炎症持続に着目した炭素繊維の安全性検証と評価基準の確立-国際標準を志向して-

炭素繊維の数少ない健康影響調査においても, 健康障害の発生可能性の低さを紹介しているが繊維長の短い炭素繊維については曝露想定がされておらず, 有害性知見も極めて少ない。今後は製造現場に限らず, リサイクルや新たな廃棄技術の開発による微細な炭素繊維の曝露機会の増大が考えられる。そこで本研究では, 微細化した炭素繊維の影響を炎症持続の観点から分子レベルでの理解を目指した。まずは炭素繊維をボールミルで破砕し, 微細炭素繊維(milled Carbon Fiber; mCF)を得た。細胞試験に供するためには, 被験材料の分散調製が必要であるため, ナノ材料の分散調製で用いられる細胞低刺激性のウシ血清アルブミン(BSA)と混合する方法を試した。つまり, 10 mg/mLに調製したBSA溶液と被験材料を滅菌したバイアル瓶へ入れ, ソニケーションを経てmCF分散液を得た。こうして得た分散調製液と, 同様の操作で, カーボンナノチューブ(CNT)・カーボンブラック(CB)も調製し比較試料とした。細胞有害性の指標として, 被験材料の曝露後の細胞代謝活性と細胞膜損傷を測定したが結果としてmCFにおいて著しい細胞有害性は確認されなかった。またこれら被験材料の曝露後, 経時的にRNAを抽出し, 炎症関連遺伝子の発現量をリアルタイムPCRで定量した。炎症を引き起こすLPS(Lipopolysaccharide;リポ多糖)についても比較対象とし同様の測定を実施したが, 炎症関連遺伝子の経時的な発現ピークがmCF含め炭素系ナノ材料と異なることが明らかになった。微細化による炭素繊維の著しい細胞有害性は確認されなかったが, 細胞応答については網羅的遺伝子発現解析などを用いて炎症関連遺伝子以外についても調査検討していく必要がある。

炭素繊維の数少ない健康影響調査においても, 健康障害の発生可能性の低さを紹介しているが繊維長の短い炭素繊維については曝露想定がされておらず, 有害性知見も極めて少ない。今後は製造現場に限らず, リサイクルや新たな廃棄技術の開発による微細な炭素繊維の曝露機会の増大が考えられる。そこで本研究では, 微細化した炭素繊維の影響を炎症持続の観点から分子レベルでの理解を目指した。まずは炭素繊維をボールミルで破砕し, 微細炭素繊維(milled Carbon Fiber; mCF)を得た。細胞試験に供するためには, 被験材料の分散調製が必要であるため, ナノ材料の分散調製で用いられる細胞低刺激性のウシ血清アルブミン(BSA)と混合する方法を試した。つまり, 10 mg/mLに調製したBSA溶液と被験材料を滅菌したバイアル瓶へ入れ, ソニケーションを経てmCF分散液を得た。こうして得た分散調製液と, 同様の操作で, カーボンナノチューブ(CNT)・カーボンブラック(CB)も調製し比較試料とした。細胞有害性の指標として, 被験材料の曝露後の細胞代謝活性と細胞膜損傷を測定したが結果としてmCFにおいて著しい細胞有害性は確認されなかった。またこれら被験材料の曝露後, 経時的にRNAを抽出し, 炎症関連遺伝子の発現量をリアルタイムPCRで定量した。炎症を引き起こすLPS(Lipopolysaccharide;リポ多糖)についても比較対象とし同様の測定を実施したが, 炎症関連遺伝子の経時的な発現ピークがmCF含め炭素系ナノ材料と異なることが明らかになった。微細化による炭素繊維の著しい細胞有害性は確認されなかったが, 細胞応答については網羅的遺伝子発現解析などを用いて炎症関連遺伝子以外についても調査検討していく必要がある。