セルロースナノファイバーの吸入影響評価

抄録

新素材として多様な応用が期待されるセルロースナノファイバー（CNF）の社会実装化を加速させるためには、CNFの安全性評価が求められるが、その吸入影響については依然として情報が少ない。本研究では、化学修飾により作製したCNFの調製および計測について検証（（１）～（３））した後に、CNFの吸入影響について、同じ投与用量の多層カーボンナノチューブ（MWCNT）と比較してラット気管内投与試験を実施した（４）。（１）CNFはゲルとゾルの中間的な性質を持ち、粘度が時間経過やせん断速度とともに変化する（thixotropy）ことから、スラリー状のCNFの物理化学的特性を損なわない状態で分散調製した。（２）気管内投与後、CNFの物理化学特性により、げっ歯類に窒息や行動異常などが引き起こされ、気管内投与後の適切な有害性評価ができない場合が予想される。このため、CNF試料を投与後、数日間のラットの状態の観察、および経口ゾンデからのCNF分散液の射出状態を測定し、気管内投与が可能なCNF試料の濃度や投与条件を確立した。（３）化学染料で染色したCNFを調製し、気管内投与後のラット肺各葉でのCNFの抽出と分析を実施した。これにより、気管内投与後の肺に被験材料が一部に偏在せず、一様に分布することを検証した。（４）CNF試料の気管内投与90日間での気管支肺胞洗浄液（BALF）中の細胞数や総タンパク、乳酸脱水酵素活性（LDH）、サイトカイン測定、および病理観察により、投与後の炎症の程度と経日的変化を検証した。この結果、当該CNFによる炎症反応は、MWCNTと比較して弱く、経日的に減衰することが示唆された。本発表は、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の委託業務「非可食性植物由来化学品製造プロセス技術開発／CNF安全性評価手法」の結果から得られたものである。