Alteración química de las micropartículas de UO en sistemas de pulmón modelo

Área de la Ciencia:

• Ciencias del medio ambiente
• La radioquímica
• Toxicología

Sus antecedentes:

• Las partículas de dióxido de uranio (UO2) presentan riesgos de inhalación debido a su liberación en diversas actividades industriales y militares.
• El comportamiento a largo plazo y el destino de las partículas de UO2 inhaladas dentro del pulmón humano no se comprenden bien.
• La comprensión de la disolución y alteración de las partículas de UO2 es crucial para evaluar con precisión los riesgos para la salud.

Objetivo del estudio:

• Investigar la alteración química y la disolución de partículas de UO2 de tamaño microscópico en líquido pulmonar simulado (SLF) y líquido lisosomal artificial (ALF).
• Para aclarar el destino a largo plazo de las partículas de UO2 en entornos pulmonares extracelulares e intracelulares.
• Proporcionar información mecanicista sobre el comportamiento de las partículas de UO2 pertinente para la evaluación del riesgo para la salud humana.

Principales métodos:

• Exposición de partículas de UO2 del tamaño de μm a SLF y ALF a 37°C durante períodos prolongados (hasta 180 días en SLF, 900 días en ALF).
• Análisis de la alteración de la fase sólida de las partículas de UO2 utilizando técnicas no especificadas, pero implicadas por los "análisis de la fase sólida".
• Cuantificación de la liberación de uranio en solución para determinar las tasas de disolución.
• Simulaciones de Monte Carlo para evaluar las modificaciones de la dosis de radiación.

Principales resultados:

• En SLF, el UO2 exhibió una baja solubilidad (<2% de U liberado), pero sufrió una oxidación significativa (~50%) y una alteración de la superficie con formación de fase similar a la autunita.
• La alteración de la superficie inducida por SLF reduce potencialmente la disolución de UO2, promueve la retención de partículas y modifica la toxicidad al tiempo que disminuye la dosis de radiación externa.
• En ALF, el UO2 se disolvió fácilmente (~75% en 60 días, ~100% en 900 días) sin formación de fase secundaria, mostrando desagregación de la matriz y fragmentación potencial.

Conclusiones:

• Las partículas de UO2 inhaladas sufren distintas alteraciones químicas y vías de disolución dependiendo del entorno pulmonar (extracelular versus intracelular).
• La alteración de la superficie en SLF puede limitar la disolución y la dosis de radiación, pero alterar la toxicidad, mientras que ALF promueve una rápida disolución y fragmentación, lo que potencialmente aumenta la translocación.
• La reactividad de las partículas y los procesos de alteración deben tenerse en cuenta en las evaluaciones del riesgo para la salud del UO2 inhalado.