纖蛇紋石石棉及無機(jī)代用纖維生物耐久性和體外毒性的研究.pdf

1、本文首先利用XRD、IR、SEM和電化學(xué)測(cè)試等方法，研究纖蛇紋石石棉(CA)、硅灰石(WS)、巖棉(RW)、玻璃纖維(GF)、陶瓷纖維(CF)和納米二氧化硅(NS)在有機(jī)酸溶液中的電導(dǎo)率、pH值變化以及溶蝕前后殘余物質(zhì)的物相、結(jié)構(gòu)、形態(tài)差異，探尋六種纖維的生物耐久性；其次通過體外細(xì)胞毒性試驗(yàn)，借助MTT、Wright-Giemsa染色、SEM、生化測(cè)試等手段，研究V79細(xì)胞與試驗(yàn)粉體接觸過程，對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)活性、形態(tài)、損傷程度、代謝能力的

2、影響；最后結(jié)合粉體在有機(jī)酸溶液中溶蝕特性和對(duì)細(xì)胞毒害能力進(jìn)行分析，探討粉體的溶蝕機(jī)理和毒性機(jī)理。
　　 研究表明：CA、WS、RW在有機(jī)酸溶液中易被溶蝕，而GF溶解能力略弱，但比CF容易。雖然二氧化硅屬于納米材料，其表面活性大，但溶蝕率最低，NS在有機(jī)酸中穩(wěn)定，溶蝕最慢。CA在有機(jī)酸中溶解，主要先溶解其表面的羥基，隨著酸性增強(qiáng)或反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)中的Mg2+離子進(jìn)入溶液，最后殘余非晶態(tài)二氧化硅。WS在較高濃度的有機(jī)酸環(huán)境中，Ca

3、2+離子進(jìn)入溶液促使WS溶解，最終殘余也主要為非晶態(tài)的二氧化硅。RW中可溶解元素含量最高，足夠長(zhǎng)的作用時(shí)間Mg、Ca等溶解進(jìn)入到溶液，殘余為疏松的Si-O框架結(jié)構(gòu)。CA、WS、RW、CF、GF和NS對(duì)V79細(xì)胞的存活率都有影響，隨暴露濃度的增加，細(xì)胞存活率降低，呈劑量效應(yīng)關(guān)系。粉體對(duì)V79細(xì)胞的生長(zhǎng)和增值的影響為：低濃度下，NS＞GF＞CF＞CA＞W(wǎng)S＞RW；高濃度下，NS＞CA＞GF＞CF＞W(wǎng)S＞RW。瑞吉染色觀察，染毒細(xì)胞出現(xiàn)細(xì)胞膜

4、破裂、裸核、腫脹、核濃縮、核空泡、微核現(xiàn)象，染毒組中正常形態(tài)細(xì)胞含量由大到小順序依次為：CF、WS、RW、CA、GF和NS。掃描電鏡下陰性對(duì)照組細(xì)胞呈梭形或圓形，細(xì)胞表面光滑，略有褶皺、彈性感；CA組細(xì)胞多呈梭形，細(xì)胞兩端的表面堆積大量顆粒狀殘余體；CF組細(xì)胞表面光滑，與陰性對(duì)照組細(xì)胞相似，且生長(zhǎng)旺盛；WS組細(xì)胞多呈梭形或放射狀，形態(tài)正常但細(xì)胞表面褶皺明顯，略覺毛刺感；RW組細(xì)胞中常見分裂的細(xì)胞，梭形細(xì)胞貼壁明顯；GF組多壞死細(xì)胞，細(xì)胞

5、表面出現(xiàn)塌陷的現(xiàn)象；NS組細(xì)胞較少，很難發(fā)現(xiàn)正常形態(tài)的細(xì)胞，多發(fā)現(xiàn)細(xì)胞殘余體。染毒組中細(xì)胞培養(yǎng)液的生化數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，CA、WS、RW、CF、GF和NS的LDH分別為15.20、12.30、13.60、11.80、13.10、15.30U/L，葡萄糖含量分別為9.46、2.44、4.35、6.48、7.04、9.77mmol/L，TP含量分別為4.86、4.56、4.83、5.13、5.87、5.61g/L，pH值分別為8.58、7.85

6、、8.01、8.05、8.16和8.41。研究認(rèn)為，CA具有高的表面活性，且表面含有大量羥基，能夠改變培養(yǎng)環(huán)境的pH，在體外試驗(yàn)毒性大；NS表面活性比纖蛇紋石更大，對(duì)細(xì)胞膜的損傷能力更嚴(yán)重，表現(xiàn)細(xì)胞存活率極低；RW纖維直徑較粗，其表面活性小，雖含有大量的Fe2+離子，但在培養(yǎng)液中釋放的速度相對(duì)緩慢，對(duì)細(xì)胞影響較小；GF粉體加入到環(huán)境中，會(huì)造成環(huán)境pH迅速變化，引起細(xì)胞死亡；相對(duì)于GF其纖維而言，CF成分比較穩(wěn)定，對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)環(huán)境的影響較小