Nanopartikül: Geleceğin korkulu rüyası

(1)

Nanopartikül: Geleceğin korkulu rüyası

Serdar BERK, İbrahim AKKURT

Cumhuriyet Üniversitesi Tıp Fakültesi, Göğüs Hastalıkları Anabilim Dalı, Sivas.

ÖZET

Nanopartikül: Geleceğin korkulu rüyası

Nanoteknoloji 1-100 nanometre uzunluktaki partiküllerin kullanıldığı fizik, kimya, elektronik, enerji üretimi, biyoloji, tıp gi- bi geniş uygulama alanları bulunan yeni bir bilim dalıdır. Her yeni teknolojide olduğu gibi, bu teknoloji ve ürünlerinin de çevre ve sağlık üzerindeki etkileri merak edilmektedir. Nanopartiküllerin insan vücudunda en önemli giriş ve hedef organı akciğerlerdir. Bu derlemede nanopartiküllerin başta solunum sistemi olmak üzere canlılar üzerindeki muhtemel olumsuz etkileri literatür eşliğinde tartışılacaktır.

Anahtar Kelimeler: Nanoteknoloji, nanopartikül, akciğer toksisitesi.

SUMMARY

Nanoparticle: a nightmare for the future

Serdar BERK, İbrahim AKKURT

Department of Chest Diseases, Faculty of Medicine, Cumhuriyet University, Sivas, Turkey.

Nanotechnology is a new discipline where 1-100 nanometers long particles are used, with an extensive field of application including physics, chemistry, electronics, energy production, biology, and medicine. Just as in every innovation, the ef- fects of this technology and its products on environment and health are wondered. Lungs are the major port of entry and target of the nanoparticles in human body. This review will discuss, in the light of the literature, the possible adverse ef- fects of nanoparticles on living beings and especially on respiratory system.

Key Words: Nanotechnology, nanoparticle, pulmonary toxicity.

Yazışma Adresi (Address for Correspondence):

Dr. Serdar BERK, Cumhuriyet Üniversitesi Tıp Fakültesi, Göğüs Hastalıkları Anabilim Dalı, SİVAS - TURKEY

e-mail: serdar_berk@mynet.com

(2)

Nanobilim kavramı ilk kez 1959 yılında Nobel Fizik Ödülü sahibi Richard Feyman tarafından bilim felsefe- siyle ilgili bir sohbeti sırasında gündeme getirilmiştir (1). Drexler 1986 yılında moleküler yapıdaki nanoteknolojinin dikkat çekici olanaklarını tartışmaya açmıştır.

Zamanla nanoteknolojideki hızlı gelişmeler diğer tekno- lojik alanlarda olduğu gibi insan ve ekosistem için bü- yük yararları olduğu kadar önemli zararları olabileceği konusunu da gündeme getirmiştir (2). Son yıllarda nanoteknoloji alanındaki hızlı gelişmeler bu teknoloji ürünlerinin günlük yaşantımıza daha fazla oranda gir- mesine yol açmaktadır. Bugün itibariyle 1000’den fazla çeşit nanoteknoloji ürününün günlük kullanılan ürün- ler arasında yerlerini aldığı görülmektedir. Kir tutmaz bebek elbiseleri, leke tutmaz masa örtüleri, su tutmaz- ıslanmaz-kirlenmez boyalar, tıraş losyonları, güneş kremleri, hatta tanı ve tedavi amacıyla yapılan bir ta- kım ilaç-tıbbi uygulamalar bunlardan bazılarıdır. Nano- teknolojiye dayalı ekonominin 2015 yılında 1 trilyon doları aşacağı tahminleri yapılmaktayken, bu beklenti- nin 3 trilyon doları aşacağı ifade edilmeye başlanmıştır (3,4). Nanoteknolojideki bu akıl almaz hızlı gelişmeler bu teknolojinin özünü oluşturan nanopartiküllere dik- katleri çevirmiş ve ilk deneysel gözlemler bu kuşkuyu haklı çıkaracak boyutlara ulaşmaya başlamıştır. Bu nedenle bu makalede nanoteknolojide kullanılan bazı na- nopartiküllerin başta solunum sistemi olmak üzere insan vücuduna muhtemel toksik etkileri tartışılacaktır.

İnsanoğlunun asbest ile yaşadığı acı deneyim “nano- partiküller geleceğin asbesti olabilir mi?” sorusunu da tıp dünyasında daha fazla sorulur hale getirmiştir. Yir- minci yüzyılın başından itibaren sanayide yaygın kulla- nılmaya başlanan asbestin insan vücudundaki ciddi toksik etkileri ancak 20. yüzyılının sonuna doğru kanıt- lanmış ve tüm dünyada yasaklanmaya başlanmıştır.

Son 40 yıldır sanayide asbest kullanımı giderek azal- makla birlikte asbestle ilişkili malign mezotelyoma sık- lığı artmaya devam etmektedir. Sanayide amfibol kul- lanımının azalmasına rağmen hastalığın artmaya devam etmesi muhtemel çevresel krizotil ya da başka fi- berlerin hastalığın etyolojisinde rol oynayabileceğini akla getirmektedir (5). Bu noktada asbeste benzer lif- sel özellikler gösteren bazı nanopartiküllerin bu tür bir etkisinin olup olmadığı in vivo ya da in vitro araştırma- larla irdelenmeye çalışılmıştır.

Nanoteknolojide kullanılan nanopartiküller; “American Society for Testing and Materials (ASTM)”ın standart tanımlamasına göre partikül boyutları iki ya da üç bo- yutlu olarak 1-100 nm uzunluktaki parçacıklar olarak tanımlanmaktadır (6). Farklı özelliklerine göre farklı sı- nıflamalar bulunmakla birlikte basit olarak şu şekilde sınıflandırılabilir (7);

1. Karbon bazlı nanopartiküller (fullerenes, çok duvarlı karbon nanotübler vb.),

2. Metal bazlı nanopartiküller (altın kolloidler, nanoka- buklar, nanoçubuklar, süperparamagnetik demiroksit nanopartiküller vb.),

3. Yarı iletken bazlı nanopartiküller (kuantum noktaları vb.).

Tıp alanında nanoteknoloji ve nanopartiküller; daha duyarlı analizler sağlamak amacıyla biyomarkır taban- lı proteomik ve genomik teknolojilerde, manyetik rezo- nans, ultrason, floresan, nükleer ve bilgisayarlı tomog- rafi gibi radyolojik alanlarda moleküler görüntüleme amacıyla, ilaç geliştirme sistemleri, hedefe yönelik tedavi, aşı geliştirilmesi gibi amaçlarla kullanılmaktadır.

Bu yaygın ve yararlı kullanım özelliklerinin yanı sıra molekül özellikleri nedeniyle solunum sistemi, kan, santral sinir sistemi, gastrointestinal sistem ve cilt üze- rindeki muhtemel toksik etkileri de araştırmalara konu olmuştur (8). Örneğin; elektriksel, mekanik ve termal özellikleri nedeniyle elektronik, bilgisayar ve havacılık endüstrisinde yaygın olarak kullanılan karbon nanotüb- lerin işlenmemiş formda çok hafif oldukları için havada asılı halde kalıp akciğerlere ulaşma potansiyeli taşıdığı belirlenmiştir (9).

Nanopartiküllerin insan vücudunda en önemli giriş ve hedef organı akciğerlerdir. İnhalasyonla akciğerlere alı- nan partiküller pariyetal plevraya kadar ulaşır. Kısa bo- yutlu ya da sarmal yapıdakiler makrofajlar tarafından çevrelenerek yok edilir. Ancak yüksek boy-en oranına sahip nanotübler asbest lifleri gibi stomalar çevresinde birikir. Makrofajlar, bu lifsi yapıları nedeniyle nanotüb- leri fagosite edemez ve ortama mezotel hücreleri tara- fından proinflamatuvar, genotoksik, mitojenik medi- atörler salınır (10). Bu sürecin gelişmesinde partikül boyutları özellikle önem taşımaktadır. Partikül boyutu 100 nm’den küçük nanopartiküllerin hava ve sıvıda daha fazla biriktikleri, epitel hücreleri, lenfatikler, kan, sinir sistemi ve sekonder hedef organlara daha fazla geç- tikleri, büyük partiküllerin ise karaciğerin eliminasyonu nedeniyle hedef organlara ulaşamadığı ifade edilmektedir (11).

Akciğerlerin nanopartikül maddeleri ve diğer termo- degradasyon ürünleri gibi atmosferde kirliliğe yol açan maddelere kolaylıkla maruz kaldığı iyi bilinmektedir.

Yanma sonucunda oluşan nanopartiküllerin yol açtığı akciğer hasarının ana mekanizmalarından biri, farklı transkripsiyon faktörlerinin aktivasyonuyla proinflamatuvar protein sentezinin uyarılması ve oluşan oksidatif stresin neden olduğu hasardır (12). Brown ve arkadaş- ları nanopartiküllerin yüzey alanı ile oksidatif stresin

(3)

neden olduğu inflamasyon arasında önemli bir korelas- yon olduğunu bildirmişlerdir (13). Ayrıca, farklı tip na- nopartiküllerin farklı derecelerde inflamatuvar reaksi- yonlara yol açtıkları, örneğin; tek duvarlı karbon nano- tüblerin akciğerlerde doza bağımlı epiteloid granüloma ve interstisyel inflamasyon oluşturmada diğer nanopar- tiküllerden daha toksik oldukları saptanmıştır (9). Na- nopartiküllerin akciğerlerde granülasyon ve inflamasyon oluşturucu etkileri daha çok hayvanlar üzerinde gösterilmiştir. İnsanlarda da bu muhtemel etkileri doğ- rulayacak çalışmalara ihtiyaç vardır.

İnhale edilen nanopartiküller farklı mekanizmalarla di- ğer hedef organlara ulaşmaktadır. Bunlardan biri solunum epiteline ulaşan partikülün önce interstisyuma sonrada kan veya lenfatik dolaşım aracılığıyla sistemik dolaşıma geçmesi şeklindedir. Farelerde intratrakeal uygulanan nanopartiküllerin alveoler epitel hücreleri arasındaki büyük çaplı deliklerden geçerek hava-kan bariyerine ulaştığı ve buradan sistemik dolaşıma geçti- ği belirlenmiştir (14). Nemmar ve arkadaşları sağlıklı gönüllüler üzerinde yaptıkları bir araştırmada teknes- yum 99M işaretli ultra ince karbon partiküllerin inhalasyon sonrası hızlıca (bir dakika içinde) sistemik dolaşı- ma geçtiğini göstermişlerdir (15). Nanopartiküllerin gerek solunum sistemi, gerekse diğer sistemler üzerine olan toksik etkilerinin mekanizmasının; inhalasyon sonrası partiküllerin akciğerlere ulaşmasıyla başlayan pulmoner ve sistemik inflamasyon olduğu ileri sürül- müştür. Bu görüşe göre inflamasyon sonucu oluşan pulmoner endotel disfonksiyonu, platelet aktivasyonu, trombotik faktörlerin uyarılması, aterosklerotik plak oluşumu ve rüptürü, vasküler endotelyal disfonksiyon, pulmoner reflekslerin uyarılması, kalp hızında ve rit- minde bozulma ve hatta ani kardiyak ölümle sonuçla- nabilecek önemli değişikliklerin olabileceği bildirilmiştir (16,17).

Nanopartiküllere daha uzun süreli maruziyetinin olası kronik etkileriyle ilgili çalışmalar daha çok farelerde mezotelyomaya neden olup olmadığı ile ilgilidir. Bu ko- nuda yapılan ilk deneysel araştırmada 76 adet p53 he- terozigot fare 19’arlı dört gruba ayrılarak birinci gruba çok duvarlı karbon nanotüb, ikinci gruba crocidolite, üçüncü gruba fullerene maddeleri intraperitoneal olarak uygulanmış, dördüncü grup ise negatif kontrol gru- bu olarak belirlenmiştir. Çalışma sonucunda birinci gruptaki farelerin %87’sinde 84. günde, ikinci gruptaki farelerin %77.8’inde 25. haftada mezotelyomadan ölüm gerçekleşmiş, üçüncü grupta bir farede piyelonefrit ge- lişmiş, negatif kontrol grubunda ise herhangi bir pato- loji gözlenmemiştir (18). Bu çalışmanın genetik olarak defektli farelerde yapılması tartışma konusu olmuş ve aynı araştırmacılar tarafından bu kez genetiği değiştiril-

memiş farelerde benzer bir araştırma gerçekleştirilmiş- tir. Bu yeni araştırmada yedi fareye çok duvarlı karbon nanotüb, 10 fareye crocidolite, beş fareye karboksime- til selüloz maddeleri intraskrotal olarak enjekte edilmiş- tir. Elli iki haftalık gözlem süresi sonrası otopsi incelemesi planlanmışken 37-40 hafta sonrası çok duvarlı karbon nanotübün uygulanan yedi fareden altısının yaygın peritoneal mezotelyoma nedeniyle öldüğü göz- lenmiştir. Diğer iki gruptaki farelerin herhangi bir pato- loji izlenmeden 52 hafta yaşadığı bildirilmiştir (19). Bu iki çalışma ile çok duvarlı karbon nanotübün hem genetik olarak defektli hem de sağlıklı farelerde mezotelyoma gelişimine neden olduğu gösterilmiştir.

Hayvan çalışmaları ve deneysel çalışmalar nanoparti- küllerin plevra ve peritona toksik etkileri dışında akci- ğer hasarı ve diğer toksisitelere de neden olduğunu göstermiştir. Papageorgiou ve arkadaşları kobalt-krom karışımı nanopartiküllerin insan fibroblast doku kültür- lerinde mikron boyutlarındaki partiküllerden daha fazla oranda serbest radikaller, DNA hasarı, anöploidi ve si- totoksisiteye neden olduğunu göstermişlerdir (20).

Lam ve arkadaşları da intratrakeal yolla karbon nano- tüb inhalasyonu uyguladıkları farelerin yedinci ve 90.

gün akciğerlerinde yaptıkları histopatolojik inceleme- lerde doza bağımlı olarak epiteloid granülomların ve interstisyel inflamasyonun geliştiğini, bu histopatolojik değişikliklerin 90. günde daha belirgin olduğunu sapta- mışlardır (9). Başka bir fare çalışmasında ise farengeal aspirasyon yoluyla uygulanan tek duvarlı karbon nano- tüblerin akciğerlerde progresif pulmoner fibrozis, gra- nülomlar ve fonksiyonel pulmoner yetersizliklere neden olduğu gösterilmiştir (21). Daha güncel bir çalışmada Cho ve arkadaşları çinkooksit nanopartikülü intratrakeal olarak farelere inhalasyonla uyguladıklarında fare akciğerlerinin bronkoalveoler sıvı ve histopatolojik in- celemelerinde; eozinofili, hava yolu epitel hücre prolife- rasyonu, goblet hücre hiperplazisi, pulmoner paranki- mal ve interstisyel fibrozis geliştiğini saptamışlardır (22). Çinkooksit nanopartikül; kozmetik, boya, tekstil ürünlerinde, gıdalarda katkı maddesi olarak ve kişisel hijyen ürünlerinde kullanılmaktadır. Özellikle translü- sen ve ultraviyole A ve B’ye karşı yüksek koruma sağ- ladığından güneş kremleri ve nemlendiricilerin vazge- çilmezlerindendir.

Nanopartiküllerin insanlar üzerindeki olumsuz etkilerini gösteren ilk çalışma 2009 yılında Song ve arka- daşları tarafından yayımlanmıştır. Bu çalışmada Pe- kin’de Ocak 2007-Nisan 2008 tarihleri arasında daha önce hiçbir sağlık sorunu olmayan, sigara içmemiş, değişik hastanelerde takip edilen, benzer klinik tablo- da olan, aynı işi-mesleksel maruziyeti tanımlayan, yaşları 18-47 arasında değişen yedi kadın hasta araş-

(4)

tırmaya dahil edilmiştir. Hastalar klinik tablonun ma- ruziyetleriyle ilişkisinin araştırılması, tetkik ve tedavi amacıyla takibe alınmıştır. Hastaların ortak klinik bul- gularının nefes darlığı, nedeni bilinmeyen plevral veya perikardiyal efüzyon olduğu belirtilmiştir. Hastalara tanısal amaçla her türlü laboratuvar incelemesi (sero- loji, immünoloji, bakteriyoloji, radyolojik, bronkosko- pi vb.) ve video yardımlı torakoskopi dahil tüm inva- ziv girişimler yapılmıştır. Hastaların çalıştıkları fabri- kalar doktorlar tarafından incelenmiş, kullandıkları boya hamuru, malzemeler, ortam ölçümleri, vantila- törlerde biriken toz numuneleri alınmıştır. Alınan ör- neklerde gaz kromatografik-spektrometrik analizlerin- de poliakrilik esterler saptanmıştır (butanoik asit, butil ester, N-butil eter, asetik asit, toluen, di-tert-butil peroksid). Bu örneklerin elektron mikroskobik ince- lenmesinde de 30 nm ortalama çaplı nanopartiküller saptanmıştır. Ayrıca, hastaların akciğer epitel hücre- leri, sitoplazmaları, karyoplazmaları ve plevral sıvıla- rında da bu nanopartiküllere rastlanmıştır. Araştırma- cılar makalenin sonuç bölümünde uzun süre nanopar- tiküllere maruz kalmanın insan akciğerlerinde ciddi hasarlara neden olabileceğini vurgulamışlardır (23).

Bu bağlamda nanopartiküllerle obstrüktif akciğer has- talıkları, interstisyel akciğer hastalıkları, akciğer kan- serleri gibi daha sık görülen solunum sistemi hastalık- ları arasında bir ilişkinin olup olmadığı konusu da ya- nıt aranması gereken bir soru olarak zihinlerdeki yeri- ni almaktadır.

Nanopartiküllerin solunum sistemi dışındaki diğer organ ve sistemler üzerine olabilecek muhtemel toksik etkileri de araştırılmıştır. Nanofarmakolojide kullanılan karbon nanopartiküllerin in vivo ve in vitro platelet ag- regasyonu üzerine etkisini araştıran bir çalışmada çok duvarlı karbon nanotüb, tek duvarlı karbon nanotüb, C60 fullerenes (C60CS) ve mikst karbon nanopartikü- lün etkileriyle standart geleneksel partikülün (SRM1648, boyu: 1.4 µ) etkileri karşılaştırılmıştır. Araş- tırma sonucunda karbon nanopartiküllerin (C60CS ha- riç) geleneksel partiküllerden daha fazla oranda platelet agregasyonunu stimüle ettiği, sıçan karotis arterle- rinde vasküler trombozisi hızlandırdığı saptanmıştır (24). Nanopartiküllerin in vivo protrombotik etkilerinin araştırıldığı daha güncel bir çalışmada ise intravenöz uygulanan yüksek doz “kuantum noktaları”nın farelerde akciğer, karaciğer ve kan hücrelerinin yüzeylerinde biriktiği, koagülasyon kaskadında aktivasyona yol aça- rak pulmoner vasküler trombozise neden olduğu göste- rilmiştir (25). Bu çalışmalardan elde edilen sonuçlar nanopartiküllere maruz kalmanın insanlarda arteryel ve/veya venöz tromboembolizm olaylarını artırabilece- ği şüphesini doğurmaktadır. Kuşkusuz ki bu şüphenin

insanlarda yapılacak araştırmalarla doğrulaması ya da dışlaması gerekmektedir.

Nanopartiküller gerek sistemik dolaşımla gerekse hava yolu epitelinde sonlanan duyu sinirleri üzerin- den veya olfaktör sinir vasıtasıyla gangliyonik ve santral sinir sistemi yapılarına ulaşabilmektedir (8).

Araştırmalar bu maddelerin santral sinir sistemi üze- rine de toksik etkilerinin olduğunu göstermiştir. Gü- neş kremlerinde kullanılan titanyum dioksit nanopar- tiküllerinin farelerde beyin hasarına neden olduğu gösterilmiştir (26). Ağır metallerden olan nanoparti- kül boyutundaki manganezin (Mn) santral sinir sisteminde birikerek Parkinson sendromuna yol açtığı, santral sinir sisteminde reaktif oksijen ürünlerini ve dopamin tüketimini artırdığı bildirilmiştir (27,28).

Chen ve arkadaşlarının çalışmasında da farelere oral yolla verilen nanopartikül boyutlarındaki (23.5 nm) bakır elementinin böbrek, karaciğer ve dalakta mik- ropartiküler (17 µm) boyuttaki bakır elementinden daha fazla hasara yol açtığı saptanmıştır (29). Nano- partiküllerin ciltteki etkilerinin araştırıldığı bir çalış- mada da tek duvarlı karbon nanotübün in vitro olarak keratinosit hücrelerinde oksidatif stres ve proinflamatuvar yanıtı artırdıkları gösterilmiştir (30). Yamawaki ve arkadaşları nanopartiküllerin insan umblikal ven epitel hücrelerinde direkt sitotoksik etkiyle morfolojik değişikliklere neden olduğunu, proinflamatuvar yanı- tı uyardığını, hücre büyümesi ve endotelyal nitrikok- sit sentazın azalmasını inhibe ettiğini saptamışlardır (31). Literatürde nanopartiküllerin gastrointestinal sistemde direkt toksik etkilerini gösteren veri bulun- mamaktadır. Bununla birlikte Crohn hastalığında kal- siyumdan fakir diyetin ve ekzojen mikropartiküllerin azlığının hastaların semptomlarında iyileşmeye yol açtığı belirlenmiştir (32).

Sonuç olarak, nanopartiküllerin canlılar üzerinde toksik etkilerinin olduğu in vivo ve in vitro araştırmalar- la gösterilmiştir. Gelecekte nanoteknolojinin daha yaygın kullanılır hale gelmesi, insanların nanoparti- küllerle daha fazla teması anlamına gelecektir. Bu nedenle insanoğlunun “asbestle gördüğü korkulu rü- ya”nın tekrarlanmaması için nanopartiküllerin, başta solunum sistemi olmak üzere insan sağlığı üzerine muhtemel olumsuz etkilerinin daha fazla araştırılma- sı gereklidir.

ÇIKAR ÇATIŞMASI Bildirilmemiştir.

(5)

KAYNAKLAR

1. Feyman RP. The pleasure of finding things out. Helix Books Perseus Publishing, ISBN: 0-7382-0349-1 Cambridge, Massac- husetts, 1999: 151-70.

2. Seaton A, Donaldson K. Nanoscience, nanotoxicology, and the need to think small. Lancet 2005; 365: 923-4.

3. Roco MC. International perspective on government nanotech- nology funding in 2005. J Nanopart Res 2005; 7: 707-12.

4. Lux report (2008). Nanomaterials State of the Market Q3 2008:

Stealth Success. Broad Impact. https://portal.luxresearc- hinc.com/research/document.excerpt/3735.

5. Tse LA, Yu IT, Goggins W, Clements M, Wang XR, Au JS, Yu KS. Environ Health Perspect. Are current or future mesotheli- oma epidemics in Hong Kong the tragic legacy of uncontrolled use of asbestos in the past? Environ Health Perspect 2010;

118: 382-6.

6. ASTM E 2456-06 “Terminology for Nanotechnology.” ASTM In- ternational, 2006.

7. Lewinski N, Colvin V, Drezek R. Cytotoxicity of nanoparticles.

Small 2008; 4: 26-49.

8. Medina C, Santos-Martinez MJ, Radomski A, Corrigan OI, Ra- domski MW. Nanoparticles: pharmacological and toxicologi- cal significance. Br J Pharmacol 2007; 150: 552-8.

9. Lam CW, James JT, McCluskey R, Hunter RL. Pulmonary toxi- city of single-wall carbon nanotubes in mice 7 and 90 days af- ter intratracheal instillation. Toxicol Sci 2004; 77: 126-34.

10. Donaldson K, Murphy FA, Duffin R, Poland CA. Asbestos, car- bon nanotubes and the pleural mesothelium: a review of the hypothesis regarding the role of long fibre retention in the pa- rietal pleura, inflammation and mesothelioma. Particle and Fibre Toxicology 2010; 7: 5.

11. Oberdörster G. Safety assessment for nanotechnology and na- nomedicine: concepts of nanotoxicology. J Intern Med 2010;

267: 89-105.

12. Schins RPF, McAlinden A, MacNee W, Jimenez LA, Ross JA, Guy K, et al. Persistent depletion of I kappa B alpha and inter- leukin-8 expression in human pulmonary epithelial cells ex- posed to quartz particles. Toxicol Appl Pharmacol 2000; 167:

107-17.

13. Brown DM, Wilson MR, MacNee W, Stone V, Donaldson K. Si- ze-dependent proinflammatory effects of ultrafine polystyrene particles: a role for surface area and oxidative stress in the en- hanced activity of ultrafines. Toxicol Appl Pharmacol 2001;

175: 191-99.

14. Shimada A, Kawamura N, Okajima M, Kaewamatawong T, Inoue H, Morita T. Translocation pathway of the intratrache- ally instilled ultrafine particles from the lung into the blood cir- culation in the mouse. Toxicologic Pathology 2006; 34: 949-57.

15. Nemmar A, Hoet PH, Vanquickenborne B, Dinsdale D, Thome- er M, Hoylaerts MF, et al. Passage of inhaled particles into the blood circulation in humans. Circulation 2002; 105: 411-4.

16. BeruBe K. Balharry D, Sexton K, Koshy L, Jones T. Combusti- on-derived nanoparticles: mechanisms of pulmonary toxicity.

Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology 2007; 34: 1044-50.

17. Duffin R, Mills NL, Donaldson K. Nanoparticles-a thoracic toxi- cology perspective. Yonsei Med J 2007; 48: 561-72.

18. Takagi A, Hirose A, Nishimura T, Fukumori N, Ogata A, Ohas- hi N, et al. Induction of mesothelioma in p53 +/- mouse by int- raperitoneal application of multi-wall carbon nanotube. J To- xicol Sci 2008; 33: 105-16.

19. Sakamoto Y, Nakae D, Fukumori N, Tayama K, Maekawa A, Imai K, et al. Induction of mesothelioma by a single intrascro- tal administration of multi-wall carbon nanotube in intact ma- le Fischer 344 rats. J Toxicol Sci 2009; 34: 65-76.

20. Papageorgiou I, Brown C, Schins R, Singh S, Newson R, Da- vis S, et al. The effect of nano- and micron-sized particles of co- balt-chromium alloy on human fibroblasts in vitro. Biomateri- als 2007; 28: 2946-58.

21. Hamilton RF, Buford MC, Wood MB, Arnone B, Morandi M, Ho- lian A. Engineered carbon nanoparticles alter macrophage im- mune function and initiate airway hyper-responsiveness in the BALB/c mouse model. Nanotoxicology 2007; 1: 104-17.

22. Cho WS, Duffin R, Howie SE, Scotton CJ, Wallace WA, Macnee W, et al. Progressive severe lung injury by zinc oxide nanopar- ticles; the role of Zn2+ dissolution inside lysosomes. Part Fibre Toxicol 2011; 8: 27.

23. Song Y, Li X, Du X. Exposure to nanoparticles is related to ple- ural effusion, pulmonary fibrosis and granuloma. Eur Respir J 2009; 34: 559-67.

24. Radomski A, Jurasz P, Alonso-Escolano D, Drews M, Morandi M, Malinski T, et al. Nanoparticle-induced platelet aggregation and vascular thrombosis. Br J Pharmacol 2005; 146: 882-93.

25. Geys J, Nemmar A, Verbeken E, Smolders E, Ratoi M, Hoyla- erts M, et al. Acute toxicity and prothrombotic effects of quan- tum dots: impact of surface charge. Environ Health Perspect 2008; 116: 1607-13.

26. Long TC, Saleh N, Tilton RD, Lowry GV, Veronesi B. Non-pho- toactivated titanium dioxide nanoparticles produce reactive oxygen species in immortalized mouse microglia (BV2). Envi- ron Sci Technol 2006; 40: 4346-52.

27. Olanow CW. Manganese-induced parkinsonism and Parkin- son's disease. Ann N Y Acad Sci 2004; 1012: 209-23.

28. Hussain SM, Javorina A, Schrand AM, Duhart H, Ali SF, Schlager JJ. The interaction of manganese nanoparticles with PC-12 cells induces dopamine depletion. Toxicol Sci 2006; 92:

456-63.

29. Chen Z, Meng H, Xing G, Chen C, Zhao Y, Jia G, et al. Acute toxicological effects of copper nanoparticles in vivo. Toxicol Lett 2006; 163: 109-20.

30. Shvedova AA, Castranova V, Kisin ER, Schwegler-Berry D, Murray AR, Gandelsman VZ, et al. Exposure to carbon nano- tube material: assessment of nanotube cytotoxicity using hu- man keratinocyte cells. J Toxicol Environ Health A 2003; 66:

1909-26.

31. Yamawaki H, Iwai N. Mechanisms underlying nano-sized air- pollution-mediated progression of atherosclerosis: carbon black causes cytotoxic injury/inflammation and inhibits cell growth in vascular endothelial cells. Circ J 2006; 70: 129-40.

32. Podolsky DK. Inflammatory bowel disease. N Engl J Med 2002; 347: 417-29.