第二章 背景與重要性
2.2 奈米銀微粒
8 遠低於 ACGIH(American Conference of Governmental Industrial Hygienists)訂定職 業暴露的恕限值(Threshold limit values，TLV) - 0.1mg/m3(total silver)，因此不易 觀察其不良健康效應。另外於 2012 年的研究中發現，在澆注金屬熔爐旁的微粒 的精原細胞 (Spermatogonial stem cell)24 小時，可導致線粒體功能下降及細胞凋 亡[23]。Hussain 等人於 2005 年分別用 25 及 100nm 的 5-10µg/ml 奈米銀溶液暴 露於 BAL 3A 大鼠肝細胞 24 小時，發現線粒體功能顯著下降、細胞膜滲漏乳酸 脫氫酶(lactate dehydrogenase，LDH)及氧化壓力指標- 活性氧化物質(reactive oxygen species，ROS)上升[24]。其後於 2008 年又分別用 15、30 及 55nm 奈米銀 溶液暴露大鼠肺泡巨噬細胞 24 小時，發現隨著暴露濃度上升(10-75µg/ml)，形成 氧化壓力，細胞膜活力明顯下降，而且在暴露 15nm 奈米銀溶液後，觀察到發炎 反應介質的釋出，包括腫瘤壞死因子 (tumor necrosis factor , TNF-α)及巨噬細胞 抑制蛋白(macrophage inhibitory protein , MIP-2)等，說明發炎反應與氧化壓力的
9 5-10nm (濃度 0.5-10µg/ml)的奈米銀溶液對人類肝癌細胞株-HepG2 細胞進行 28 小時暴露，也會造成氧化壓力的產生及細胞凋亡[28]，因此奈米微粒可望應用於 以上會造成輕微肝臟損傷，而且鹼性磷酸酵素 (alkaline phosphatase)與膽固醇值 (cholesterol values)有劑量效應，同時觀察到銀微粒在體內的分佈濃度，以胃、肝
10
nebulization , IN)、氣管灌注(intratracheal instillation , IT)、鼻部吸入(nose-only inhalation)及全身性呼吸暴露(whole-body inhalation)。氣管霧化吸入與氣管灌注比 較，霧化吸入的技術需求較低，但兩者都可明確了解動物的真實暴露劑量，惟此 方法與人類實際呼吸情況不同[33, 34]；鼻部吸入較接近實際情況，但動物若長 時間固定會產生壓力或窒息，影響實驗結果，因此全身性呼吸暴露為最合適之實 驗暴露途徑，動物全身處於充滿奈米微粒的空間，可自由呼吸活動，因此可作長 期的慢性毒理研究，缺點則是無法精確微粒暴露量及成本頗高[35]。
有研究使用氣管灌注方法暴露小鼠，28 天後觀察到促進發炎的細胞激素(例 如 TNF-α)增多，導致發炎及組織損傷相關之基因表現上調[36]。也有研究發現大 鼠吸入低濃度奈米銀顆粒(>100nm)6 小時後，肺泡中的奈米銀顆粒通過肺泡-毛細 血管屏障進入血液，導致血中銀濃度上升[37]。除了進入血液外，也有許多研究 進一步發現奈米微粒能通過血液循環分布至各個器官，包括肝臟、脾臟，甚至心 臟、腎臟和免疫器官等[10, 38, 39]。
有韓國研究團隊針對奈米銀呼吸毒性進行了相關實驗，利用全身性呼吸暴露 方式 ,使健康大鼠暴露 15 nm 奈米銀微粒 13 週，濃度為 49-515μg/m3，發現會增 加混合發炎細胞浸潤、慢性肺泡發炎及小肉芽腫病變[1]。次年該研究團隊再用 類似條件進行 18nm 奈米銀微粒 4 小時急性暴露，濃度為 76-750μg/m3，但是並 沒有觀察到顯著毒性反應；參考 ACGIH 訂定的恕限值(TLV) -0.1mg/m3，推論 奈米銀微粒濃度在超過的 TLV 情況下，對長時間暴露的毒性較明顯[40, 41]。目 前關於奈米銀呼吸毒理的研究仍然非常缺乏，故相關之毒理機制仍需進一步探討 (表 1)。