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Medicine

比较电子烟和烟雾在小说中的影响<em>体内</em>曝光系统

Published: May 24, 2017
doi:
10.3791/55672
, , , , , ,
1Jobst Vascular Research Laboratory,University of Michigan Medical School, 2Department of Engineering,Purdue University, 3Department of Surgery, Section of Vascular Surgery,University of Michigan Health System

Summary

该协议描述了将啮齿动物暴露于电子烟蒸气（E蒸汽）和香烟烟雾的方法。通过用自动泵送系统修改麻醉室来构建暴露室，其将电子蒸气或香烟烟雾传递给啮齿动物。该系统可以轻松修改，以适应许多实验端点。

Abstract

电子香烟（电子烟 ）正在被广泛使用，并越来越受欢迎。据估计有超过900万成年人经常使用它们。电子烟雾（E-vapor）暴露潜在的不良健康影响定义不明确。虽然已经开发了几种动物模型的电子 蒸气暴露，但很少有模型将啮齿动物暴露于临床相关量的尼古丁，并在同一暴露系统内直接与香烟烟雾进行比较。在这里，我们提出了一个构建和操作E 蒸气室和香烟烟雾室的方法。这些室是通过装备有麻醉室的计算机控制的泵送系统构成的，其输送一定量的E尼古丁暴露量通过量化前后暴露后的血清可替宁水平进行间接测量，该暴露系统可以修改以适应各种类型的电子 烟和烟草香烟，并且可以用于比较电子 烟和香烟烟雾在体内的影响 。

Introduction

自从2004年进入美国市场以来，电子香烟（电子香烟）已经扩大到十亿美元的行业，据估计有近900万成年人经常使用它们1 。在2014年和2015年，更多的高中生使用电子香烟比传统香烟2 。越来越多的电子烟用户已经开展了一项研究工作，以评估其潜在的不利健康影响。

电子香烟通过加热通常含有水，聚乙二醇或植物甘油，尼古丁和调味剂3,4的混合物的粘稠溶液产生蒸汽（称为“E蒸气”）。已经表明，电子蒸气含有几种有害化合物，包括活性氧物质（ROS），尼古丁，各种醛和多环芳烃5 ，6。许多这些化合物在吸入之前的E液体的蒸发过程中形成7 。值得注意的是，这些有害化合物中的几种也存在于香烟烟雾中，引起人们关注的是，电子烟使用可能具有类似的不良健康后果7 。

对电子香烟的健康影响几乎没有共识。为了解决这个问题，已经开发了几种电子蒸气暴露的动物模型（ 表1 ）。这些模型采用各种方法，如全身电子蒸气暴露和机械通气。虽然目前的模型已经提供了有见地的数据，但很少能够在同一曝光系统中直接比较香烟烟雾（ 表1 ）。此外，虽然几项人类研究显示，电子烟用户和吸烟者的血清可替宁水平在30-200ng / mL之间，但许多型号的电子蒸气和香烟烟雾暴露量下降这个范围是8，9，10，11，12。

在这里，我们提出一种比较香烟烟雾和体内电子蒸气暴露的影响的方法 ，产生与人类研究相似的血清可替宁水平。

Protocol

以下协议是在密歇根大学体育动物护理和使用委员会（IACUC）的指导和批准下进行的。 电子烟气室组装注意：使用过程中，整个室应放置在通风橱中。这里的室被安置在温度控制和过滤的实验室环境中。调查员可以选择监测系统的这些方面，以确保房间空气质量的一致性。作为选择，用金属笼盖覆盖显示器可以防止啮齿动物篡改，同时允许监视器对室内环?…

Representative Results

一氧化碳和氧气监测在电子蒸气暴露过程中，氧浓度不低于20％，CO浓度在整个曝光期间仍然不可检测。香烟烟雾暴露期间的气体监测仪表明，氧气浓度保持在20％以上。一氧化碳浓度不超过1,000ppm（ 图4 ）。 图4：…

Discussion

在这里，我们描述了一种建立以受控方式将啮齿动物暴露于电子烟和香烟烟雾的室的方法（ 图6 ）。与商业曝光系统14,15,16相比，电子烟雾室的构造相对简单和便宜。建立房间所需的部件和工具可从商业供应商在线获得。类似地，除了必须制造的香烟照明装置之外，构建香烟烟雾室是相对简单的（参见用于计划的补充材料 ）。

一旦房间被构造，暴露?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

这项研究是通过主动脉研究基金（密歇根大学）给Eliason博士做出的。作者还要感谢密歇根大学工厂运营标志和图形部的Nick Scott，协助设计和组装卷烟照明设备。

Materials

blu PLUS Rechargeable Kit blu eCigs N/A
1R6F Reference Cigarettes Center for Tob Ref  Prod UK N/A
Lexan Anesthesia Chamber 20 L Jorgensen Laboratories JOR265
Arduino UNO Arduino 2877
Diode Rectifier – 1A 50V Spark Fun COM-08589
Resistor 10K Ohm 1/6th Watt PTH – 20 pack Spark Fun COM-11508
Electrolytic Decoupling Capacitors – 100uF/25V Spark Fun COM-00096
Solderless Plug-in BreadBoard  BusBoard Prototype Systems BB400
Alligator-Clip Wires BusBoard Prototype Systems CA-M-20
ZipWire BusBoard Prototype Systems ZW-MM-10
Standard Fan 80 ST2 Cooler Master R4-S8R-20AK-GP
ARIC 4" adjustable vent Bestlouver N/A
ToxiPro  Carbon Monoxide Monitor Honeywell Analytics 54-00-10316
ToxiPro Oxygen Monitor Honeywell Analytics 54-45-90-VD
ToxiPro IQ Express Docking Station Honeywell/Sperian Biosystems  54-46-9100
Command Wall Hook Small Wire 6-Pack 3M N/A
Micro Water/Air Pump Xiamen Conjoin Electronics CJWP40-A12A1
1/4" Silicon Tubing NewAge 2801470-100
T Connector Bel-Art Scienceware F196060000
Plastic Whole Blood tube with spray-coated K2EDTA Becton, Dickinson and Company 367841
Cotinine ELISA kit Calbiotech CO096D
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References

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E-vaporCigarette SmokeIn Vivo ExposureRodentsPulmonary DiseasesCardiovascular DiseasesNicotineLung CancerCOPDAllergiesAsthmaAbdominal Aortic AneurysmAir PumpsSilicone TubingOxygen MonitorCarbon Monoxide Monitor
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Hage, A. N., Krause, W., Mathues, A., Krasner, L., Kasten, S., Eliason, J. L., Ghosh, A. Comparing the Effects of Electronic Cigarette Vapor and Cigarette Smoke in a Novel In Vivo Exposure System. J. Vis. Exp. (123), e55672, doi:10.3791/55672 (2017).
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