Токсикологічні та морфологічні аспекти прояву гострої дії нано-ТіО2 і нано-TiO2-Ag на печінку лабораторних мишей [] / О. П. Яворовський [та ін.] // Патологія. - 2023. - Том 20, N 2. - С. 162-169 MeSH-головна: ТИТАН -- TITANIUM (вредные воздействия, токсичность) ГЕПАТОЦИТЫ -- HEPATOCYTES (патология, ультраструктура) МИКРОСКОПИЯ -- MICROSCOPY (использование, методы) Анотація: Aim. To study the toxic effect of TiO2 and TiO2-Ag nanopowders on the morphology and elemental composition of the laboratory mice liver. Materials and methods. The study used a model of acute intoxication on laboratory animals. Mice were injected intraperitoneally with TiO2 and TiO2-Ag nanopowders at 4000 mg/kg, 7000 mg/kg, or 10000 mg/kg doses. During two weeks, the animals were observed, lethality was assessed, the accumulation of nanopowder in the organ and the morphology of liver tissues were investigated. The content of titanium and silver in liver samples was determined by optical emission spectroscopy with inductively coupled plasma. Liver tissue micropreparations were examined using an Olympus BX51 light microscope. Also, the micropreparations of the liver were examined by scanning electron microscopy (SEM) using the Tescan Mira 3 device, and the elemental composition was determined using an energy dispersive spectrometer Oxford instrument, X-max 80 mm2. Results. The dependence of the mice lethality on the nanopowders dose was revealed; mortality was higher when exposed to nano-TiO2-Ag compared to nano-TiO2. Average lethal doses were calculated using probit analysis. For nano-TiO2, the LD50 is 4783.30 mg/kg; for nano-TiO2-Ag – 724.44 mg/kg. The accumulation of titanium, titanium, and silver in the liver after exposure to nano-TiO2 and nano-TiO2-Ag was established. In general, there was a tendency to increase the content of titanium in the skin tissue with an increase in the administered dose of nanopowders. Morphological changes in the liver were studied by histological methods. The most characteristic morphological signs of the toxic effect of nano-TiO2 on tissue were dystrophic changes at the level of 67.7 % (cytoplasmic vacuolization in hepatocytes), and when exposed to nano-TiO2-Ag – initial necrotic changes at the level of 70 % (hepatocytes with nuclear pyknosis). It is worth noting that the toxic effect of nano-TiO2 and nano-TiO2-Ag is much less often manifested by focal necrosis and inflammatory reactions (focal infiltration), in some cases, there were adaptive changes that provoked an increase in the number of binuclear hepatocytes. In case of detection agglomerates of a foreign object (crystalline inclusions) were obtained, which were examined spectrally and showed a high content of titanium (Ti). SEM morphometry showed that the size of nanoparticles and their agglomerates ranged from 80 nm to 20 ?m. Conclusions. The lethality of mice was higher when the composition of nano-TiO2-Ag was introduced compared to nano-TiO2. Based on the calculated average lethal doses, both nanopowders were assigned to the 3rd class (moderately dangerous) of the danger of chemical substances according to the classification of GOST 12.1.007-76. It was established that with an increase in the injected dose in the tissue of the products of laboratory mice, the accumulation of titanium (under the action of nano-TiO2) and titanium and silver (under the action of nano-TiO2-Ag) increases. Characteristic microscopic signs of the toxic effect of TiO2 and TiO2-Ag nanopowders after intraperitoneal injection in laboratory bags are dystrophic changes in hepatocytes, necrosis of parenchymal disease, while inflammatory reactions occur less often. SEM and the method of elemental mapping of titanium confirmed the presence of TiO2 nanoparticles and their agglomerates in skin tissue when TiO2 nanopowder was administered. Мета роботи – дослідження особливостей токсичної дії нанопорошків TiO2 і TiO2-Ag на морфологію та елементний склад печінки лабораторних мишей. Матеріали та методи. У дослідженні використано модель гострої інтоксикації на лабораторних тваринах. Мишам внутрішньоочеревинно вводили нанопорошки TiO2 і TiO2-Ag у дозі 4000 мг/кг, 7000 мг/кг або 10000 мг/кг. Впродовж двох тижнів спостерігали за тваринами, оцінювали летальність, досліджували накопичення нанопорошку в органі та морфологію тканин печінки. У зразках печінки визначали вміст титану та срібла методом оптико-емісійної спектроскопії з індуктивно зв’язаною плазмою. Мікропрепарати тканини печінки досліджували на світловому мікроскопі Olympus BX51. Мікропрепарати печінки досліджували також сканувальною електронною мікроскопією (СЕМ) за допомогою приладу Tescan Mira 3, визначали елементний склад за допомогою енергодисперсійного спектрометра Oxford instruments, X-max 80 mm2. Результати. Виявили залежність летальності мишей від дози нанопорошків; летальність вища при впливі нано-TiO2-Ag порівняно з нано-TiO2. Методом пробіт-аналізу розрахували середньосмертельні дози. Для нано-TiO2 LD50 становить 4783,30 мг/кг, для нано-TiO2-Ag – 724,44 мг/кг. Встановлено накопичення титану, а також титану та срібла в печінці після впливу нано-TiO2 і нано-TiO2-Ag відповідно. Загалом спостерігали тенденцію до посилення залежності вмісту титану в тканині печінки від збільшення введеної дози нанопорошків. Гістологічними методами досліджували морфологічні зміни в печінці. Найбільш характерні морфологічні ознаки токсичної дії нано-TiO2 на тканину печінки – дистрофічні зміни на рівні 67,7 % (цитоплазматична вакуолізація в гепатоцитах), а в разі впливу нано-TiO2-Ag – початкові некротичні зміни на рівні 70 % (гепатоцити з пікнозом ядер). Зазначимо, що токсичну дію нано-TiO2 і нано-TiO2-Ag значно рідше виявляли за фокальними некрозами та запальними реакціями (фокальна інфільтрація), в окремих випадках визначали адаптаційні зміни – збільшення кількості бінуклеарних гепатоцитів. У зразках печінки виявили агломерати чужорідного матеріалу (кристалічні включення), що досліджували спектрально; встановили високий вміст титану (Ті). За результатами СЕМ, морфометрія показала, що розміри наночастинок і їхніх агломератів становлять від 80 нм до 20 мкм. Висновки. Летальність мишей виявилась вищою при введенні композиту нано-TiO2-Ag порівняно з нано-TiO2. За розрахованими середньосмертельними дозами обидва нанопорошки визначені до 3 класу (помірно небезпечні) небезпечності хімічних речовин за ГОСТ 12.1.007-76. Встановлено, що зі збільшенням введеної дози в тканині печінки лабораторних мишей зростає накопичення титану (при дії нано-TiO2), титану та срібла (при дії нано-TiO2-Ag). Характерні мікроскопічні ознаки токсичної дії нанопорошків TiO2 та TiO2-Ag після внутрішньоочеревинного введення лабораторним мишам – дистрофічні зміни гепатоцитів, некроз паренхіми печінки, а запальні реакції виявляють рідше. СЕМ і метод елементної картографії титану підтвердили наявність наночастинок TiO2 та їхніх агломератів у тканині печінки у разі введення нанопорошку TiO2. Дод.точки доступу: Яворовський, О. П.; Савосько, С. І.; Рябовол, В. М.; Зінченко, Т. О. Экз-ры: