通过气管内滴注给大鼠施用的二氧化硅纳米颗粒的短期分布和毒代动力学

《Toxicology and Environmental Health Sciences》：Short-term distribution and toxicokinetics of silica nanoparticles administered via intratracheal instillation in rats

硅 dioxide 纳米颗粒在雄性 SD 大鼠中的生物分布研究，通过单次气管内给药，发现高剂量组肺部蓄积且清除缓慢，低剂量组分布快但存在潜在系统毒性，肾脏为主要排泄途径。

　　

摘要

目的

为了减轻未来登月任务中月球尘埃对宇航员的健康风险，了解其主要成分二氧化硅（SiO₂）的生物分布情况至关重要。本研究使用雄性Sprague–Dawley（SD）大鼠探讨了SiO₂纳米颗粒（SiO₂-NP）在生物体内的短期行为。实验将大鼠分为对照组、高剂量组和低剂量组。

方法

大鼠被分为对照组、高剂量组和低剂量组。实验组通过气管注射的方式接受了一次SiO₂-NP的给药。在暴露后的指定时间点采集血液、肺、脾脏、肝脏和肾脏样本。利用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）分析了SiO₂-NP的毒代动力学（TK）和生物分布情况。

结果

结果显示，SiO₂-NP在体内的分布具有剂量依赖性。在高剂量组中，SiO₂-NP主要在肺部积累，吸收和排泄速度较慢，导致其在体内滞留时间较长。低剂量组的SiO₂-NP在体内的分布和排泄速度较快，初始排泄率也较高。SiO₂-NP的分布随时间动态变化，最初集中在肺部，随后扩散到肝脏、肾脏、脾脏和心脏。尿液排泄数据表明其主要通过肾脏排出，且低剂量组的排泄效率更高。

结论

研究结果表明，高剂量组中SiO₂-NP的清除速度较慢，可能会增加毒性风险；而低剂量组的分布和排泄速度较快，但仍存在潜在的全身性毒性风险。本研究揭示了SiO₂-NP的短期生物分布特征，为其潜在风险提供了关键见解，并为进一步研究月球尘埃的毒性提供了支持。