Silica nanoparticles are less toxic to human lung cells when deposited at the air-liquid interface compared to conventional submerged exposure

Beilstein Journal of Nanotechnology

Volumn 5, Issue 1, 2014, Pages 1590-1602

  Panas, Alicja ^a   Comouth, Andreas ^a   Saathoff, Harald ^a   Leisner, Thomas ^a   Al Rawi, Marco ^a   Simon, Michael ^b   Seemann, Gunnar ^b   Dössel, Olaf ^b   Mülhopt, Sonja ^a   Paur, Hanns Rudolf ^a   Fritsch Decker, Susanne ^a   Weiss, Carsten ^a   Diabaté, Silvia ^a  

^a KARLSRUHE INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Germany)

^b KARLSRUHE INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Germany)

Author keywords

Aerosol; Air liquid interface; Dose; Silica nanoparticles; Toxicity

Indexed keywords

TOXICITY;

AIR LIQUID INTERFACES; DOSE; HUMAN LUNG CELLS; SILICA NANOPARTICLES;

AEROSOLS;

EID: 84907913047     PISSN: None     EISSN: 21904286     Source Type: Journal    
DOI: 10.3762/bjnano.5.171     Document Type: Article

References (44)

1. Arts, J. H. E.; Muijser, H.; Duistermaat, E.; Junker, K.; Kuper, C. F. Food Chem. Toxicol. 2007, 45, 1856-1867. doi:10.1016/j.fct.2007.04.001
2. Johnston, C. J.; Driscoll, K. E.; Finkelstein, J. N.; Baggs, R.; O'Reilly, M. A.; Carter, J.; Gelein, R.; Oberdörster, G. Toxicol. Sci. 2000, 56, 405-413. doi:10.1093/toxsci/56.2.405
3. Waters, K. M.; Masiello, L. M.; Zangar, R. C.; Tarasevich, B. J.; Karin, N. J.; Quesenberry, R. D.; Bandyopadhyay, S.; Teeguarden, J. G.; Pounds, J. G.; Thrall, B. D. Toxicol. Sci. 2009, 107, 553-569. doi:10.1093/toxsci/kfn250
4. Park, E.-J.; Park, K. Toxicol. Lett. 2009, 184, 18-25. doi:10.1016/j.toxlet.2008.10.012
5. Panas, A.; Marquardt, C.; Nalcaci, O.; Bockhorn, H.; Baumann, W.; Paur, H.-R.; Mülhopt, S.; Diabaté, S.; Weiss, C. Nanotoxicology 2013, 7, 259-273. doi:10.3109/17435390.2011.652206
6. Lin, W.; Huang, Y.-w.; Zhou, X.-D.; Ma, Y. Toxicol. Appl. Pharmacol. 2006, 217, 252-259. doi:10.1016/j.taap.2006.10.004
7. Choi, S.-J.; Oh, J.-M.; Choy, J.-H. J. Inorg. Biochem. 2009, 103, 463-471. doi:10.1016/j.jinorgbio.2008.12.017
8. Huh, D.; Matthews, B. D.; Mammoto, A.; Montoya-Zavala, M.; Hsin, H. Y.; Ingber, D. E. Science 2010, 328, 1662-1668. doi:10.1126/science.1188302
9. Sayes, C. M.; Reed, K. L.; Warheit, D. B. Toxicol. Sci. 2007, 97, 163-180. doi:10.1093/toxsci/kfm018
10. Klein, S. G.; Serchi, T.; Hoffmann, L.; Blömeke, B.; Gutleb, A. C. Part. Fibre Toxicol. 2013, 10, No. 31. doi:10.1186/1743-8977-10-31
11. Paur, H.-R.; Cassee, F. R.; Teeguarden, J.; Fissan, H.; Diabaté, S.; Aufderheide, M.; Kreyling, W.; Hänninen, O.; Kasper, G.; Riediker, M.; Rothen-Rutishauser, B.; Schmid, O. J. Aerosol Sci. 2011, 42, 668-692. doi:10.1016/j.jaerosci.2011.06.005
12. Aufderheide, M. Exp. Toxicol. Pathol. 2008, 60, 163-180. doi:10.1016/j.etp.2008.01.015
13. Bitterle, E.; Karg, E.; Schroeppel, A.; Kreyling, W. G.; Tippe, A.; Ferron, G. A.; Schmid, O.; Heyder, J.; Maier, K. L.; Hofer, T. Chemosphere 2006, 65, 1784-1790. doi:10.1016/j.chemosphere.2006.04.035
14. Diabaté, S.; Mülhopt, S.; Paur, H. R.; Krug, H. F. ATLA, Altern. Lab. Anim. 2008, 36, 285-298.
15. Lenz, A. G.; Karg, E.; Lentner, B.; Dittrich, V.; Brandenberger, C.; Rothen-Rutishauser, B.; Schulz, H.; Ferron, G. A.; Schmid, O. Part. Fibre Toxicol. 2009, 6, No. 32. doi:10.1186/1743-8977-6-32
16. Rothen-Rutishauser, B.; Grass, R. N.; Blank, F.; Limbach, L. K.; Mühlfeld, C.; Brandenberger, C.; Raemy, D. O.; Gehr, P.; Stark, W. J. Environ. Sci. Technol. 2009, 43, 2634-2640. doi:10.1021/es8029347
17. Steinritz, D.; Möhle, N.; Pohl, C.; Papritz, M.; Stenger, B.; Schmidt, A.; Kirkpatrick, C. J.; Thiermann, H.; Vogel, R.; Hoffmann, S.; Aufderheide, M. Chem.-Biol. Interact. 2013, 206, 479-490. doi:10.1016/j.cbi.2013.05.001
18. Comouth, A.; Saathoff, H.; Naumann, K.-H.; Muelhopt, S.; Paur, H.-R.; Leisner, T. J. Aerosol Sci. 2013, 63, 103-114. doi:10.1016/j.jaerosci.2013.04.009
19. Mülhopt, S.; Diabaté, S.; Krebs, T.; Weiss, C.; Paur, H.-R. J. Phys.: Conf. Ser. 2009, 170, 012008. doi:10.1088/1742-6596/170/1/012008
20. Savi, M.; Kalberer, M.; Lang, D.; Ryser, M.; Fierz, M.; Gaschen, A.; Rička, J.; Geiser, M. Environ. Sci. Technol. 2008, 42, 5667-5674. doi:10.1021/es703075q
21. de Bruijne, K.; Ebersviller, S.; Sexton, K. G.; Lake, S.; Leith, D.; Goodman, R.; Jetters, J.; Walters, G. W.; Doyle-Eisele, M.; Woodside, R.; Jeffries, H. E.; Jaspers, I. Inhalation Toxicol. 2009, 21, 91-101. doi:10.1080/08958370802166035
22. Volckens, J.; Dailey, L.; Walters, G.; Devlin, R. B. Environ. Sci. Technol. 2009, 43, 4595-4599. doi:10.1021/es900698a
23. Stevens, J. P.; Zahardis, J.; MacPherson, M.; Mossman, B. T.; Petrucci, G. A. Toxicol. in Vitro 2008, 22, 1768-1774. doi:10.1016/j.tiv.2008.05.013
24. Wiedensohler, A. J. Aerosol Sci. 1988, 19, 387-389. doi:10.1016/0021-8502(88)90278-9
25. Kim, S. C.; Chen, D.-R.; Qi, C.; Gelein, R. M.; Finkelstein, J. N.; Elder, A.; Bentley, K.; Oberdörster, G.; Pui, D. Y. H. Nanotoxicology 2010, 4, 42-51. doi:10.3109/17435390903374019
26. Cho, Y.-S.; Yi, G.-R.; Chung, Y. S.; Park, S. B.; Yang, S.-M. Langmuir 2007, 23, 12079-12085. doi:10.1021/la7018346
27. Manoharan, V. N.; Elsesser, M. T.; Pine, D. J. Science 2003, 301, 483-487. doi:10.1126/science.1086189
28. Willeke, K.; Baron, P. A. Aerosol measurement, principles, techniques, and applications; Van Nostrand Reinhold: New York, 1993.
29. Seipenbusch, M.; Rothenbacher, S.; Kirchhoff, M.; Schmid, H.-J.; Kasper, G.; Weber, A. P. J. Nanopart. Res. 2010, 12, 2037-2044. doi:10.1007/s11051-009-9760-5
30. Ibaseta, N.; Biscans, B. Powder Technol. 2010, 203, 206-210. doi:10.1016/j.powtec.2010.05.010
31. Hinderliter, P. M.; Minard, K. R.; Orr, G.; Chrisler, W. B.; Thrall, B. D.; Pounds, J. G.; Teeguarden, J. G. Part. Fibre Toxicol. 2010, 7, No. 36. doi:10.1186/1743-8977-7-36
32. Xie, Y.; Williams, N. G.; Tolic, A.; Chrisler, W. B.; Teeguarden, J. G.; Maddux, B. L.; Pounds, J. G.; Laskin, A.; Orr, G. Toxicol. Sci. 2012, 125, 450-461. doi:10.1093/toxsci/kfr251
33. Kim, D.; Lin, Y.-S.; Haynes, C. L. Anal. Chem. 2011, 83, 8377-8382. doi:10.1021/ac202115a
34. Blank, F.; Rothen-Rutishauser, B. M.; Schurch, S.; Gehr, P. J. Aerosol Med. 2006, 19, 392-405. doi:10.1089/jam.2006.19.392
35. Schulze, C.; Schaefer, U. F.; Ruge, C. A.; Wohlleben, W.; Lehr, C.-M. Eur. J. Pharm. Biopharm. 2011, 77, 376-383. doi:10.1016/j.ejpb.2010.10.013
36. Al-Rawi, M.; Diabaté, S.; Weiss, C. Arch. Toxicol. 2011, 85, 813-826. doi:10.1007/s00204-010-0642-5
37. Raemy, D. O.; Grass, R. N.; Stark, W. J.; Schumacher, C. M.; Clift, M. J. D.; Gehr, P.; Rothen-Rutishauser, B. Part. Fibre Toxicol. 2012, 9, No. 33. doi:10.1186/1743-8977-9-33
38. Lenz, A.-G.; Karg, E.; Brendel, E.; Hinze-Heyn, H.; Maier, K. L.; Eickelberg, O.; Stoeger, T.; Schmid, O. BioMed Res. Int. 2013, 652632. doi:10.1155/2013/652632
39. Brandenberger, C.; Rothen-Rutishauser, B.; Mühlfeld, C.; Schmid, O.; Ferron, G. A.; Maier, K. L.; Gehr, P.; Lenz, A.-G. Toxicol. Appl. Pharmacol. 2010, 242, 56-65. doi:10.1016/j.taap.2009.09.014
40. Holder, A. L.; Lucas, D.; Goth-Goldstein, R.; Koshland, C. P. Toxicol. Sci. 2008, 103, 108-115. doi:10.1093/toxsci/kfn014
41. Ghio, A. J.; Dailey, L. A.; Soukup, J. M.; Stonehuerner, J.; Richards, J. H.; Devlin, R. B. Part. Fibre Toxicol. 2013, 10, No. 25. doi:10.1186/1743-8977-10-25
42. Baisch, B. L.; Corson, N. M.; Wade-Mercer, P.; Gelein, R.; Kennell, A. J.; Oberdörster, G.; Elder, A. Part. Fibre Toxicol. 2014, 11, No. 5. doi:10.1186/1743-8977-11-5
43. Weast, R. Handbook of Chemistry and Physics; CRC Press: Boca Raton, FL, USA, 1988.
44. Ehara, K.; Hagwood, C.; Coakley, K. J. Aerosol Sci. 1996, 27, 217-234. doi:10.1016/0021-8502(95)00562-5