人造石材新鲜粉尘与老化粉尘的自由基生成及细胞毒性对比研究

本研究针对人造石材(ES)加工中新鲜粉尘(ESD)毒性机制不明的问题，通过对比新鲜（-80°C氮气保存）与老化（室温空气暴露2周）ESD的电子自旋共振(EPR)自由基信号及巨噬细胞毒性，发现新鲜ESD自由基活性显著高于老化样本，并诱发更明显的细胞凋亡/坏死，且该过程不依赖活性氧(ROS)通路。结果揭示了粉尘老化状态是评估ESD毒性的关键因素，为职业健康防护提供新依据。

　　

人造石材(Engineered Stone, ES)加工过程中产生的可吸入粉尘含有结晶二氧化硅(Crystalline Silica, CS)，这与加速性硅肺病的暴发有关。然而，这种毒性的机制，特别是粉尘老化所起的作用，仍不明确。在职业环境中，工人在切割和打磨人造石材时会暴露于刚产生的人造石材粉尘(ESD)，但实验室中经常使用老化后的粉尘颗粒来研究ESD引发的毒性。本研究旨在比较新鲜与老化ESD的自由基生成和体外细胞毒性。

研究人员使用自动化切割系统产生了三种不同类型的可吸入人造石材（ES A：60% CS；ES B：20% CS；ES C：0% CS）、花岗岩（30% CS）以及Min-u-Sil 5（MS5, 99.5% CS）。这些颗粒或在-80°C下用氮气(N₂)新鲜保存，或在室温空气中老化2周后进行分析。将RAW 264.7巨噬细胞暴露于这些颗粒（10微克/孔，100微克/毫升，31.25微克/平方厘米，24小时），并测量细胞活力、细胞凋亡、细胞坏死以及细胞内活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)水平。

结果显示，新鲜的人造石材粉尘和花岗岩粉尘表现出比其老化样本以及MS5显著更高的电子顺磁共振(Electron Paramagnetic Resonance, EPR)自由基信号。新鲜的人造石材和花岗岩降低了巨噬细胞的活力，而老化的材料及MS5则没有此效应。所有颗粒均增加了细胞凋亡，但新鲜与老化样本之间的差异仅在ES B中观察到。新鲜ES A显著增加了细胞坏死。一些材料会升高细胞内ROS水平，但抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine, NAC)未能阻止新鲜颗粒诱导的细胞毒性。

总之，与老化的ESD相比，新生成的ESD表现出更强的自由基生成能力和独特的细胞毒性效应，这些效应受到除CS含量之外的其他因素的影响。不依赖于ROS的机制在急性细胞毒性中似乎起着关键作用。这些发现表明，颗粒老化是ESD毒理学评估中的一个关键因素。