Sammenligning av effekten av elektronisk sigarettdamp og sigarettrøyk i en roman<em> In vivo</em> Eksponeringssystem
Summary
Denne protokollen beskriver en metode for å utsette gnagere for elektronisk sigarettdamp (E-damp) og sigarettrøyk. Eksponeringskamre er konstruert ved å modifisere anestesiekamre med et automatisert pumpeanlegg som leverer E-damp eller sigarettrøyk til gnagere. Dette systemet kan enkelt endres for å imøtekomme mange eksperimentelle endepunkter.
Abstract
Elektroniske sigaretter (e- sigaretter ) blir mye brukt, og vokser i popularitet. Det er anslått at mer enn 9 millioner voksne bruker dem regelmessig. De potensielle negative helseeffektene av eksponering for e-dampe (E-damp) er dårlig definert. Mens flere dyremodeller med E- vapor eksponering er utviklet, eksponerer få modeller gnagere til klinisk relevante mengder nikotin og gjør direkte sammenligninger med sigarettrøyk innenfor samme eksponeringssystem. Her presenterer vi en metode for konstruksjon og drift av et E- dampkammer og sigarettrøykammer. Kamrene er konstruert ved å utstyre anestesiekamre med et datamaskinstyrt pumpesystem som leverer konsistente mengder av EIze: 14px; "> – damp- eller sigarettrøyk til gnagere. Nikotineksponering måles indirekte ved å kvantifisere kotininnivåer før og etter eksponering. Dette eksponeringssystemet kan modifiseres for å imøtekomme ulike typer e- sigaretter og tobakksigaretter, og kan Brukes til å sammenligne effektene av E- damp og sigarettrøyk in vivo .
Introduction
Siden det amerikanske markedet ble registrert i 2004, har elektroniske sigaretter (e-sigaretter) utvidet seg til en milliard dollarindustri, og det anslås at nesten 9 millioner voksne bruker dem regelmessig 1 . I 2014 og 2015 hadde flere videregående studenter brukt e-sigaretter enn konvensjonelle sigaretter 2 . Det økende antallet brukere av e-sigaretter har skapt en forskningsinnsats for å vurdere deres potensielle negative helseeffekter.
E-sigaretter genererer en damp (kalt "E-damp") ved oppvarming av en viskøs løsning som vanligvis inneholder en blanding av vann, polyetylenglykol eller vegetabilsk glyserin, nikotin og smaksstoffer 3 , 4 . Det har vist seg at E-damp inneholder flere skadelige forbindelser, inkludert reaktive oksygenarter (ROS), nikotin, forskjellige aldehyder og polycykliske aromatiske hydrokarboner 5 ,6. Mange av disse forbindelsene dannes under fordampingsprosessen av E-væske før innånding 7 . Spesielt er flere av disse skadelige forbindelsene også tilstede i sigarettrøyk, og økende bekymring for at e-sigaretter kan ha lignende negative helsehelseproblemer 7 .
Det er lite konsensus om helseeffekter av e-sigaretter. For å løse dette har flere dyrmodeller av E-damp eksponering blitt utviklet ( Tabell 1 ). Disse modellene benytter en rekke metoder som hel kropps E-damp eksponering og mekanisk ventilasjon. Mens nåværende modeller har gitt innsiktsfulle data, gjør noen få direkte sammenligninger med sigarettrøyk innenfor samme eksponeringssystem ( tabell 1 ). I tillegg, mens flere menneskelige studier har vist at e-sigarettbrukere og sigarettrøykere har serumkotininnivåer mellom 30-200 ng / ml, faller mange modeller av eksponering for e-damp og sigarettrøyk utIde dette området 8 , 9 , 10 , 11 , 12 .
Her presenterer vi en metode for å sammenligne effektene av sigarettrøyk og E-damp eksponering in vivo som gir serumkotininnivåer som ligner på menneskelige studier.
Protocol
Representative Results
Discussion
Her beskriver vi en metode for konstruksjon av kamre som eksponerer gnagere for e-damp og sigarettrøyk på et kontrollert måte ( figur 6 ). Konstruksjon av E-sigarettkammeret er forholdsvis enkelt og rimelig sammenlignet med kommersielle eksponeringssystemer 14 , 15 , 16 . De delene og verktøyene som kreves for å bygge kammeret, er lett tilgjengelige fra kommersielle leverandører online. På samme måte er…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denne undersøkelsen ble gjort mulig ved Aortic Research Grant (University of Michigan) til Dr. Eliason. Forfatterne vil også gjenkjenne Nick Scott ved University of Michigan Plant Operations Sign og Graphics Department for å bistå med design og montering av sigarettbelysningsenheten.
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).
