美国疾病控制与预防中心拨款，重点研究纳米煤尘对煤矿工人肺部疾病的影响

大学公园,爸爸。——宾夕法尼亚州立大学的研究人员约翰和威利里昂家族能源和矿产工程系获得了400000美元的赠款从美国疾病控制和预防中心的国家职业安全与健康研究所煤尘在地下矿山在矿工及其对肺部疾病的影响。

煤矿粉尘吸入是煤矿工人的主要职业危害之一，已知会引起多种呼吸系统疾病，其中以煤矿工人尘肺(CWP)最为常见，常被称为黑肺。

“联邦煤矿安全与健康管理局和其他机构已经投入了大量的努力来降低煤矿中可吸入的煤尘浓度，”能源与矿物工程副教授、该项目的首席研究员刘士民说。“目前的数据显示，即使更严格地遵守规定，CWP的比率也一直在增加。最令人担忧的是严重性的增加。”

科学家们说，在该国某些地区，CWP的增加表明有必要对这种增加的原因进行进一步的研究。

刘说:“减少可吸入粉尘浓度可能是无效的，因为过量的粉尘浓度可能不是导致CWP增加的主要原因。”“煤尘的毒性及其组成可能是矿工肺部疾病增加的主要因素。”

本研究将利用肺芯片装置对煤尘的物理、组成和岩石物理特性进行表征，并研究纳米煤尘对肺细胞和组织的生物学效应。

芯片肺是一个复杂的，在微芯片上的三维模型，模拟人类肺的行为。研究人员表示，在这项研究中，3D微芯片模型将包括上皮细胞、成纤维细胞和内皮细胞，这是对肺组织更真实的表达。

“我们相信，了解亚微米和纳米级的煤尘对人类的影响，将更好地保护矿工和公众，”卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)电气与计算机工程和生物医学工程副教授郑思阳说。“它还可能帮助决策者做出明智的决定，并帮助医生更有效地治疗相关患者。”

在几乎所有的煤矿开采过程中，都会产生和运输煤尘。科学家们说，最近的研究已经证实，纳米颗粒由于其独特的物理化学性质和更容易被生物体吸收，所以毒性更大。

刘说:“由于纳米煤尘的尺寸、化学性质、结晶度、形状、表面积、孔隙度、表面电荷和生物相容性，它们的毒性可能会更高。”“然而，据我们所知，还没有研究对纳米煤尘的毒性进行过检测。”

纳米颗粒体积小，更容易进入呼吸道。研究人员称，这会导致氧化应激、炎症、组织损伤和疾病。

刘说:“我们希望找到纳米煤尘特征与矿工肺部疾病之间的机制联系。”“这一信息将为纳米煤尘毒性分析提供依据，并为矿山纳米煤尘治理提供理论依据和目标方法。”

来自宾州州立大学的采矿工程副教授Sekhar Bhattacharyya也有贡献。