흡입된 나노입자의 심혈관 작용에서 에이코사노이드의 역할 (ECOARM)
나노입자(NPs)는 우리가 호흡하는 공기 중에 매일 노출되는 미세한 물질입니다. 일부는 자연적으로 발생하며 건강에 영향을 미치지 않는 반면, 일부는 도시 대기 오염으로 인해 생성되며 특히 폐와 혈관에서 질병을 악화시킬 수 있습니다. 그러나 엔지니어링, 전자 및 약물 전달과 같은 많은 응용 분야에 유용한 고유한 특성 때문에 새로운 NP를 개발하는 데 큰 관심이 있습니다. 현재 흡입된 NP가 어떤 영향을 미치는지는 정확히 불분명합니다. 우리의 현재 연구 프로그램은 신체에서 만들어진 특수 지방 그룹(에이코사노이드라고 함)이 NP의 심혈관 효과를 유발하는지 여부를 평가하도록 설계되었습니다. 이러한 지방 프로필의 변화는 새로운 NP의 작용을 예측하는 데 사용할 수 있는 고유한 지문을 제공할 것입니다.
제안된 임상 연구에서 우리는 폐, 혈관, 혈액 응고 및 혈액과 소변의 에이코사노이드 수준에 대한 환경 및 제조된 탄소질 NP 모두의 영향을 조사할 것입니다. 우리는 이전에 사람의 흡입 후 탄소 나노입자의 심혈관 효과를 조사했으며, 이 실험은 탄소 입자의 모양, 크기 및 구성이 이러한 반응에 어떤 영향을 미치는지 조사할 것입니다. 이러한 실험은 NP가 신체에 미치는 영향에 대한 새로운 통찰력을 제공하고 NP의 독성 영향을 예측하는 새로운 방법을 위한 길을 열어줄 것입니다(동물 실험의 필요성 감소). 이 연구 결과는 대기 오염에서 발견되는 유해한 특성 없이 새로운 NP의 설계를 가능하게 할 것입니다.
연구 개요
상태
상세 설명
이 연구는 건강한 지원자에서 다양한 나노입자 흡입의 생물학적 효과를 조사할 것입니다. 우리는 4가지 다른 유형의 나노입자를 비교할 것입니다: 디젤 배기가스 나노입자(복잡한 화학 물질 혼합물이 포함된 나노입자), 카본 블랙 나노입자('단순하고 깨끗한' 탄소 나노입자) 및 두 가지 다른 크기의 그래핀 산화물(평평한 탄소 플레이크), 비교를 위해 여과된 공기를 흡입합니다. 지원자는 무작위로 2개의 그룹으로 나뉘고 각 그룹은 무작위 순서로 개별적으로 3개의 나노입자에 노출되며 노출 사이에는 최소 2주가 소요됩니다(이중 맹검 무작위 교차 설계를 사용한 코호트 연구).
스크리닝 방문 건강한 금연 자원봉사자 30명을 모집합니다. 지원자는 에든버러 왕립 의무실(RIE)의 임상 연구 시설(CRF)에서 선별 검사 방문에 참석합니다. 자격이 확인되고 동의가 취해집니다. 폐 기능(FEV1, FVC), 혈압 및 혈액 생화학의 기준선 측정이 이루어집니다. 참가자는 고정식 자전거에서 짧은 운동 테스트를 수행하여 주요 연구를 위한 자전거 작업량을 결정하도록 요청받습니다.
연구 방문 각 방문 시 CRF에서 기본 측정이 수행됩니다. 참가자는 간헐적으로 순환하면서 2시간 동안 안면 마스크를 통해 일정 수준의 나노 입자(세제곱미터당 200마이크로그램의 목표 농도)를 흡입하기 위해 이동식 시설로 이동합니다. 이동식 노출 챔버를 통해 자원봉사자는 운동하는 동안 특정 대기 오염 물질(전형적인 도시 환경), 나노 입자 또는 가스를 정확한 농도로 흡입할 수 있습니다. 나노 입자는 맨체스터 대학의 National Graphene Institute에서 표준 참조 물질 또는 맞춤형 합성으로 얻을 수 있습니다. 나노 입자의 모든 현탁액은 특성이 잘 규명되어 있고 오염이 없으며 전임상 모델에서 광범위하게 테스트되었습니다.
노출 후 참가자는 CRF 및 폐 기능으로 돌아가고 혈압을 다시 측정합니다. 에이코사노이드 및 기타 혈액학적 반응 지표(예: 염증 반응)를 측정하기 위해 노출 후 정해진 시간(15분, 2시간, 4시간)에 팔의 대정맥에 있는 캐뉼라를 통해 혈액을 채취합니다. 혈액은 튜브를 통해 Badimon 챔버라는 작은 장비로 천천히(5분 동안 10mL/분) 뽑아내어 혈전이 얼마나 쉽게 응고되는지 측정합니다. 팔 혈관의 반응성은 팔뚝 혈량 측정법이라는 기술로 측정됩니다. 여기서 커프는 손목과 팔 상단 주위에 부풀려지고 혈류는 팔뚝 주위의 민감한 게이지로 측정됩니다. 두 가지 다른 혈관확장제(아세틸콜린과 니트로프루시드나트륨)를 팔의 동맥에 주입하여 나노입자 노출이 팔의 혈관이 이러한 약물에 반응하는 방식을 어떻게 변경했는지 확인합니다. 동맥의 건강에 대한 추가 표시를 제공하기 위해 동맥 벽에서 방출되는 물질을 측정하기 위해 각 약물 후에 혈액을 채취합니다. 캐뉼라를 제거하고 폐 기능과 혈압을 다시 측정합니다. 참가자는 병원을 떠나기 전에 음식과 음료가 제공되는 휴식을 취할 수 있습니다.
생물학적 샘플(혈액 및 소변)은 RIE 및 에딘버러 대학교에서 다양한 심혈관 매개변수를 측정하는 데 사용됩니다. 이 연구의 1차 종점은 에이코사노이드라고 하는 지질 매개체 패널의 측정이며, 이 분야에서 전문 지질학 시설과 경험을 가진 하이랜즈 앤 아일랜즈 대학의 협력자들이 수행할 것입니다.
단축된 프로토콜 기본 프로토콜의 단축된 버전을 수행하기 위해 추가로 12명의 지원자를 모집합니다. 프로토콜은 팔뚝 혈류, Badimon 연구 및 t=4 시점이 제거된 것을 제외하고는 위와 동일합니다. 이러한 연구는 초기 방문 중에 나노입자의 효과를 추가로 모니터링하는 데 사용될 것입니다.
연구 유형
등록 (실제)
단계
- 해당 없음
연락처 및 위치
연구 장소
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Midlothian
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Edinburgh, Midlothian, 영국, EH16 4SB
- Centre for Cardiovascular Science
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참여기준
자격 기준
공부할 수 있는 나이
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
설명
포함 기준:
- 18세에서 40세 사이의 남녀
- 병력, 신체 검사, 활력 징후 및 실험실 검사에 근거하여 건강하다고 판단됨
- 체질량지수(체중 kg/m2) 18~35kg/m2(포함), 체중 50kg~120kg(포함)
- 헌혈할 의향이 있거나 할 수 있습니다(그리고 사이트의 헌혈자 기준을 충족함).
- 심각하거나 중대한 의학적 상태가 없고 병발성 질병(예: 바이러스성 감기 또는 독감, 흉부 감염)
- 정기적인 경구 또는 정맥 주사 약물을 복용하지 않습니다.
- 최소 12시간 전에는 음식과 카페인 함유 음료를, 24시간 전에는 알코올을 금해야 합니다.
제외 기준:
- 연구 전 1년 이내에 흡연한 담배 또는 관련 제품
- 천식
- 대기 오염 또는 기타 흡입 자극제에 많이 노출되는 직업
- 중증 또는 중대한 의학적 상태
- 간헐적 질병(예: 바이러스성 감기 또는 독감, 흉부 감염)
- 정기적인 경구 또는 정맥 처방 약물 또는 비처방(아스피린, 이부프로펜, 파라세타몰, 비타민 및 약초 보조제 포함)의 사용 및 연구 전 7일 동안 전혀 사용하지 않음
- 혈관확장제에 대한 알레르기 또는 금기(예: 아세틸콜린 또는 니트로프루시드나트륨)
- 스크리닝 12주 이내의 대수술 또는 외상성 수술
- 용량 투여 전 임신 중이거나 아직 수유 중인 경우(여성만 해당)
- 연구 전 3개월 동안 혈액을 제공받았습니다.
공부 계획
연구는 어떻게 설계됩니까?
디자인 세부사항
- 주 목적: 기초 과학
- 할당: 무작위
- 중재 모델: 크로스오버 할당
- 마스킹: 더블
무기와 개입
참가자 그룹 / 팔 |
개입 / 치료 |
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가짜 비교기: 노출 1
여과된 공기
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통제: 걸러진 공기
다른 이름들:
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실험적: 노출 2
나노입자 1(그룹에 따라 DEP 또는 s-GO)
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에어로졸화된 디젤 배기 미립자
다른 이름들:
에어로졸화된 '작은' 그래핀 옥사이드
다른 이름들:
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실험적: 노출 3
나노입자 2(그룹에 따라 CB 또는 us-GO)
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에어로졸화된 '깨끗한' 탄소 나노입자
다른 이름들:
에어로졸화된 '초소형' 그래핀 옥사이드
다른 이름들:
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연구는 무엇을 측정합니까?
주요 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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혈중 에이코사노이드 수치
기간: 최종 연구 방문 6개월 이내에 결과 확인 가능
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혈중 에이코사노이드(pg/mL)
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최종 연구 방문 6개월 이내에 결과 확인 가능
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소변 에이코사노이드 수치
기간: 최종 연구 방문 6개월 이내에 결과 확인 가능
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소변 내 에이코사노이드(pg/mL)
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최종 연구 방문 6개월 이내에 결과 확인 가능
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2차 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
|---|---|---|
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혈압
기간: 측정 즉시 결과 확인 가능
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수축기/이완기 혈압(mmHg/mmHg)
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측정 즉시 결과 확인 가능
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심박수
기간: 측정 즉시 결과 확인 가능
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심박수(bpm)
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측정 즉시 결과 확인 가능
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폐 기능(FEV1)
기간: 측정 즉시 결과 확인 가능
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강제 호기량(% 예측 리터)
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측정 즉시 결과 확인 가능
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폐 기능(FVC)
기간: 측정 즉시 결과 확인 가능
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강제 폐활량(% 예측 리터)
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측정 즉시 결과 확인 가능
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전체 혈구 수
기간: 연구 방문 3개월 이내에 결과 확인 가능
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혈구 수(세포/mL)
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연구 방문 3개월 이내에 결과 확인 가능
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응고 화면
기간: 연구 방문 3개월 이내에 결과 확인 가능
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활성화된 부분 트롬보플라스민 시간(초)
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연구 방문 3개월 이내에 결과 확인 가능
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내부 정규화 비율
기간: 연구 방문 3개월 이내에 결과 확인 가능
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혈액 INR(비율, 임의 단위)
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연구 방문 3개월 이내에 결과 확인 가능
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C 반응성 단백질
기간: 연구 방문 3개월 이내에 결과 확인 가능
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혈청 CRP 수치(pg/mL)
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연구 방문 3개월 이내에 결과 확인 가능
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종양 괴사 인자
기간: 연구 방문 6개월 이내에 결과 확인 가능
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혈중 TNFα 수치(pg/mL)
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연구 방문 6개월 이내에 결과 확인 가능
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인터루킨-6
기간: 연구 방문 6개월 이내에 결과 확인 가능
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혈중 IL-6 수치(pg/mL)
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연구 방문 6개월 이내에 결과 확인 가능
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혈액 응고성(저전단)
기간: 연구 방문 6개월 이내에 결과 확인 가능
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낮은 전단 응력 Badimon 챔버에서 동맥 스트립의 혈전 면적(마이크로미터 제곱)
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연구 방문 6개월 이내에 결과 확인 가능
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혈액 응고성(고전단)
기간: 연구 방문 6개월 이내에 결과 확인 가능
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높은 전단 응력 Badimon 챔버에서 동맥 스트립의 혈전 면적(마이크로미터 제곱)
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연구 방문 6개월 이내에 결과 확인 가능
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혈관 반응성(내피 의존성 혈관 확장제)
기간: 연구 방문 1년 이내에 결과 확인 가능
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아세틸콜린으로의 팔뚝 혈류(mL 혈액/mL 100g 조직/분)
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연구 방문 1년 이내에 결과 확인 가능
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혈관 반응성(내피 비의존적 혈관확장제)
기간: 연구 방문 1년 이내에 결과 확인 가능
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니트로프루시드 나트륨으로의 팔뚝 혈류(mL 혈액/mL 100g 조직/분)
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연구 방문 1년 이내에 결과 확인 가능
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공동 작업자 및 조사자
협력자
연구 기록 날짜
연구 주요 날짜
연구 시작 (실제)
기본 완료 (실제)
연구 완료 (실제)
연구 등록 날짜
최초 제출
QC 기준을 충족하는 최초 제출
처음 게시됨 (실제)
연구 기록 업데이트
마지막 업데이트 게시됨 (실제)
QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출
마지막으로 확인됨
추가 정보
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