Het vergelijken van de effecten van elektronische sigarettendamp en sigarettenrook in een roman<em> In Vivo</em> Belichtingssysteem
Summary
Dit protocol beschrijft een methode om knaagdieren bloot te stellen aan elektronische sigarettendamp (E-damp) en sigarettenrook. Blootstellingskamers worden geconstrueerd door het aanpassen van verdovingskamers met een geautomatiseerd pompsysteem dat E-damp of sigarettenrook aan knaagdieren levert. Dit systeem kan gemakkelijk worden aangepast om veel experimentele eindpunten in te vullen.
Abstract
Elektronische sigaretten (E- sigaretten ) worden veel gebruikt en groeien in populariteit. Naar schatting worden meer dan 9 miljoen volwassenen regelmatig gebruikt. De mogelijke nadelige gezondheidseffecten van de blootstelling aan elektronische sigarettendamp (E-damp) zijn slecht gedefinieerd. Terwijl verscheidene dierenmodellen van blootstelling aan E- vapor zijn ontwikkeld, laten weinig modellen knaagdieren bloot aan klinisch relevante hoeveelheden nicotine en maken directe vergelijkingen met sigarettenrook binnen hetzelfde blootstellingssysteem. Hier presenteren wij een methode voor het opbouwen en bedienen van een E- dampkamer en sigarettenrookkamer. De kamers zijn geconstrueerd door anesthesiekamers uit te voeren met een computer gestuurd pompsysteem dat consistente hoeveelheden E levertIze: 14px; "> – damp- of sigarettenrook voor knaagdieren. De blootstelling aan nicotine wordt indirect gemeten door kwantitatieve cotinine niveaus van pre- en post-blootstelling te berekenen. Dit blootstellingssysteem kan worden aangepast om verschillende soorten E- sigaretten en tabaks sigaretten aan te pakken en kan Worden gebruikt om de effecten van E- damp en sigarettenrook in vivo te vergelijken.
Introduction
Sinds de Amerikaanse markt in 2004 de elektronische sigaretten (E-sigaretten) hebben uitgebreid tot een miljard dollarindustrie, wordt geschat dat bijna 9 miljoen volwassenen ze regelmatig gebruiken 1 . In 2014 en 2015 hadden meer middelbare scholieren E-sigaretten gebruikt dan conventionele sigaretten 2 . Het toenemende aantal gebruikers van e-sigaretten heeft een onderzoekspoging geproduceerd om hun potentiële nadelige gezondheidseffecten te evalueren.
E-sigaretten genereren een damp (genaamd "E-damp") door het verwarmen van een viskeuze oplossing die typisch een mengsel van water, polyethyleenglycol of plantaardige glycerine, nicotine en smaakstoffen 3 , 4 bevat . Er is aangetoond dat E-damp meerdere schadelijke verbindingen bevat, waaronder Reactive Oxygen Species (ROS), nicotine, diverse aldehyden en polycyclische aromatische koolwaterstoffen 5 ,6. Vele van deze verbindingen worden gevormd tijdens het verdampingsproces van E-vloeistof voorafgaand aan inhalatie 7 . In het bijzonder zijn er meerdere van deze schadelijke verbindingen aanwezig in sigarettenrook, die zorgen maken dat het gebruik van E-sigaretten vergelijkbare nadelige gezondheidseffecten kan hebben. 7 .
Er is weinig consensus over de gezondheidseffecten van E-sigaretten. Om dit aan te pakken zijn verschillende dierenmodellen van blootstelling aan E-dampen ontwikkeld ( tabel 1 ). Deze modellen maken gebruik van een verscheidenheid aan methoden, zoals blootstelling van de hele lichaam E-damp en mechanische ventilatie. Terwijl de huidige modellen inzicht hebben gegeven in de gegevens, maken weinig bedrijven directe vergelijkingen met sigarettenrook binnen hetzelfde belichtingssysteem ( tabel 1 ). Bovendien, terwijl verschillende menselijke studies hebben aangetoond dat gebruikers van E-sigaretten en sigarettrokers serumcotinine niveaus hebben tussen 30-200 ng / mL, vallen veel modellen van blootstelling aan E-damp en sigarettenrook uitIde dit bereik 8 , 9 , 10 , 11 , 12 .
Hierin presenteren we een methode voor het vergelijken van de effecten van sigarettenrook en blootstelling aan E-damp in vivo die het cotinine-gehalte van het serum oplevert vergelijkbaar met menselijke studies.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hier beschrijven we een methode voor het opbouwen van kamers die knaagdieren op E-damp en sigarettenrook op een gecontroleerde manier blootstellen ( Figuur 6 ). De constructie van de E-sigaretkamer is relatief eenvoudig en goedkoop in vergelijking met commerciële belichtingssystemen 14 , 15 , 16 . De onderdelen en gereedschappen die nodig zijn om de kamer te bouwen zijn direct verkrijgbaar bij commerciële lev…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit onderzoek is mogelijk gemaakt door de Aortic Research Grant (University of Michigan) aan Dr. Eliason. De auteurs willen Nick Scott ook erkennen bij de Universiteit van Michigan Plant Operations Sign and Graphics Department om te helpen bij het ontwerpen en monteren van het sigarettenverlichtingsapparaat.
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 |
References
- Schoenborn, C. A., Gindi, R. M. Electronic Cigarette Use Among Adults: United States, 2014 Key findings. NCHS. , (2014).
- Singh, T. Tobacco Use Among Middle and High School Students – United States, 2011-2015. MMWR. 65 (14), 361-367 (2016).
- Flora, J. W. Characterization of potential impurities and degradation products in electronic cigarette formulations and aerosols. Regul. Toxicol. Pharmacol: RTP. 74, 1-11 (2016).
- Tierney, P. A., Karpinski, C. D., Brown, J. E., Luo, W., Pankow, J. F. Flavour chemicals in electronic cigarette fluids. Tob. Control. , (2015).
- Sleiman, M. Emissions from Electronic Cigarettes: Key Parameters Affecting the Release of Harmful Chemicals. Environ. Sci. Technol. 50 (17), 9644-9651 (2016).
- Hwang, J. H. Electronic cigarette inhalation alters innate immunity and airway cytokines while increasing the virulence of colonizing bacteria. Int J Mol Med (Berlin, Germany). 94 (6), 667-679 (2016).
- Cheng, T. Chemical evaluation of electronic cigarettes. Tob Control. 23, 11-18 (2014).
- Etter, J. -. F. A longitudinal study of cotinine in long-term daily users of e-cigarettes. Drug Alcohol Depend. 160, 218-221 (2016).
- Etter, J. -. F. Levels of saliva cotinine in electronic cigarette users. Addiction. 109 (5), 825-829 (2014).
- Marsot, A., Simon, N. Nicotine and Cotinine Levels With Electronic Cigarette: A Review. Int. J. Toxicol. 35 (2), 179-185 (2016).
- Flouris, A. D. Acute impact of active and passive electronic cigarette smoking on serum cotinine and lung function. Inhal. Toxicol. 25 (2), 91-101 (2013).
- Bot, M. Plasma cotinine levels in cigarette smokers: impact of mental health and other correlates. Eur Addict Res. 20 (4), 183-191 (2014).
- Zhu, S. -. H. Four hundred and sixty brands of e-cigarettes and counting: implications for product regulation. Tob. Control. 23, 3-9 (2014).
