mchsrosМедико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуацияхMedicо-Biological and Socio-Psychological Problems of Safety in Emergency Situations1995-44412541-7487«The Nikiforov Russian Center of Emergency and Radiation Medicine»10.25016/2541-7487-2018-0-3-80-85mchsros-364Research ArticleБИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫBIOLOGICAL ISSUESТоксический отек легких у лабораторных животных при ингаляции продуктов пиролиза политетрафторэтиленаToxic pulmonary edema due to inhalation of pyrolyzed polytetrafluoroethylene products in lab animalsТолкачП. Г.TolkachP. G.

Толкач Павел Геннадьевич – кандидат медицинских наук, преподаватель кафедра воен. токсикологии и мед. защиты.

194044, Санкт-Петербург, ул. Акад. Лебедева, д. 6 

Pavel Gennad`evich Tolkach – PhD Med. Sci., Department of military toxicology and medical protection.

6 Academica Lebedeva Str., St. Petersburg, 194044

pusher6@yandex.ruБашаринВ. А.BasharinV. A.

Башарин Вадим Александрович – доктор медицинских наук профессор, начальник кафедра воен. токсикологии и мед. защиты.

194044, Санкт-Петербург, ул. Акад. Лебедева, д. 6

Vadim Alexandrovich Basharin – Dr. Med. Sci. Prof., Head of Department of military toxicology and medical protection.

ЧепурС. В.ChepurS. V.

Чепур Сергей Викторович – доктор медицинских наук профессор, начальник.

195043, Санкт-Петербург, ул. Лесопарковая, д. 4

Sergey Viktorovich Chepur – Dr. Med. Sci. Prof., Head.

4 Lesoparkovaja Str., St. Petersburg, 195043

Военно-медицинская академия им. С.М. КироваРоссияKirov Military Medical AcademyRussian FederationГосударственный научно-исследовательский испытательный институт военной медициныРоссияState Scientific Research Testing Institute of the Military MedicineRussian Federation201828092018038085Copyright © Толкач П.Г., Башарин В.А., Чепур С.В., 20182018Толкач П.Г., Башарин В.А., Чепур С.В.Tolkach P.G., Basharin V.A., Chepur S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mchsros.elpub.ru/jour/article/view/364Актуальность

Актуальность. В чрезвычайных ситуациях, сопровождающихся пожарами, происходит термическое разложение различных полимерных материалов, что приводит к поступлению в окружающую среду веществ пульмонотоксического действия. Одним из таких материалов может быть политетрафторэтилен (тефлон), при пиролизе которого образуется высокотоксичное соединение – перфторизобутилен.

Цель – создание экспериментальной модели токсического отека легких у лабораторных животных при интоксикации продуктами пиролиза политетрафторэтилена.

Методика

Методика. Политетрафторэтилен подвергали пиролизу при температуре 440–750 °С в течение 6 мин. На лабораторных животных (крысах) моделировали токсический отек легких методом статической ингаляции продуктов пиролиза политетрафторэтилена. Масса навески тефлона, сжигаемого в данных условиях, которая приводила к гибели 50 % животных в течение 1 сут, составляла (2,68 ± 0,60)  Отек легких определяли по величине легочного коэффициента и гистологическим изменениям в тканях легких.

Результаты и их анализ

Результаты и их анализ. По результатам газохроматографического анализа с масс-спектрометрическим детектированием в продуктах пиролиза тефлона было обнаружено высокотоксичное соединение – перфторизобутилен, относительное содержание которого составляло 85,9 %. Воздействие в течение 15 мин продуктов пиролиза приводило к значимому (p = 0,01) увеличению легочного коэффициента у лабораторных животных через 3 ч после отравления. Диагноз токсический отек легких подтверждали гистологически по признакам альвеолярного отека. Гибель животных начинали регистрировать через 7 ч после ингаляции продуктов пиролиза.

Заключение

Заключение. В результате проведенного исследования у лабораторных животных был смоделирован токсический отек легких ингаляцией продуктов пиролиза политетрафторэтилена. Данная модель может быть использована для поиска средств этиотропной и патогенетической терапии отравлений пульмонотоксикантами.

Relevance

Relevance. Thermal decomposition of various polymeric materials occur in emergency situations associated with fires, with pulmonotoxicants releasing in the environment. During pyrolysis of polytetrafluoroethylene (Teflon), a highly toxic perfluoroisobutylene is produced.

Intention

Intention. To create an experimental animal model of toxic pulmonary edema due to products of thermal decomposition of polytetrafluoroethylene.

Methodology

Methodology. Polytetrafluoroethylene underwent pyrolysys at 440–750 0С during 6 minutes. Toxic pulmonary edema was modeled on rats via inhalation of pyrolysis products of polytetrafluoroethylene. An amount of polytetrafluoroethylene burned under these conditions with resulting death of 50 % of rats during 1 day was (2.68 ± 0.60) g. The toxic pulmonary edema diagnosis was confirmed histologically and by lung/body ratio.

Results

Results. In the pyrolysis products of polytetrafluoroethylene, highly toxic perfluoroisobutylene was found via gas chromatography with mass spectrometric detection, with relative content of 85.9 %. Such an exposure during 15 min increased (p = 0.01) lung/body ratio in laboratory animals in 3 hours. The toxic pulmonary edema diagnosis was confirmed histologically  (signs of alveolar edema). Animals started to die 7 hours after the pyrolysis products inhalation.

Conclusion

Conclusion. In the study on rats, toxic pulmonary edema was modeled via inhalation of pyrolysis products of polytetrafluoroethylene. This model can be used for searching etiotropic and pathogenetic therapy for poisoning with pulmonotoxicants.

горениепиролизполитетрафторэтиленперфторизобутилентоксический отек легкихлегочный коэффициентcombustionpyrolysispolytetrafluoroethyleneperfluoroisobutylenetoxic pulmonary edemalung/body ratioReferencesВредные химические вещества. Углеводороды. Галогенпроизводные углеводородов / под ред. В.А. Филова [и др.]. Л. : Химия, 1990. 732 с.Vrednye khimicheskie veshchestva. Uglevodorody. Galogenproizvodnye uglevodorodov [Harmful chemicals. Hydrocarbons. Halogen derivatives of hydrocarbons]. Eds.: V.A. Filov [et al.]. Leningrad. 1990. 732 p. (In Russ.)Мороз В.В., Голубев А.М., Кузовлев А.Н. Отек легких: классификация, механизмы развития, диагностика // Общая реаниматология. 2009. Т. 1. С. 83–88.Moroz V.V., Golubev A.M., Kuzovlev A.N. Otek legkikh: klassifikatsiya, mekhanizmy razvitiya, diagnostika [Pulmonary edema: classification, mechanisms of development, diagnosis] Obshchaya reanimatologiya [General Reanimatology]. 2009. Vol. 1. Pp. 83–88. (In Russ.)Торкунов П.А., Шабанов П.Д. Токсический отек легких: патогенез, моделирование, методология изучения // Обзоры по клин. фармакол. лекарств. терапии. 2009. Т. 6, № 2. С. 3–54.Torkunov P.A., Shabanov P.D. Toksicheskii otek legkikh: patogenez, modelirovanie, metodologiya izucheniya [Pulmonary edema: pathogenesis, modeling, methodology for studying]. Obzory po klinicheskoi farmakologii i lekarstvennoi terapii [Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy]. 2009. Vol. 6, N 2. Pp. 3–54. (In Russ.)Чепур С.В., Быков В.Н., Юдин М.А. [и др.]. Особенности экспериментального моделирования соматических и неврологических заболеваний для оценки эффективности лекарственных препаратов // Биомед. 2012. № 1. С. 16–28.Chepur S.V., Bykov V.N., Yudiin M.A. [et al.]. Osobennosti eksperimental’nogo modelirovaniya somaticheskikh i nevrologicheskikh zabolevanii dlya otsenki effektivnosti lekarstvennykh preparatov [The features of experimental modeling of somatic and neurological diseases for evaluation of the effectiveness of drugs]. Biomeditsina [Biomedicine]. 2012. Vol. 1, N1. Pp. 16–28. (In Russ.)Meng G., Zhao J., Wang H.M. [et al.]. Cell injures of the blood-air barrier in acute lung injury caused by perfluoroisobutylene exposure // J. Occup. Health. 2010. Vol. 52, N 1. P. 48–57.Meng G., Zhao J., Wang H-M [et al.]. Cell injures of the blood-air barrier in acute lung injury caused by perfluoroisobutylene exposure. J. Occup. Health. 2010. Vol. 52. Pp. 48–57.Smith L.W., Gardner J., Kennedy C.D. Shortterm inhalation toxicity of perfluoroisobutylene // Drug Chem. Toxicol. 1982. Vol. 5, N 3. P. 295–303.Smith L.W., Gardner J., Kennedy C.D. Short-term inhalation toxicity of perfluoroisobutylene. Drug Chem. Toxicol. 1982. Vol. 5, N 3. Pp. 295–303.Zhang T., Zhang X., Shao Z. [et al.]. The prophylactic and therapeutic effects of cholinolytics on perfluoroisobutylene inhalation induced acute lung injury // J. Occup. Health. 2005. Vol. 47, N 4. P. 277–285.Zhang, T., Zhang X., Shao Z. [et al.]. The prophylactic and therapeutic effects of cholinolytics on perfluoroisobutylene inhalation induced acute lung injury. J. Occup. Health. 2005. Vol. 47. Pp. 277–285.Zhang, Y. L., Fan L., Xi R. [et al.]. Lethal concentration of perfluoroisobutylene induced acute lung injury in mice mediated via cytokins storm, oxidative stress and apoptosis. Inhal. Toxicol. 2017. Vol. 29, N 6. Pp. 255–265.Zhang, Y. L., Fan L., Xi R. [et al.]. Lethal concentration of perfluoroisobutylene induced acute lung injury in mice mediated via cytokins storm, oxidative stress and apoptosis. Inhal. Toxicol. 2017. Vol. 29, N 6. Pp. 255–265.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.