جيل من الهباء الجوي السجائر الإلكترونية بجهاز فابينج آلة للجيل الثالث: تطبيق للدراسات السمية
Summary
السجائر الإلكترونية (e-cig) المستخدمين تتزايد في جميع أنحاء العالم. قليلاً، ولكن المعروف حول الآثار الصحية الناجمة عن cig ه استنشاق الهباء الجوي. توضح هذه المقالة e cig أيروسول جيل تقنية مناسبة للتعرض للحيوانات ودراسات السمية في وقت لاحق. هذه البروتوكولات المطلوبة لإنشاء نظم للتعرض cig ه تجريبيا استنساخه وموحدة.
Abstract
استخدام الأجهزة الإلكترونية-السجائر (e-cig) الحرارة لإنتاج الهباء الجوي هنالك من سائل (سائل ه) يتكون أساسا من هوميكتانتس والنيكوتين والمواد الكيميائية توابل. ويشمل الأيروسول تنتج الجسيمات الدقيقة وأظهرت، ويحتمل أن النيكوتين والالدهيدات، التي يمكن أن تكون ضارة بصحة الإنسان. المستخدمين E cig يستنشق هذه الهباء الجوي، ومع الجيل الثالث من الأجهزة الإلكترونية-cig، التحكم في ميزات التصميم (المقاومة والجهد) بالإضافة إلى اختيار ه-السوائل، والتشكيل الجانبي للنفخ. هذه هي العوامل الرئيسية التي يمكن أن يؤثر تأثيراً كبيرا على سمية الهباء الجوي المستنشق. ومع ذلك، E cig البحوث، صعبة ومعقدة في الغالب بسبب عدم وجود تقييمات موحدة وعلى أصناف عديدة من نماذج e cig والعلامات التجارية، فضلا عن النكهات السائل ه والمذيبات التي تتوفر في السوق. هذه الاعتبارات تسليط الضوء على الحاجة الملحة إلى مواءمة بروتوكولات البحث e cig، بدءاً من تقنيات الجيل وتوصيف الهباء الجوي ه-cig. وتركز الدراسة الحالية على هذا التحدي بوصف تقنية توليد الهباء الجوي ه خطوة بخطوة مفصلة-cig مع معلمات التجريبية المحددة التي يعتقد أن تكون واقعية وتمثيلا من سيناريوهات التعرض لواقع الحياة. المنهجية التي تنقسم إلى أربعة أقسام: إعداد، والتعرض، وتحليل بعد التعرض، بالإضافة إلى التنظيف والصيانة للجهاز. وترد نتائج تمثيلية من استخدام نوعين من السائل ه والفولتية المختلفة فيما يتعلق بالاعتقال الجماعي وتوزيع حجم الجسيمات، والتركيب الكيميائي ومستويات الكوتينين في الفئران. هذه البيانات إثبات براعة النظام التعرض cig ه المستخدمة، وبصرف النظر عن قيمته للدراسات السمية، كما أنه يسمح لمجموعة واسعة من سيناريوهات التعرض الكمبيوتر التي تسيطر عليها، بما في ذلك ملامح التضاريس vaping الممثل الآلي.
Introduction
السلامة المتعلقة باستخدام السجائر الإلكترونية (e-cigs) موضوع نقاش نشط في الأوساط العلمية. من ناحية، المصنعين والتجار بالإعلان عن الفوائد المحتملة من cigs ه كمنتج الحد من ضرر المدخنين حاليا، بسبب القضاء على العديد من المواد الضارة الموجودة في السجائر التقليدية، بينما صانعي سياسة الصحة العامة التي أعربت عن قلقها إزاء عدم وجود بيانات عن التعرض للصحة البشرية الطويلة الأجل1،2. اسيجس تخدم أغراض مميزة اثنين على الأقل، 1) كأداة استبدال لإيصال النيكوتين و 2) ك جهاز وقف التدخين3. طبقاً لمراكز “مراقبة الأمراض” والوقاية منها، بحلول عام 2014، يستخدم أكثر من 9 مليون من البالغين الأميركيين cigs ه على أساس منتظم. من 2013 إلى 2014، زاد استخدام e cig بين طلاب المدارس الثانوية بأكثر من 300%4. نظراً للاستخدام المتزايد ل cigs ه بين الشباب، وكذلك كما هو الحال في البالغين1،،من24، والنظر في المطالبات الشعبية، ومع ذلك لم تثبت، حول cigs ه كبديل التدخين أكثر أماناً، المسائل العلمية الرئيسية بحاجة إلى أن تكون موجهة إلى تحديد ما إذا كان استخدام e cig يشكل المخاطر المحتملة على صحة الإنسان، ولا سيما أن للجهاز التنفسي1،2. على الرغم من cigs ه كانت أول مرة تجارياً في الولايات المتحدة في عام 2007، فقط جداً تم إجراء دراسات محدودة شأن آثار e cig الأيروسول التعرض في المختبر والرئة هيكل ووظيفة والصحة العامة5،6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11-ولذلك و في المختبرو في فيفو والبيانات الوبائية ضرورية للمساعدة في وضع السياسات العامة والأنظمة المتعلقة باستهلاك cigs ه. بيد أن إنتاج أدلة علمية موثوقة واستنساخه في هذا المجال الناشئ يتطلب أولاً إنشاء نظم النفخ cig ه موحدة وتوليد بيئات التعرض استنساخه في إعدادات المختبر عاكس للاستهلاك البشري.
أجهزة الجيل الثالث ه-cig، المتاحة في السوق، وتتكون من فائف تدفئة واحدة على الأقل (رذاذ) بالإضافة إلى بطارية ليثيوم. يمكن أن تعمل أجهزة التحكم بالطاقة للجهاز e cig في الفولتية المختلفة. أيضا قد هذه الأجهزة الإلكترونية-cig خزان، الذي هو عرض السائل ه-cig (e-السائل). ﻫ-السائل، تعرف أيضا باسم ه-عصير، يتكون أساسا من المذيبات النيكوتين والنكهات والناقل (هوميكتانتس) وغالباً بروبيلين غليكول (PG) والخضار الغليسرين (VG) والمياه. منذ ذلك الحين، وفقا “الولايات المتحدة للأغذية” والدواء (FDA)، ه-سوائل تتكون من خليط من “تعتبر عموما آمنة” (غرا) الأغذية المضافة توابل المواد الكيميائية وهوميكتانتس، بالإضافة إلى النيكوتين، يمكن اعتبارها آمنة في الغذاء. ومع ذلك، عندما تكون هذه الصياغات السائل فابيد من خلال جهاز e cig، أنها يتم تسخينها برذاذ، التي تغير الخصائص الفيزيائية-الكيميائية e-السائل، وتنتج الهباء الجوي أو بخار يحتوي على كاربونيلس، وبشكل أكثر تحديداً ألدهيد مركبات،من1213. وتتشكل هذه الألدهيدات تدهور الحرارية وأكسدة املؤسسه، مما يحقق أيضا تشكيل هيدروكسيل الجذور14،15،،من1617. هذه الألدهيدات التي موجودة في الهباء الجوي ه-cig عندما تشمل فابيد تحت ظروف معينة13، والفورمالديهايد، الاسيتالديهيد، أسيتول، والفورمالدهايد، جليسيدول، ودياسيتيل، التي من المعروف أن آثار سلبية قوية على صحة الإنسان، ومع فورمالدهايد يجري ثبت مسرطن بشري15،16،17. وباﻹضافة إلى ذلك، الأيروسول e cig أيضا يتكون من الغرامة (250-950 nm)18،19 وأظهرت الجسيمات20 (44-97 nm)، التي من المعروف أن يسبب سمية الرئوية من خلال آليات الأكسدة والتهاب 17-استناداً إلى تكوين ه-السائل، أي.، النسبة المئوية لكل عنصر من العناصر الموجودة في الصياغة، فضلا عن الجهد المطبق على جهاز e cig، الذي يؤثر على درجة الحرارة المستخدمة في فب ه-السائل، المجموع تركيز الجسيمات (TPM) للأيروسول سوف تختلف، ويؤدي إلى مستويات مختلفة من الجسيمات، فضلا عن تجمعات من الألدهيدات، التي أظهرت أن يكون أنتجت تحت vaping محددة الشروط19،21 . يتم استنشاق هذه الأيروسولات e cig المستخدمين، الذين يسيطرون على الجهد لأجهزتهم e cig. هو اختيار الجهد استناداً إلى التفضيلات الشخصية معدل الإنجاز النيكوتين وإنتاج الهباء الجوي، وحرق الإحساس12. وبالتالي، من الضروري فهم خصائص هذه الهباء الجوي من أجل تقديم الأدلة العلمية للوائح الكافية cig ه وسياسات التصنيع واستهلاك السائل ه.
في إطار البحث العلمي، وهناك العديد من القضايا التي تحتاج إلى معالجة تتصل 1) مختلف تكوينات الجهاز e cig والخيارات العملية من أي ه-cig اختيار المستخدمين؛ 2) عدم وجود ملامح التضاريس vaping البشرية تمثيلية موحدة لاستخدامها في إعدادات تجريبية22. وهذا يسلط الضوء على الحاجة الملحة إلى مواءمة بروتوكولات البحث e cig، بدءاً من e cig الأيروسول جيل وتوصيف التقنيات22. تركز الدراسة الحالية على هذا التحدي بوصف تقنية توليد الهباء الجوي ه خطوة بخطوة مفصلة-cig, مع معلمات تجريبية محددة تعتبر واقعية وتمثيلية من سيناريوهات التعرض للحياة الحقيقية. كما تهدف هذه الدراسة إلى تقييم تأثير التيار الكهربائي على تركيز TPM للأيروسول cig ه، كما تم إنشاؤها باستخدام جهاز فابينج الجيل الثالث تدمج في نظام تعرض تجارية تسيطر عليها الكمبيوتر تكوين لاستنشاق الجسم كله الفئران الدراسات. وصف هذا البروتوكول التجريبي، بما في ذلك توليد وتوصيف e cig الهباء الجوي، يمكن أن يسهم إنشاء الممثل cig ه الموحدة أنظمة النفخ في مختبر لإعداد اللاحقة السمية الدراسات.
Protocol
Representative Results
Discussion
رئيسية دون إجابة سؤال عما إذا كان التعرض الطويل الأمد للهباء الجوي ه-cig ينتج سمية رئوية. وباﻹضافة إلى ذلك، السلامة العامة من cigs ه فيما يتعلق بالصحة البشرية لا تزال مسألة مثيرة للجدل. في آب/أغسطس عام 2016، وسعت “إدارة الأغذية والعقاقير الأمريكية” سلطتها التنظيمية على جميع منتجات التبغ، بما في ذلك cigs ه. أسيج البحث، غير أن صعوبة وتعقيداً الواجب معظمها إلى 1) عدم وجود تقييمات موحدة؛ 2) مجموعة واسعة من الأجهزة (~ 2,800 نماذج مختلفة من العلامات التجارية المحددة 466) e cig24؛ 3) النكهات السائلة ه فريدة من نوعها 7,700 ما يزيد على24؛ 4) مختلف التوليفات الممكنة من نسب هوميكتانت. ونظرا للطابع المعقد للحقل، من الضروري، بغية مواجهة هذا التحدي وتوليد الأدلة العلمية السليمة، أن الاعتبارات دقيق للظروف التجريبية وتستخدم عمليات استنساخه. في هذه الدراسة، تم التركيز على وصف أسلوب توليد الهباء الجوي cig ه التي يمكن أن تمكن المحققين للحصول على مجموعات بيانات فريدة من نوعها تتصل متعاقبين المتصلة بالتعرض لتأثير الهباء الجوي cig ه واقعية وشاملة. وهذه يمكن أن تكون ذات صلة في الوقت المناسب بعنوان e cig متعلقة بالسلامة أو أسئلة سمية لوضع لوائح بشأن ميزات التصميم cig ه التي يحتمل أن يمكن أن يكون لها أثر مباشر على سياسات الصحة العامة.
في هذه المادة، بيئات ذات معنى التعرض تم إنشاؤها باستخدام نظام التحكم في الكمبيوتر قادرة على دمج أحدث جيل من الأجهزة الإلكترونية-cig، فضلا عن السماح للملامح النفخ الآلي المعرفة مسبقاً أو معرف من قبل المستخدم والمجموعة العاملة الشروط (على سبيل المثال-ثابتة، الطاقة المصدر والقيم القياسية للمقاومة، والجهد، أو درجة الحرارة). تشمل هذه الموجزات النفخ الآلي الشروط القياسية: حجم نفخة مل 55، 3 مدة نفخة s وق 30 نفخة الفاصل الزمني وساحة نفخة الشخصية، من “روتين التحليلية آلة لتوليد الهباء الجوي السيجارة الإلكترونية وجمع – التعاريف والمعايير شروط “المقدمة من كوريستا يوصي بأسلوب (CRM) N ° 8125 (الجدول 2). حيث يمكن إنشاء نظام يستخدم مختلف التشكيلات الجانبية النفخ الآلي، أنه يتوافق مع ISO 20768 (البخار المنتجات – آلة vaping تحليلية روتينية – التعاريف والظروف القياسية) أيضا متطلبات نظام النفخ26 . كالمتوقع، e cig النفخ نظام الشروط القياسية تتناقض مع تلك من ISO 330827، الذي يحدد الشروط القياسية لآلات تدخين السجائر (حجم نفخة مل 35، 2 s نفخة مدة والفاصل نفخة s 60 والجرس نفخة الشخصية). هذه الاختلافات بين أنماط التدخين السجائر وفابينج e cig بين المستخدمين هي راسخة28. في هذه الدراسة، أمثلة وإظهار البيانات المقدمة أن الهباء الجوي الناتجة عن هذا النظام وجهاز الجيل الثالث ه-cig مع الجهد قابل للتعديل إنتاج تركيزات عالية من TPM، تصل إلى 0.27 وملغ 0.82 في 55 و 70 مل نفخة، على التوالي. وجمعت E cig الهباء الجوي تركيزات هذه الحق بعد التعرض للدائرة (الجدول 1-2، الرقم 5). تظهر النتائج أيضا أن هناك أكثر من فارق 160-fold في كتلة الجسيمات كل نفخة أنتجت مع الفولتية تتراوح بين 1.8 إلى 4.8 الخامس (الجدول 1). هذا الجهد مجموعة من خصائص إعدادات التشغيل لأجهزة e cig في سوق الولايات المتحدة، التي تسمح بتطبيق الجهد تتراوح بين 2.9 و 5.2 V29. النتائج تتسق أيضا مع البيانات المنشورة سابقا18،21 حيث تم الإبلاغ عن مستويات عالية من TPM التي يتم جمعها عند مخرج المولد e cig لملامح التضاريس مماثلة (1.4 إلى 5.8 ملغ/النفخ). تتضمن الخطوات الحاسمة في إطار البروتوكول إضافة بضع قطرات من السائل ه برذاذ قبل كل دورة التعرض لضمان) أن يتم إنتاج لا حرق الجافة؛ ب) يتوفر ﻫ-السائل في الخزان خلال كامل مدة التعرض؛ وتأكد من أن يتم إنشاء الأيروسول e cig كما هو متوقع بأخذ قراءات منتظمة على جهاز قياس تركيز في الوقت الحقيقي. ومن الثابت أن المستخدمين e cig في محاولة لتجنب نفث الجافة، التي تحدث في ظروف الحرق الجاف. ويرتبط هذا الشرط فابينج إلى تشكيل مستويات عالية من الألدهيدات، بما في ذلك فورمالدهايد، مسرطن معروف و السمية التنفسية13،30. ولذلك، ضمان أن يتم تجنب هذا الشرط خلال التعرض أمر حاسم. وأخيراً، من حيث التعرض للنيكوتين، الفئران تتعرض للهباء الجوي ه-cig من 36 ملغ/مل المحتوية على نيكوتين ه-سائل ساعتان يوميا لمدة 28 يوما (مستويات 0.12 ملغ/نفخة) قدم المصل تركيزات الكوتينين 91 نانوغرام/مليلتر (الشكل 8)؛ مستوى شبيه بالسجائر المدخنون (> 100 نانوغرام/ملليلتر)31،32،33، والذي أقل حتى من المستخدمين (الكوتينين متوسط اللعاب 252 نانوغرام/مل) cig ه العادية34. أفيد في دراسة تضاريس فابينج أن 235 وكان الحد الأقصى لعدد النفخات يوميا اتخذتها e cig مستخدمين35،36. هذه مشابهة جداً للشخصية التعرض لدينا إنتاج 1 نفخة كل 30 ثانية ل 2-ح يوميا (ما مجموعة 240 نفث). وهكذا، نماذج هذه الشخصية طوبوغرافيا vaping e cig المستخدمين اليومية نفخة الاستهلاك والسلوك.
على مدى العقد الماضي، تطورت الأجهزة الإلكترونية-cig من أجهزة الجيل الأول، مثل السجائر، تستخدم مرة واحدة، وتعمل بالطاقة المنخفضة، إلى الجيل الثاني من خزان قابل للإزالة وإعادة التعبئة على غرار الأجهزة، والآن لأجهزة الجيل الثالث على غرار الدبابات مع القابلة للتخصيص يضم24 للفائف المقاومة رذاذ 1): العناصر المسؤولة عن التدفئة ه-السائل، وتحكم السلطة 2)، الذي) يمكن أن تعمل على الفولتية المختلفة، ب) يؤثر على درجة حرارة عنصر التدفئة وج) يحدد أم لا يتم التوصل إلى درجة حرارة الغليان الحل24،37. أثناء استخدام e cig، عادة يتم تسخين ه-السائل في 200 درجة مئوية أو زيادة38، وفي شكل الأيروسول التي تتفاعل عناصرها مع المصفوفات البيولوجية. ولذلك، وصف الأيروسول e cig ضروري. ﻫ-السوائل المذيبات تختلف في التقلب بحلول تتألف أساسا من PG (70 في المائة)، وأقل لزوجة وتتبخر في انخفاض درجة حرارة37، تنتج الهباء الجوي مع جسيمات أصغر نسبيا التي تزيد من خبرة المستخدم ‘الحلق أصاب’ 20-من ناحية أخرى، على أساس VG ه-السوائل أيروسوليزي في أعلى درجات الحرارة37 وتنتج الهباء الجوي مع جزيئات أكبر نسبيا مما، من تجربة المستخدم، يزيد من النكهة وكمية بخار ولدت5، 17،39. وهكذا، ثبت سابقا أن نسبة جزء من الغرام/VG ه-السائل يؤثر على توزيع حجم الجسيمات الموجودة في ال19،e cig الأيروسول20. كما هو موضح في الشكل 5، استخدام سائل ه تتكون من نسبة جزء من الغرام/VG مناصفة، الهباء الجوي ه-cig مع أقطار متوسط ~ 100 نانومتر تم الحصول عليها. هذه النتائج في نفس النطاق كتلك التي أبلغ عنها من بعاصيرى، وآخرون. 20-وهذا يشير إلى أن المعلمات التعرض، بما في ذلك e cig تعمل الإعدادات (المقاومة والجهد والطاقة) والنفخ الشخصية، بالإضافة إلى قاعدة السائل ه، قد تؤثر على الخصائص المادية للهباء الجوي تنتجها. وعلاوة على ذلك، تركيز النيكوتين والمواد الكيميائية توابل تضاف إلى قاعدة السائل ه يمكن أن يحتمل أن تؤثر أيضا الهباء الجوي ه-cig الخصائص الفيزيائية الكيميائية. وقد تبين سابقا أن تنتج سائل ه التي أقل لزوجة الهباء الجوي مؤلفة من الجسيمات الدقيقة، أسفر عن بخار أقل كثافة، مما أسفر عن انخفاض تركيز TPM17. استخدام نفس نسبة العرض إلى جزء من الغرام/جيد جداً لكلا ه-السوائل اختبار، تحتوي على سائل ه من 36 ملغ/مل النيكوتين ونكهة القرفة الكيميائية، مما يعني ضمناً أنها مخففة أكثر من قاعدة السائل ه فقط (جزء من الغرام/VG + النيكوتين نكهة القرفة مقابل جزء من الغرام/VG وحدها)، يبدو أقل لزج من ه-السائل تتألف فقط من جزء من الغرام، وجيد جداً. الفرق الواضح بين اثنين ه-السوائل في اللزوجة قد يفسر التفاوت في الكتلة الواحدة والنفخ التي تم الحصول عليها تحت cig ه متساوية فابينج إعدادات (الجدول 2). ومع ذلك، TPM أقل قد لا ترتبط بالهباء الجوي أقل ضررا، نظراً لتوزيع حجم الجسيمات، وتوصيف المواد الكيميائية للأيروسول يجب النظر أيضا. وفي الواقع، تدهور VG الحراري والتفاعلات الكيميائية للمكونات السائلة ه تنتج انبعاثات الألدهيدات الضارة، بما في ذلك فورمالديهايد والاسيتالديهيد، من المعروف أن المخاطر التي تتهدد صحة الإنسان15،17 قوية ،40. كما يلاحظ في الجدول 3، كشف التحليل الكيميائي للأيروسول e cig المنتجة هنا أنه يتضمن أيضا والفورمالدهايد، مونوتشلوروفينول، الكاتيتشول وبينزوثيازولي. كلها معروفة مهيجات الجهاز التنفسي، بينما الكاتيتشول بالإضافة إلى ذلك تصنف على أنها مسرطنة للبشر (الفئة 2 باء) طبقاً للوكالة الدولية للبحوث حول السرطان (IARC)41،42،43 . هذا إضافة إلى الآثار المتصلة بكيمياء منكهة دمج ه-السائل. على سبيل المثال، سينمالدهيد ودياسيتيل، اثنين من نكهة واستخراج رابطة مصنعي المواد الكيميائية توابل ذات أولوية عالية لخطر الالتهاب الرئوي، عند استنشاقه بالعمال، وقد ثبت أن يضعف وظيفة الرئة ويسبب الرئة لا رجعة فيه ضرر ( obliterans التهاب القصيبات، إلا وهي ‘الرئة الفشار’)44. لقد ثبت أن تكون الغاية السامة للخلايا في المختبر45،،من4647 سينمالدهيد وتحظى بشعبية كبيرة في سوائل ه48. في الدراسة الحالية، تم تحديد وجود سينمالدهيد في الأيروسول e cig من القرفة النكهة ه-السائل (الجدول 3 و الشكل 7). وبوجه عام، وهذا يدل على الحاجة إلى تحليل e cig الهباء الجوي للخصائص الفيزيائية والكيميائية على حد سواء،.
وكما ذكر أعلاه، يمكن أن يكون التعرض الأسلوب الموصوفة هنا متعددة للغاية. يمكن أن تسمح للتعديلات المدخلة على نظام النفخ (عن طريق البرنامج)، ميزات التشغيل للجهاز e cig أو حتى من هذا النوع من التعرض للدائرة (الآنف فقط وكامل الجسم) (عن طريق الأجهزة). وهذا يوفر المحقق مع كل المرونة اللازمة التكيف أو ضبط الشروط التجريبية لحاجة كل مشروع بحثي. استكشاف الأخطاء وإصلاحها هذه التقنية تشمل ضمان تأمين الاتصالات بين مكثف ه-cig والأنابيب والمضخات والدوائر على نحو كاف، وأن يتم إغلاق جميع الدوائر بشكل صحيح (للاطلاع على مزيد من المعلومات المفصلة الرجوع إلى دليل المستخدم). كما لاحظت وكما تم اختبارها في هذه الدراسة، مجموعة متنوعة من العوامل يمكن أن تؤثر e cig الأيروسول الإنتاج وتكوين22. وهذه العوامل ترتبط بنسب ومكونات صياغة السائل ه، التي تؤثر على المكونات الكيميائية الأيروسول، فضلا عن خصائص الجهاز المحدد ه-cig وعملية الإعدادات التي تؤثر على ظروف تدفئة تستخدم أيروسوليزي ه-السائل، وهكذا التكوين، فضلا عن العنصر المادي للأيروسول. ﻫ-سوائل تتكون من غرا المضافات الغذائية، ومع ذلك، ضمان سلامتهم بعد تدفئة وعدم ثبوت هباء. الأهم من ذلك، المستخدمين e cig يستنشق هذا الهباء والتحكم في التشكيل الجانبي للنفخ، فضلا عن اختيار السائل ه وإعدادات التشغيل (المقاومة والجهد) للأجهزة الإلكترونية-cig بهم. هذه هي العوامل الرئيسية التي يمكن أن تؤثر إلى حد كبير انبعاثات الهباء الجوي ه-cig وينبغي لذلك بعناية تسيطر وذكرت في البحوث التجريبية.
الأساليب الأكثر تجريبية، تقنية التعرض e cig الحالية قد مزايا وقيود. حين مناسبة تماما للدراسات السمية وتنوعاً، فمن المعروف أيضا أن الفئران الآنف-الاستراحات وأن التعرض للجسم كله قد تسمح أيضا لامتصاص عن طريق الجلد وعن طريق الفم بالإضافة إلى مسار التعرض للاستنشاق. ووصف مزايا ومساوئ استخدام استنشاق كامل الجسم والأنف فقط قد تم التعرض على نطاق واسع في أماكن أخرى49،50. بينما أوثق تحاكي التعرض الآنف فقط أنماط الإلهام/انتهاء الصلاحية التي تنظم النقل وترسب الجسيمات في الجهاز التنفسي، هذا النمط من التعرض أكثر إرهاقاً للحيوانات وليست كافية للاستنشاق طويلة الأجل الدراسات باستخدام عدد كبير من الحيوانات49. وبالإضافة إلى ذلك، وجدت الدراسات التي قارنت التعرض كامل الجسم والأنف فقط في القوارض كشفها بواسطة استنشاق لأنها سامة نفسه تحت نفس الظروف التعرض (TiO2 جسيمات نانوية، دخان السجائر) لا الفرق الإحصائي بين أولئك وسائط اثنين من التعرض لترسب الجسيمات الرئة والرئة الردود50،51. نظراً للآثار الناجمة عن التعرض المزمن للهباء الجوي ه-cig تحت التحقيق والذين لا يحملون وثائق إلى حد كبير، نظام التعرض e cig الموصوفة في هذه المخطوطة مفيدة لسد هذه الفجوة في المعرفة. أيضا، هو المنحى الجهاز فابينج الجهاز الجيل الثالث المستخدمة في هذه الدراسة في تكوين أفقي. وهناك احتمال أن التوجه للجهاز يمكن أن يكون لها تأثير على إنتاج الهباء الجوي؛ ومع ذلك، لأفضل لمعرفتنا، لأجهزة الجيل الثالث ه-cig، متغير الاتجاه لم يتم اختباره سابقا. الاتجاه الأفقي هو الموقف المفضل للمستخدمين المبتدئين من e cig. وهذا يساعد على تعزيز أفضل فتل ويقلل من مخاطر تسرب السائل ه. وهكذا، الاتجاه الأفقي هو الممثل للسلوكيات vaping السكان المستخدمين cig ه وقد استخدمت من قبل مجموعات البحث الأخرى21. من المهم أيضا أن نلاحظ أن قوة عرض على جهاز e cig قد تختلف اختلافاً طفيفا عن السلطة الفعلية المتوفرة ل الجهاز22،52، وأن ذلك أيضا قد يكون من المستصوب لقياس القيم إمدادات الطاقة خارجياً أو استخدام إمدادات طاقة حبالى لوجود إمدادات ثابتة من الطاقة.
وهناك بحوث كبيرة وفجوة المعرفة للمؤشرات الحيوية سمية المرتبطة بالتعرض الطويل الأمد للهباء الجوي ه-cig. ويمثل هذا النظام التعرض خطوة إلى الأمام في هذا المجال بالسماح للمحققين لتحديد آثار التعرض استنشاق الطويلة الأجل من الحيوانات إلى سائل cig ه الضبوبيه. طرق التعرض e cig القائمة الأخرى أيضا لديها القدرة على التحقيق في تأثير النفخ النظام وتشغيل الإعدادات للأجهزة الإلكترونية-cig في نهايات سمية19،،من2022،53 . هذه النظم التعرض سيساعد على تقديم الأدلة العلمية لأنظمة مستقبلا على منتجات التبغ البديلة الجديدة. في نهاية المطاف، سوف تساعد الدراسات السمية إجراء جيد ومناسب تحسين إطلاع صانعي السياسات ومقدمي الرعاية الصحية والاميركيين 9 مليون أن e cig المستخدمين4. الأهم من ذلك، ينبغي تجنب التعرض للأنظمة التي لا تتكاثر السيناريوهات vaping الحياة الحقيقية. عادة ما يتم تسخينها ه-السوائل في 200 درجة مئوية أو زيادة درجات الحرارة38 في جهاز e cig، ولذلك، سيناريوهات حيث ه-السائل هو ببساطة المرذوذ، أو ارتفعت درجة حرارة إلى 37 درجة مئوية وثم المرذوذ8، لا ينبغي كممثل للمستخدمين e cig الاستهلاك. حاليا، قد تبلغ المستهلكين e cig cig ه يمكن أن تكون ضارة الهباء الجوي مستويات المكونة باستخدام ميزات تصميم أجهزة الجيل الثالث ه-cig التي تسمح للتعديل الشروط تدفئة مميزة عن طريق التغييرات في فائف رذاذ المقاومة والجهد البطارية. ولذلك، الدراسات التجريبية أكثر مطلوبة لتحديد التعرض استنشاق تتصل المزمنة الآثار الصحية للهباء الجوي ه-cig. وهذا يبدأ بإنشاء cig ه استنساخه وموحدة تعرض نظم25،26. وبالتالي، وجود نظام تعرض cig ه تنوعاً تسمح لمجموعة واسعة من سيناريوهات التعرض، بما في ذلك الآلي ملامح التضاريس vaping الممثل، ذخر لإجراء دراسات تجريبية.
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم هذا المشروع (AP) منحة من حاكم ولاية لويزيانا للتكنولوجيا الأحيائية مبادرة جي بي أي-بور #013، فضلا عن جامعة ولاية لويزيانا مدرسة الطب البيطري كلية بدء الأموال (AN).
Materials
| inExpose complete solution – for electronic cigarette aerosol delivery to a 5L whole-body chamber, including eVic-VTC Mini (e-cig device, Joyetech) | SCIREQ Scientific Respiratory Equipment Inc. | ||
| flexiWare software | SCIREQ Scientific Respiratory Equipment Inc. | FW8 | |
| Computer | Dell | Core 2 Duo | |
| Tygon | Tygon | R-3603 | |
| MicroDust Pro | Cassella | 176000A | |
| Personal sampling pump | Sensidyne | Gilian BDX II | |
| Glass fiber filter | Millipore | AP4002500 | |
| Sampling cassette | Made in house | ||
| Flow meter | TSI Inc. | 4100 series | |
| Electronic cigarette liquid (e-juice) | Local vape shop | ||
| Scanning mobility particle sizer | TSI Inc. | 3080 | |
| Microbalance | Sartorius | MC5 Micro Balance |
Referências
- Baeza-Loya, S., et al. Perceptions about e-cigarette safety may lead to e-smoking during pregnancy. Bulletin of the Menninger Clinic. 78 (3), 243-252 (2014).
- Kahr, M. K., et al. A qualitative assessment of the perceived risks of electronic cigarette and hookah use in pregnancy. BMC Public Health. 15, 1273 (2015).
- Mark, K. S., Farquhar, B., Chisolm, M. S., Coleman-Cowger, V. H., Terplan, M. Knowledge, Attitudes, and Practice of Electronic Cigarette Use Among Pregnant Women. Journal of Addiction Medicine. 9 (4), 266-272 (2015).
- Larcombe, A. N., Janka, M. A., Mullins, B. J., Berry, L. J., Bredin, A., Franklin, P. J. The effects of electronic cigarette aerosol exposure on inflammation and lung function in mice. American Journal of Physiology Lung Cell Molecular Physiology. 313 (1), L67-L79 (2017).
- Neilson, L., Mankus, C., Thorne, D., Jackson, G., DeBay, J., Meredith, C. Development of an in vitro cytotoxicity model for aerosol exposure using 3D reconstructed human airway tissue; application for assessment of e-cigarette aerosol. Toxicology In Vitro. 29 (7), 1952-1962 (2015).
- Leigh, N. J., Lawton, R. I., Hershberger, P. A., Goniewicz, M. L. Flavourings significantly affect inhalation toxicity of aerosol generated from electronic nicotine delivery systems (ENDS). Tobacco Control. 25 (Suppl 2), ii81-ii87 (2016).
- Garcia-Arcos, I., et al. Chronic electronic cigarette exposure in mice induces features of COPD in a nicotine-dependent manner. Thorax. 71 (12), 1119-1129 (2016).
- Vardavas, C. I., Anagnostopoulos, N., Kougias, M., Evangelopoulou, V., Connolly, G. N., Behrakis, P. K. Short-term pulmonary effects of using an electronic cigarette: impact on respiratory flow resistance, impedance, and exhaled nitric oxide. Chest. 141 (6), 1400-1406 (2012).
- Pichelstorfer, L., Hofmann, W., Winkler-Heil, R., Yurteri, C. U., McAughey, J. Simulation of aerosol dynamics and deposition of combustible and electronic cigarette aerosols in the human respiratory tract. Journal of Aerosol Science. 99, 125-132 (2016).
- Sosnowski, T. R., Kramek-Romanowska, K. Predicted deposition of e-cigarette aerosol in the human lungs. Journal of Aerosol Medicine and Pulmonary Drug Delivery. 29 (3), 299-309 (2016).
- Kosmider, L., et al. Carbonyl compounds in electronic cigarette vapors: effects of nicotine solvent and battery output voltage. Nicotine & Tobacco Research. 16 (10), 1319-1326 (2014).
- Farsalinos, K. E., Voudris, V., Poulas, K. E-cigarettes generate high levels of aldehydes only in ‘dry puff’ conditions. Addiction. 110 (8), 1352-1356 (2015).
- Geiss, O., Bianchi, I., Barahona, F., Barrero-Moreno, J. Characterization of mainstream and passive vapours emmited by selected electronic cigarettes. International Journal of Hygiene and Environmental Health. 218 (1), 169-180 (2015).
- Geiss, O., Bianchi, I., Barrero-Moreno, J. Correlation of volatile carbonyl yields emitted by e-cigarettes with the temperature of the heating coil and the perceived sensorial quality of the generated vapours. International Journal of Hygiene and Environmental Health. 219 (3), 268-277 (2016).
- Flora, J. W., et al. Method for the Determination of Carbonyl Compounds in E-Cigarette Aerosols. Journal of Chromatographic Science. 55 (2), 142-148 (2017).
- Sleiman, M., et al. Emissions from Electronic Cigarettes: Key Parameters Affecting the Release of Harmful Chemicals. Environmental Science & Technology. 50 (17), 9644-9651 (2016).
- Ingebrethsen, B. J., Cole, S. K., Alderman, S. L. Electronic cigarette aerosol particle size distribution measurements. Inhalation Toxicology. 24 (14), 976-984 (2012).
- Pouchez, J., et al. Impact of power level and refill liquid composition on the aerosol output and particle size distribution generated by a new-generation e-cigarette device. Aerosol Science & Technology. 52 (4), 359-369 (2018).
- Baassiri, M., et al. Clouds and "throat hit": effects of liquid composition on nicotine emissions and physical characteristics of electronic cigarette aerosols. Aerosol Science & Technology. 51 (11), 1231-1239 (2017).
- Gillman, I. G., Kistler, K. A., Stewart, E. W., Paolantonio, A. R. Effect of variable power levels on the yield of total aerosol mass and formation of aldehydes in e-cigarette aerosols. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 75, 58-65 (2016).
- Soulet, S., Pairaud, C., Lalo, H. A novel vaping machine dedicated to fully controlling the generation of e-cigarette emissions. International Journal of Environmental Research and Public Health. 14 (10), 1225 (2017).
- Zhu, S. H., et al. Four hundred and sixty brands of e-cigarettes and counting: implications for product regulation. Tobacco Control. 23 (Suppl 3), iii3-iii9 (2014).
- . CORESTA Recommended Method No81. Routine analytical machine for e-cigarette aerosol generation and collection – definitions and standard conditions Available from: https://www.coresta.org/sites/default/files/technical_documents/main/CRM_81.pdf (2015)
- . ISO/FDIS 20768. Vapour products – Routine analytical vaping machine – Definitions and standard conditions Available from: https://www.iso.org/standard/69019.html (2018)
- . ISO 3308:2000(E). Routine analytical cigarette-smoking machine – Definitions and standard conditions Available from: https://www.iso.org/standard/28325.html (2018)
- St-Helen, G., Ross, K. C., Dempsey, D. A., Havel, C. M., Jacob, P., Benowitz, N. L. Nicotine delivery and vaping behavior during ad libitum e-cigarette access. Tobacco Regulatory Science. 2 (4), 363-376 (2016).
- Talih, S., et al. Effects of user puff topography, device voltage, and liquid nicotine concentration on electronic cigarette nicotine yield: measurements and model predictions. Nicotine & Tobacco Research. 17 (2), 150-157 (2015).
- Korzun, T., et al. E-cigarette airflow rate modulates toxicant profiles and can lead to concerning levels of solvent consumption. ACS Omega. 3 (1), 30-36 (2018).
- Benowitz, N. L., Bernert, J. T., Caraballo, R. S., Holiday, D. b., Wang, J. Optimal serum cotinine levels for distinguishing cigarette smokers and nonsmokers within different racial/ethnic groups in the Unites States between 1999 and 2004. American Journal of Epidemiology. 169 (2), 236-248 (2009).
- Sussan, T. E., et al. Exposure to electronic cigarettes impairs pulmonary anti-bacterial and anti-viral defenses in a mouse model. PLoS One. 10 (2), e0116861 (2015).
- Flouris, A. D., et al. Acute impact of active and passive electronic cigarette smoking on serum cotinine and lung function. Inhalation Toxicology. 25 (2), 91-101 (2013).
- Etter, J. F. A longitudinal study of cotinine in long-term daily users of e-cigarettes. Drug and Alcohol Dependence. 160, 218-221 (2016).
- Dawkins, L., Turner, J., Roberts, A., Soar, K. ‘Vaping’ profiles and preferences: an online survey of electronic cigarette users. Addiction. 108 (6), 1115-1125 (2013).
- Logue, J. M., et al. Emissions from Electronic Cigarettes: Assessing Vapers’ Intake of Toxic Compounds, Secondhand Exposures, and the Associated Health Impacts. Environmental Science & Technology. 51 (16), 9271-9279 (2017).
- Talih, S., et al. Transport phenomena governing nicotine emissions from electronic cigarettes: model formulation and experimental investigation. Aerosol Science & Technology. 51 (1), 1-11 (2017).
- Canistro, D., et al. E-cigarettes induce toxicological effects that can raise the cancer risk. Scientific Report. 7, 2028 (2017).
- Chen, Z., Zeng, D. D. Mining online e-liquid reviews for opinion polarities about e-liquid features. BMC Public Health. 17, 633 (2017).
- Dinakar, C., O’Connor, G. T. The health effects of electronic cigarettes. New England Journal of Medicine. 375 (14), 1372-1381 (2016).
- Schweigert, N., Zehnder, A. J. B., Eggen, R. I. L. Chemical properties of catechols and their molecular modes of toxic action in cells, from microorganisms to mammals. Environmental Microbiology. 3 (2), 81-91 (2001).
- Ginsberg, G., Toal, B., Kurland, T. Benzothiazole toxicity assessment in support of synthetic turf field human health risk assessment. Journal of Toxicology and Environmental Health Part A. 74 (17), 1175-1183 (2011).
- Moghe, A., et al. Molecular mechanisms of axrolein toxicity: relevance to human disease. Toxicological Sciences. 143 (2), 242-255 (2015).
- Kreiss, K., Gomaa, A., Kullman, G., Fedan, K., Simoes, E. J., Enright, P. L. Clinical bronchiolitis obliterans in workers at a microwave-popcorn plant. New England Journal of Medicine. 347 (5), 330-338 (2002).
- Bahl, V., Lin, S., Xu, N., Davis, B., Wang, Y. H., Talbot, P. Comparison of electronic cigarette refill fluid cytotoxicity using embryonic and adult models. Reproductive Toxicology. 34 (4), 529-537 (2012).
- Gerloff, J., et al. Inflammatory Response and Barrier Dysfunction by Different e-Cigarette Flavoring Chemicals Identified by Gas Chromatography-Mass Spectrometry in e-Liquids and e-Vapors on Human Lung Epithelial Cells and Fibroblasts. Applied In Vitro Toxicology. 3 (1), 28-40 (2017).
- Clapp, P. W., et al. Flavored e-cigarette liquids and cinnamaldehyde impair respiratory innate immune cell function. American Journal of Physiology Lung Cell Molecular Physiology. 313 (2), L278-L292 (2017).
- Behar, R. Z., et al. Distribution, quantification and toxicity of cinnamaldehyde in electronic cigarette refill fluids and aerosols. Tobacco Control. 25, ii94-ii102 (2016).
- Pauluhn, J. Overview of inhalation exposure techniques: strengths and weaknesses. Experimental and Toxicologic Pathology. 57 (Suppl 1), 111-128 (2005).
- Oyabu, T., et al. Comparison between whole-body inhalation and nose-only inhalation on the deposition and health effects of nanoparticles. Environmental Health and Preventive. 21 (1), 42-48 (2016).
- Bond, J. A., Chen, B. T., Griffith, W. C., Mauderly, J. L. Inhaled cigarette smoke induces the formation of DNA adducts in lungs of rats. Toxicology and Applied Pharmacology. 99 (1), 161-172 (1989).
- Rudy, A. K., Leventhal, A. M., Goldenson, N. I., Eissenberg, T. Assessing electronic cigarette effects and regulatory impact: challenges with user self-reported device power. Drug and Alcohol Dependence. 179, 337-340 (2017).
- Lee, H. W., et al. E-cigarette smoke damages DNA and reduces repair activity in mouse lung, heart, and bladder as well as in human lung and bladder cells. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). , 201718185 (2018).
