-SiO2染尘剂量升高和作用时间的延长而逐渐降低。如果作用时间短,细胞存活率在较高剂量开始明显降低;若作用时间长,细胞存活率在低剂量即明显下降。细胞培养液中LDH活性、TNF-α释放量、IL-6释放量基本上随着染尘剂量的升高和作用时间的延长而逐渐升高。随着作用的时间延长,细胞因子TNF-α和IL-6开始出现明显变化的剂量有逐渐降低的趋势,反之亦然;LDH活性变化的剂量则未见这个趋势,明显变化的剂量始终在10μg/ml。SOD活力的变化与上述指标不同。在6、12h时间点,随着染尘剂量增加,SOD活力呈升高趋势,在24h时间点,SOD活力呈先增高后降低的改变,在48h时间点,SOD活力呈降低趋势。随着作用时间的延长,SOD活力呈现先升高后降低的趋势。结论: Nano-SiO2能够对HUVECs产生一定的毒性效应,且对细胞的毒性效应存在明显的剂量和时间依赖性。