类花生酸在吸入纳米颗粒的心血管作用中的作用 (ECOARM)

本研究将调查健康志愿者吸入不同纳米粒子的生物学效应。 我们将比较 4 种不同类型的纳米颗粒：柴油机尾气纳米颗粒（一种含有复杂化学物质混合物的纳米颗粒）、炭黑纳米颗粒（一种“简单、干净”的碳纳米颗粒）和两种不同尺寸的氧化石墨烯（扁平碳片），以及吸入过滤后的空气进行比较。 志愿者将随机分为 2 组，每组将以随机顺序分别暴露于 3 种纳米粒子，两次暴露之间至少间隔 2 周（双盲随机交叉设计的队列研究）。

筛选访问 将招募30名健康不吸烟的志愿者。 志愿者将在爱丁堡皇家医院 (RIE) 的临床研究设施 (CRF) 参加筛查访问。 将确认资格并征得同意。 将进行肺功能（FEV1、FVC）、血压和血液生化的基线测量。 将要求参与者在固定自行车上进行短期运动测试，以确定主要研究的自行车工作量。

研究访问 在每次访问时，将在 CRF 处进行基线测量。 参与者将被带到一个移动设施，通过面罩吸入设定水平的纳米粒子（目标浓度为每立方米 200 微克），同时间歇骑车 2 小时。 移动暴露室允许志愿者在运动时以精确的浓度吸入特定的空气污染物（典型的城市环境）、纳米颗粒或气体。 纳米颗粒将作为标准参考材料或通过曼彻斯特大学国家石墨烯研究所的定制合成获得。 所有纳米颗粒悬浮液都经过充分表征，无污染，并已在临床前模型中进行了广泛测试。

暴露后，参与者将返回 CRF 并重新测量肺功能和血压。 在暴露后的设定时间（15 分钟、2 小时、4 小时）通过手臂大静脉中的插管抽血，用于测量类花生酸和其他血液学反应指标（例如炎症反应）。 血液将通过一根管子缓慢抽出（10 毫升/分钟，持续 5 分钟）到一个称为 Badimon Chamber 的小设备中，该设备可以衡量血液凝块的难易程度。 然后将通过称为前臂体积描记术的技术测量手臂中血管的反应性。 这里的袖带在手腕和手臂顶部周围充气，血流通过前臂周围的灵敏仪表测量。 将两种不同的血管扩张药物（乙酰胆碱和硝普钠）注入手臂的动脉，以观察纳米颗粒暴露如何改变手臂血管对这些药物的反应方式。 每次服药后还将采集血液以测量从动脉壁释放的物质，以进一步指示动脉的健康状况。 套管将被移除，肺功能和血压将被重新测量。 在离开医院之前，参与者将被允许休息，并提供食物和饮料。

生物样本（血液和尿液）将用于测量 RIE 和爱丁堡大学的一系列心血管参数。 该研究的主要终点是测量一组称为类花生酸的脂质介质，这将由我们在高地和群岛大学的合作者进行，他们在该领域拥有专门的脂质组学设施和经验。

缩短方案 将招募额外的 12 名志愿者来执行主要方案的缩短版本。 该协议与上述协议相同，但前臂血流、Badimon 研究和 t=4 时间点已被删除。 这些研究将用于在初次就诊期间对纳米颗粒的影响进行额外监测。