《吸入毒理學》的目標是為實踐者和有志學生提供一本實用的教材。它包括科學家在學術上的貢獻、商業/工業及政府部門在監管方面的曝光和測試、測試設備和程序、呼吸道過敏和呼吸道的刺激、風險評估、毒理學和毒理學理論建模以及具有毒性作用的一些特殊有毒物質。內容涵蓋了從空氣中顆粒物的收集和表征，到石棉纖維和納米顆粒吸入毒理學，到體內反應的肺芯片技術的發展等主題章節。為了加強它的教育用途，一些發人深省的問題和答案已經列在了每一章的結尾。
Harry Salem，理學學士、理學碩士、理學博士，現任馬里蘭州阿伯丁試驗場美國陸軍埃奇伍德化學生物中心首席科學家。他曾擔任Drexel University、Rutgers University、Temple University和the University of Pennsylvania的訪問教授，并在制藥行業和商業毒理學實驗室擔任多種職務。他也曾擔任the Journal of Applied Toxicology的主編。他于2001年當選為the Society of Toxicology國會成員，也是the New York Academy of Sciences、the American College of Clinical Pharmacology、the American College of Toxicology和the Academy of Toxicological Sciences的成員。
Sidney A. Katz博士，新澤西州卡姆登羅格斯大學化學榮譽退休教授。在此期間，他被邀請到加拿大、英國、德國、匈牙利、斯洛文尼亞和南非擔任客座教授。他曾在美國陸軍埃奇伍德生化中心（Edgewood Chemical Biological Center）擔任研究員，在倫敦大學反應堆中心（University of London Reactor Centre）擔任北約高級研究員。他還獲得了兩項NSF/AEC博士后獎學金。在他的學術生涯之前，他曾在E.I. DuPont de Nemours and Company，Inc.和R.M. Hollingshead Corporation擔任技術職務。從1997年到2002年，他擔任新澤西州危險廢物設施選址專員。他主要致力于環境生物分析化學的研究。
第1章 沉積顆粒物的收集和表征
1.1 引言 1
1.1.1 顆粒物沉積 1
1.1.2 科佩爾港 1
1.1.3 揚塵排放 2
1.1.4 公眾健康影響 3
1.1.5 工作目的 3
1.2 材料與方法 4
1.2.1 采樣地點及采樣方法 4
1.2.2 重量分析 6
1.2.3 金屬測定法 7
1.2.4 伽馬射線光譜法 7
1.2.5 掃描電子顯微鏡-X射線熒光光譜法 7
1.2.6 質譜分析 8
1.2.7 定向采樣 9
1.3 結果與討論 10
1.3.1 立法 10
1.3.2 重量分析 10
1.3.3 金屬的測定 20
1.3.4 γ射線的測定 21
1.3.5 電子顯微鏡 22
1.3.6 質譜分析 24
1.3.7 顆粒物沉積與礦石和煤炭運動的相關性 26
1.3.8 定向采樣 27
1.4 總結和結論 33
習題 33
致謝 34
參考文獻 34
第2章 僅鼻氣溶膠暴露系統的設計、操作和性能
2.1 引言 37
2.2 僅鼻暴露 38
2.3 歷史 39
2.4 減少動物應激 40
2.5 呼吸數據的獲取 40
2.6 可吸入性 41
2.7 氣溶膠沉積 43
2.7.1 氣溶膠沉積測量 43
2.7.2 氣溶膠沉積實驗 43
2.7.3 氣溶膠沉積預測 44
2.7.4 實驗與預測的氣溶膠沉積 44
2.8 僅鼻吸入系統的其他應用 45
2.9 小結與討論 45
習題 46
致謝 47
參考文獻 47
第3章 芯片肺
3.1 引言 51
3.2 為何建立芯片肺？ 51
3.3 常用的微加工技術 52
3.3.1 光刻法 52
3.3.2 軟光刻 53
3.4 小氣道的微流體模型 54
3.4.1 平行板模型 54
3.4.2 微通道模型 55
3.5 肺泡的微流體模型 57
3.5.1 微通道模型 57
3.5.2 微流控末端囊模型 58
3.6 小結 59
習題 60
參考文獻 61
第4章 吸入性物質的人體健康風險評估
4.1 基本原則和定義 62
4.1.1 風險和危害評估范例 62
4.1.2 支持風險評估范式的基本假設 62
4.1.3 基本定義 63
4.2 風險評估流程 65
4.2.1 規劃和范圍界定 65
4.2.2 危害識別 66
4.2.3 劑量反應評估 77
4.2.4 暴露評估 88
4.2.5 風險表征 89
習題 89
參考文獻 91
第5章 吸入毒理學概念在風險和后果評估中的應用
5.1 吸入毒理學在職業衛生中的應用 93
5.2 吸入毒理學的應急響應 94
5.3 吸入毒理學在風險和后果評估中的應用 95
5.3.1 確定適當的損傷終點 95
5.3.2 劑量-概率的數學解釋 96
5.3.3 包含統計不確定性 101
5.4 小結 103
習題 103
參考文獻 105
第6章 劑量和反應時間的時間標度—毒性負荷指數
6.1 引言 106
6.2 時間標度要求的背景 107
6.3 毒理學結果的時間依賴性 109
6.4 Haber法則和毒性負荷指數 113
6.4.1 Haber法則、刺激和影響劑量測定的變量 114
6.4.2 Haber法則、暴露方案和物種差異 116
6.5 危險識別和風險評估的含義 117
6.6 小結 117
習題 118
參考文獻 119
第7章 不當使用哈伯法則會導致預測模型錯誤地估計死亡率
7.1 引言 121
7.2 方法 123
7.3 結果 125
7.4 討論 127
習題 128
致謝 128
參考文獻 128
第8章 基于生理學的吸入動力學建模
8.1 引言 130
8.2 吸入PBPK模型的發展史 131
8.3 揮發性化合物的PBPK建模 133
8.4 CFD建模 134
8.5 CFD-PBPK混合模型 136
8.6 風險評估中的應用 137
8.7 PBPK建模示例：氯乙烯 137
8.8 CFD建模示例：丙烯醛 142
8.9 結語 147
習題 147
參考文獻 148
第9章 基于納米技術的消費產品的納米材料吸入暴露
9.1 引言 155
9.1.1 納米技術及其在研究中的獨特地位 155
9.1.2 消費品中納米材料的生產和使用 156
9.1.3 納米材料暴露的潛在影響 156
9.2 消費品中的納米材料 158
9.3 基于納米技術的消費產品中納米材料暴露的可能性 161
9.3.1 基于納米技術的消費品的研究 161
9.3.2 基于納米技術消費品的分析技術概述 164
9.3.3 調查基于納米技術的消費品的潛在暴露時面臨的挑戰 165
9.4 消費品定量吸入暴露評估 167
9.5 小結 171
習題 173
參考文獻 173
第10章 理化性質對碳納米管/納米纖維和金屬氧化物納米顆粒生物活性的影響
10.1 引言 180
10.2 碳納米管和碳納米纖維 180
10.2.1 SWCNT的分散狀態 181
10.2.2 金屬污染物和氧化應激 181
10.2.3 SWCNT與CNF和石棉 182
10.2.4 MWCNT長度 183
10.2.5 與纖維厚度相關的多壁碳納米管的團聚狀態 183
10.2.6 多壁碳納米管功能化的影響 183
10.2.7 單壁碳納米管與多壁碳納米管 185
10.3 金屬氧化物 186
10.3.1 分散狀態 186
10.3.2 活性氧生成 186
10.3.3 溶解度 186
10.3.4 金屬氧化物納米顆粒形狀和功能化的作用 187
10.3.5 表面涂層 187
10.4 小結 188
習題 188
參考文獻 189
第11章 控暴劑毒理學
11.1 引言 192
11.1.1 控暴劑 193
11.1.2 控暴劑歷史 193
11.2 控暴劑的化學性質 194
11.2.1 CN：氯苯乙酮（MACE） 194
11.2.2 CS：鄰氯苯亞甲基丙二腈 194
11.2.3 CR：二苯并氧氮雜? 196
11.2.4 OC 196
11.2.5 DM（AdAmSITE） 198
11.2.6 芬太尼 198
11.3 CS 199
11.3.1 毒理學效應 199
11.3.2 代謝 200
11.3.3 不同條件下的人體暴露 201
11.3.4 臨床癥狀和體征 202
11.3.5 人體暴露實例 203
11.4 CR 205
11.4.1 毒理學效應 205
11.4.2 人體毒理學 207
11.5 OC 208
11.5.1 毒理學效應 208
11.6 DM 209
11.6.1 毒理學效應 209
11.6.2 人體暴露 210
11.7 芬太尼 211
11.7.1 毒理學效應 211
11.7.2 人體暴露 212
11.8 小結 213
習題 214
免責聲明 215
參考文獻 215
第12章 失能劑
12.1 引言 224
12.1.1 ICA定義 225
12.2 BZ作為ICA 225
12.2.1 毒代動力學和臨床效應 226
12.2.2 吸入毒理學 226
12.2.3 臨床檢測 227
12.3 芬太尼作為ICA 227
12.3.1 毒代動力學和臨床效應 228
12.3.2 吸入毒理學 229
12.3.3 臨床檢測 229
12.4 小結和討論 229
習題 230
免責聲明 231
參考文獻 231
第13章 氨氣暴露的危害
13.1 引言 234
13.2 動物毒性數據 234
13.2.1 氣味閾值 234
13.2.2 肺/感官刺激 237
13.2.3 急性致死性研究 238
13.2.4 非致死效應 240
13.3 氨氣對人體的毒性 240
13.3.1 人體暴露：意外暴露的結果（按時間順序） 241
13.3.2 志愿者的毒性研究（按時間順序） 243
13.3.3 建模研究 248
13.4 基于人體數據的結論 250
13.5 來自動物研究的急性疾病和刺激性補充數據 252
13.5.1 肺部刺激數據 252
13.5.2 急性致死率數據 252
13.6 基于動物和人體暴露的結論 255
13.7 環境注意事項 260
13.7.1 北達科他州米諾特市的氨氣泄露事件 260
13.7.2 管道氨氣泄露 262
13.7.3 杰克兔項目氨氣釋放 263
習題 264
參考文獻 265
第14章 蛇紋石和角閃石石棉
14.1 引言 270
14.1.1 溫石棉特征 271
14.1.2 角閃石特征 274
14.2 影響纖維毒理學的因素 275
14.3 體外毒理學 276
14.4 體外生物耐久性 276
14.5 生物持久性 278
14.5.1 高溫石棉與溫石棉的清除機理 281
14.5.2 短纖維清除 281
14.6 慢性吸入毒理學研究 282
14.6.1 纖維長度 288
14.6.2 樣品純度 289
14.7 流行病學 289
14.8 小結 292
習題 293
參考文獻 294
第15章 一種新型細胞培養系統共培養肺原代細胞，集成離散多細胞型共培養系統（IdMOC）：八種卷煙煙氣冷凝物和尼古丁的肺細胞毒性
15.1 引言 302
15.2 材料和方法 303
15.2.1 IdMOC實驗系統 303
15.2.2 卷煙煙氣冷凝物 304
15.2.3 煙堿 304
15.2.4 原代人體細胞 304
15.2.5 其他化學品 304
15.2.6 細胞培養和處理 304
15.2.7 活性測量 305
15.2.8 數據分析 305
15.3 結果 305
15.3.1 CSC的細胞毒性 305
15.3.2 煙堿 308
15.4 討論 308
習題 310
參考文獻 311
第16章 慢性阻塞性肺疾病動物模型（COPD）
16.1 引言 315
16.2 吸煙在慢性阻塞性肺疾病動物模型中的影響 317
16.3 慢性阻塞性肺疾病動物模型概述 317
16.4 人和動物肺的解剖對比分析 318
16.5 卷煙煙氣暴露 319
16.6 卷煙煙氣暴露的響應評估 320
16.6.1 肺氣腫 320
16.6.2 小氣道重塑 321
16.6.3 肺動脈高壓 322
16.6.4 炎癥 322
16.7 對卷煙煙氣反應的品系差異 322
16.8 Nrf2和NF-κB在吸煙誘發肺癌中的影響 324
16.8.1 主要抗氧化轉錄因子Nrf2 324
16.8.2 主要促炎癥轉錄因子NF-κB 325
16.9 小結及未來研究方向 326
習題 327
參考文獻 327
第17章 毒物吸入性損傷的處理及醫學治療
17.1 引言 335
17.2 毒物吸入性損傷：一般注意事項 336
17.2.1 問題描述 336
17.2.2 毒性吸入性損傷的發病機制 337
17.2.3 毒物吸入性損傷和ALI/ARDS 338
17.2.4 管理原則和醫療處理 339
17.3 特定毒物的性質和治療 357
17.3.1 氯 357
17.3.2 光氣 363
17.3.3 煙氣吸入傷害 371
17.4 小結 378
習題 379
參考文獻 380
第18章 結晶二氧化硅暴露的轉錄組學反應
18.1 引言 400
18.1.1 結晶二氧化硅暴露 400
18.1.2 結晶二氧化硅暴露對健康的影響 400
18.1.3 轉錄組：一個靈敏且機制相關的毒性靶點 401
18.2 結晶二氧化硅暴露的轉錄組學反應 401
18.2.1 結晶二氧化硅暴露的轉錄組反應與二氧化硅誘導的毒性一致 401
18.2.2 結晶二氧化硅和氧化應激 405
18.2.3 結晶二氧化硅和DNA損傷 406
18.2.4 結晶二氧化硅和細胞凋亡 413
18.2.5 結晶二氧化硅和炎癥 414
18.2.6 結晶二氧化硅和肺纖維化 416
18.2.7 結晶二氧化硅和癌癥 417
18.2.8 結晶二氧化硅致肺毒性的新機制 418
18.3 結晶二氧化硅暴露/毒性預測 419
18.3.1 血液轉錄組學和結晶二氧化硅的致肺毒性 419
18.3.2 大鼠血液轉錄組學變化反映結晶二氧化硅的致肺毒性 420
18.3.3 血液轉錄組的生物信息學分析揭示結晶二氧化硅致肺毒性的分子機制 421
18.3.4 血液基因表達標記預測大鼠亞毒性濃度的結晶二氧化硅暴露 425
18.3.5 血液轉錄組學監測人體結晶二氧化硅暴露 426
習題 426
參考文獻 427
第19章 光氣吸入毒性的機制
19.1 引言 436
19.2 光氣和光氣類物質 437
19.2.1 理化性質和化學反應性 437
19.2.2 急性吸入致死毒性比較 438
19.3 實驗模型 439
19.3.1 急性吸入毒性和哈伯法則 439
19.3.2 急性吸入毒性和病理生理學 443
19.3.3 中性粒細胞的致病機理 449
19.3.4 肺部炎癥和一氧化氮 450
19.4 光氣誘導ALI的推測機理 451
19.5 毒性及物種差異 453
19.6 對策及藥物干預 454
19.7 展望 456
習題 456
參考文獻 458
第20章 化學戰劑和核武器
20.1 引言 465
20.2 化學戰簡史 465
20.3 化學戰劑分類 467
20.3.1 致命化學戰劑 471
20.3.2 非致命性化學戰劑 475
20.4 美國和俄羅斯聯邦的化學戰劑儲備 476
20.5 核武器 478
20.5.1 主要的核武器類型 478
20.5.2 核爆炸的能量分布 479
20.5.3 電離輻射的化學和生物學效應 482
20.5.4 電離輻射暴露引起的急性放射綜合征和癌癥 482
20.5.5 輻射激效假說 485
20.5.6 1950～2020年壽命研究和LNT模型 487
20.6 放射性擴散裝置（RDD，臟彈）及放射性爆炸裝置 487
20.6.1 放射性爆炸造成的健康危害和污染 488
20.6.2 應對放射性擴散裝置襲擊的準備工作 489
20.7 蓄意放射性中毒 489
20.7.1 1957年尼古拉·科赫洛夫中毒事件 490
20.7.2 2003年約瑞·舍科欽中毒事件 490
20.7.3 2004年羅曼·采波夫中毒事件 490
20.7.4 2006年亞歷山大·利特維年科中毒事件 491
20.8 小結 491
習題 491
參考文獻 492
第21章 應急計劃指南
21.1 引言 498
21.1.1 社區保護的背景和需要 498
21.1.2 1986年是否有適用于應急計劃的健康數據？ 499
21.2 制定應急計劃指南 500
21.2.1 應急計劃指南的誕生 500
21.2.2 組織資源顧問的角色 500
21.2.3 美國工業衛生協會的作用 500
21.2.4 關注的程度是什么？ 501
21.2.5 什么時段是合適的？ 502
21.2.6 這些數字是如何推導出的？ 503
21.2.7 化學品選擇和數據要求 503
21.2.8 評審過程 504
21.2.9 審查中的ERPG發表評論策略 504
21.3 ERPG在應急響應指南中的應用 505
21.3.1 如何使用數據？ 505
21.3.2 使用ERPG數據的限制 506
21.3.3 未來會怎樣？ 506
習題 507
參考文獻 508
第22章 呼吸系統給藥途徑的安全性評價
22.1 引言 510
22.2 治療性吸入氣體和蒸氣的肺部給藥 512
22.3 吸入性氣溶膠的肺部給藥 512
22.4 吸入性氣溶膠的吸收和清除 514
22.5 吸入性氣溶膠、氣體和蒸氣的藥物毒性 514
22.6 鼻腔給藥治療 515
22.6.1 鼻—腦傳遞 518
22.6.2 配方的優點 519
22.7 吸入療法的安全性評估方法 522
22.7.1 毒性評價參數 524
22.7.2 呼吸安全藥理學 529
22.8 治療性藥物的吸入暴露技術 536
22.9 監管指南 539
22.10 毒性數據的作用 539
習題 540
術語解釋 540
參考文獻 541
新書資訊