ヒ化ガリウムおよび酸化インジウムと比較した酸化ガリウムの毒性

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Environ. Toxicol. Pharmacol..2020 Jun;80:103437. S1382-6689(20)30113-7. doi: 10.1016/j.etap.2020.103437.Epub 2020-06-19.

ヒ化ガリウムおよび酸化インジウムと比較した酸化ガリウムの毒性

The toxicology of gallium oxide in comparison with gallium arsenide and indium oxide.

Ernst M Bomhard

PMID: 32565349 DOI: 10.1016/j.etap.2020.103437.

抄録

ガリウムヒ素(GaAs)と酸化インジウム(InO)は、数十年前から電子産業で使用されており、トン数も増加しています。酸化ガリウム(GaO)は、ワイドバンドギャップの透明導電性酸化物であり、まだ工業的にはほとんど利用されていません。GaAsはヒ素イオンの影響で注目されており、ヒ素がどの程度寄与しているかを知るためには、GaOとInOのそれぞれの毒性を比較することが合理的であると考えられました。また、GaOの毒性については、まだ十分な検討がなされていないため、本レビューでは、GaOの毒性データについて初めての評価を行った。3つの化合物すべての急性毒性はむしろ低い。ラットとマウスの亜慢性吸入試験では、ラットとマウスで試験された最も低い濃度、すなわち0.16 mg GaO/mまでの持続的な肺胞蛋白症（PAP）および/または肺胞組織細胞浸潤を明らかにした。これらはまた、同様に低いレベル、すなわち0.1 mg/mのそれぞれでGaAsとInOに曝露した後に支配的な影響である。ラット（6.4 mg/m以上）およびマウス（32および64 mg/m）では赤血球症を伴う微小球性貧血が、64 mg/mでは精巣上体の精子の運動性および濃度の低下、精巣の変性が認められた。同程度の濃度では、GaAsの血液学的効果と男性の繁殖力ははるかに強かった。GaAsのより強い効果は、より良い溶解性とより高いバイオアベイラビリティーに起因すると考えられる。InOのデータベースは少なすぎて、血液/血液の形成や分解、男性生殖器/組織も標的になるかどうかを決定的に判断するには、サブクロニック試験は非常に低レベルであった。

Gallium arsenide (GaAs) and indium oxide (InO) are used in electronic industries at high and increasing tonnages since decades. Gallium oxide (GaO) is an emerging wide-bandgap transparent conductive oxide with as yet little industrial use. Since GaAs has received critical attention due to the arsenic ion, it seemed reasonable to compare its toxicology with the respective endpoints of GaO and InO toxicology in order to find out if and to what extent arsenic contributes. In addition, the toxicology of GaO has not yet been adequately reviewed, Therefore, this review provides the first evaluation of all available toxicity data on GaO. The acute toxicity of all three compounds is rather low. Subchronic inhalation studies in rats and mice revealed persistent pulmonary alveolar proteinosis (PAP) and/or alveolar histiocytic infiltrates down to the lowest tested concentration in rats and mice, i.e. 0.16 mg GaO/m. These are also the predominant effects after GaAs and InO exposure at similarly low levels, i.e. 0.1 mg/m each. Subchronic GaO exposure caused a minimal microcytic anemia with erythrocytosis in rats (at 6.4 mg/m and greater) and mice (at 32 and 64 mg/m), a decrease in epididymal sperm motility and concentration as well as testicular degeneration at 64 mg/m. At comparable concentrations the hematological effects and male fertility of GaAs were much stronger. The stronger effects of GaAs are due to its better solubility and presumed higher bioavailability. The database for InO is too small and subchronic testing was at very low levels to allow conclusive judgements if blood/blood forming or degrading and male fertility organs/tissues would also be targets.