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연구 보고서
중장기적인 정책연구과제와 대안을 포괄적인 시각에서 이론적 · 실중적 분석을 통해 제시함으로써 연구원의 설립목표를 가장 잘 실행하고있는 보고서입니다.
희토류 금속화합물에 의한 활성산소종 발생 및 폐독성 연구(화학)
- 연구책임자
- 김종규,김수진,강민구
- 수 행 연 도
- 2013년
- 핵 심 단 어
- 주 요 내 용
- , 1. 연구제목 : 희토류 금속화합물에 의한 활성산소종 발생 및 폐독성 연구 - Nd2O3 기도투여에 따른 흡입독성 - 2. 연구 필요성 및 목적 소재산업의 발달로 희토류 금속화합물의 활용이 증가하고 있으며 근로자의 사용 생산량이 증가할 것으로 예상된다. 또한 취급 사용에 따른 희토류 금속화합물 노출이 증가할 것으로 예상된다. 특히 네오디뮴은 휴대용 무선장치, 스마트폰, 휴대폰, 의학적 이미징, 엑스레이 이미징, 하이브리드 프러그인 전기자동차, 전동 보조 모터 장치 등에 사용되고 있으며, 나노 형태로 많이 사용되고 있다. 이에 따라 근로자 건강보호를 위하여 희토류 금속화합물에 대한 유해성평가가 요구되고 있으나, 네오디뮴에 대한 흡입독성이 많이 밝혀지지 않았으며, 이들 물질에 대한 노출기준이 설정되어 있지 않은 실정이다. 이에 산화네오디뮴을 시험동물의 기도 내 주입하여 활성산소종 발생 및 흡입독성을 연구를 통하여 근로자의 건강보호를 위한 기초자료 및 유해성평가 기초자료를 생산하고자 본 연구를 수행하였다. 3. 연구내용 및 방법 (1) 연구내용 및 범위 ○ 산화네오디뮴 금속화합물노출에 따른 폐 독성 검증 ○ 기존 독성시험 결과와의 비교 ○ 산화네오디뮴 금속화합물노출에 따른 활성산소종 발생 및 폐세포 DNA의 손상여부 확인 ○ 산화네오디뮴 금속화합물 사용공정에서의 유해성 예측 (2) 연구방법 ○ 기존 연구자료 조사 및 문헌고찰 ○ 랫드에 산화네오디뮴을 0.5 mg, 2.0 mg을 기도내 투여 ○ 체중 증가율 변화, 장기 중량 변화 ○ 폐, 간, 신장, 심장, 뇌 장기의 산화네오디뮴 분포량 측정 ○ 산화네오디뮴 주입 후 폐포세척액 (BAL)내 백혈구 측정 ○ BALF 내 lactate dehydrogenase, albumin 측정 ○ 폐세포 Comet Assay 측정 ○ 조직병리 검사 4. 연구결과 ○ 랫드에 산화네오디뮴을 0.5 mg, 2.0 mg을 기도내 투여결과 저농도, 고농도군 랫드의 체중은 12주째 대조군에 비하여 4 ~ 5% 감소하였다. ○ 산화네오디뮴 투여 후 4 주, 12 주째 고농도군의 폐 절대 중량이 대조군에 비하여 통계적으로 유의하게 증가하였다(p<0.05). ○ 폐, 간, 신장, 심장, 뇌 장기의 산화네오디뮴 분포량 측정결과 간, 신장, 심장, 뇌에서 산화네오디뮴은 1 μg/g tissue 미만 검출되었으며, 폐에서는 4 주째 가장 많이 검출되었으며 12 주째에는 급격히 감소하였다. ○ 폐포세척액내 총세포수를 측정한 결과 산화네오디뮴 기도 투여 후 2일째 고농도군에서 유의한 증가를 보였으며(p<0.05), 4주째에는 저농도 고농도군에서 모두 유의한 증가를 보였다(p<0.01). ○ 노출 후 2일째 저농도군과 고농도군에서 LDH이 대조군에 비하여 통계적으로 유의하게 증가하였으며(p<0.01), 4주째 저농도군(p<0.05), 12주째 고농도군(p<0.01)에서 통계적으로 유의하게 증가하였다. ○ 폐세포 Comet Assay 분석 결과 기도 주입 후 2일째 저농도군, 고농도군 모두 대조군에 비하여 통계적으로 유의하게 증가하였다(p<0.01). ○ 산화네오디뮴에 의한 호흡기능에 미치는 영향을 측정한 결과 산화네오디뮴 기도 주입 후 12 주째 호흡빈도, 1회 호흡량은 증가하였으며 들숨시간, 날숨시간은 감소하였다. ○ 조직병리학적 검사결과 세기관지(또는 폐포)상피과다형성, 타입 Ⅱ 폐포세포의 비대 및 과다형성, 종말세기관지 및 폐포관에 이물육아종성 염증이 농도의존적인 경향을 보이며 관찰되었다. ○ 따라서 산화네오디뮴 나노입자를 기도내 투여 시 폐독성을 관찰할 수 있었다. 5. 활용방안 및 기대성과 ○ 작업장에서 사용증가가 예상되는 산화네오디뮴을 채석, 가공, 취급하는 근로자의 건강보호를 위한 기초 자료로 활용 ○ 현재 노출기준이 설정되어 있지 않는 산화네오디뮴에 대한 유해성 평가시 기초자료로 활용 ○ 아만성 흡입독성, 만성흡입독성연구, 돌연변이원성연구 기초자료로 활용 ○ 국내외 관련 학술지 게재 및 국내외 관련학회 발표 6. 중 심 어 산화네오디뮴(neodymium oxide), 기관지세척액(bronchoalveolar lavage), 폐기능(lung function), Comet assay, Histopathology 7. 참고문헌 및 연락처 1) Jie Cheng, Na Li, Jingwei Cai, Zhe Cheng, Renping Hu, Qian Zhang, Fangfang Wan, Qingqing Sun, Suxing Gui, Xuezi Sang, Ling Wang, Fashui Hong. Organ Histopathological Changes and its Function Damage in Mice Following Long-term Exposure to Lanthanides Chloride. Biol Trace Elem Res. 2011 Sep 8 2) Haiquan Zhao, Zhe Cheng, Renping Hu, Jie Chen, Mengmeng Hong, Min Zhou, Xiaolan Gong, Ling Wang, Fashui Hong. Oxidative Injury in the Brain of mice Caused by Lanthanid. Biol Trace Elem Res. 2010 Jul 8 3) Na Li, Yanmei Duan, Min Zhow, Chao Liu. The effects of Lanthanoid on the Structure-Function of Lactate Dehydrogenase from Mice Heart. Biol Trace Elem Res (2009) 132:164~175 ▶ 연구책임자：화학물질센터 김종규 연구위원 ▶ 연구원 담당자：산업안전보건연구원 화학물질센터 김종규 연구위원
문의처
- 연구기획부
- 제유리
- 052-703-0814
