مقارنة تأثيرات بخار السجائر الإلكترونية ودخان السجائر في رواية

الهدف العام من هذا الفيديو هو تقديم طريقة لبناء وتشغيل غرف استنشاق البخار الإلكتروني ودخان السجائر التي تتميز بسهولة الضبط، وتعمل على إيصال البخار الإلكتروني ودخان التبغ إلى القوارض من أجل دراسة المشكلات الصحية ذات الصلة. وتساعدنا هذه الغرف في إجراء تجارب تمكننا من تحديد الآثار الضارة للبخار الإلكتروني ودخان التبغ على الصحة، لا سيما في مجالات أمراض الرئة والأوعية الدموية. وتتميز هذه الغرف، سهلة البناء، بأنها غير مكلفة وقابلة للتعديل بسهولة لتناسب أوقات الاستنشاق أو الزفير المختلفة لمحاكاة عادات التدخين البشرية.

باستخدام هذه الغرف، يمكننا تعريض القوارض للبخار الإلكتروني بوجود النيكوتين أو بدونه لدراسة دور النيكوتين في أمراض مثل سرطان الرئة، ومرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD)، والحساسية، والربو. كما ستساعدنا غرفة دخان التبغ في إنشاء نماذج لأمراض مستحثة بدخان السجائر في القوارض، مثل تمدد الشريان الأورطي البطني. وسيسهم ذلك في فهم التغيرات الكيميائية الحيوية التي تؤدي إلى بدء هذا المرض.

ستساعد هذه الغرف في تحديد ما إذا كان استخدام السجائر الإلكترونية أكثر أماناً من دخان التبغ التقليدي. بعد ذلك، قم بقص بعض أنابيب السيليكون ذات القطر الداخلي ربع بوصة إلى قطعتين بطول 15 سنتيمتر لكل منهما، ثم قم بتوصيل الطرفين بكل جانب من جانبي موصل على شكل T. مرر كلا الأنبوبين عبر ثقوب مُعدة مسبقاً بالقرب من مقدمة غطاء الغرفة بحيث يكون الموصل T موجوداً داخل الغرفة.

ثم استخدم شريطاً لاصقاً لتثبيت الأنابيب بالغطاء. بعد ذلك، صِل النهايات الحرة لأنابيب السيليكون بنهايات المخرج لمضختي هواء صغيرتين، واستخدم شريطاً لاصقاً مزدوج الوجه لتثبيت المضخات على غطاء الغرفة. اقطع قطعة من أنبوب السيليكون بطول 4 cm وصِل أحد طرفيها بجانب المدخل لإحدى مضخات الهواء.

هنا سيتم إدخال السجارة الإلكترونية أثناء استخدام الغرفة. تأكد من أن قطر الأنبوب يسمح بإحكام الإغلاق حول طرف السجارة الإلكترونية. بعد ذلك، قم بتوصيل أحد طرفي أنبوب سيليكون جديد بجانب الإدخال لمضخة الهواء الأخرى.

ستقوم هذه المضخة بإدخال هواء الغرفة إلى الحجرة. وبناءً على ذلك، يجب وضع طرف الأنبوب خارج خزانة استرداد الأبخرة. طول الأنبوب ليس أمراً حرجاً، ولكن يجب أن يكون أقصر ما يمكن للحد من مقاومة تدفق الهواء.

داخل الغرفة، استخدم شريطاً لاصقاً من الجهتين لتثبيت خطافين صغيرين لحمل أجهزة مراقبة غازي الأكسجين وأول أكسيد الكربون. لبناء غرفة دخان السجائر التبغية، ابدأ بتجهيز غرفة مماثلة لغرفة السجائر الإلكترونية ولكن مع بعض التعديلات. أولاً، قم ببناء جهاز لإشعال السجائر كما هو موضح في البروتوكول النصي المرفق.

قم بتوصيل أحد طرفي أنبوب سيليكون جديد بجهاز إشعال السجائر والطرف الآخر بجانب الإدخال في مضخة الهواء. ثم ضع جهاز إشعال السجائر داخل خزانة استخلاص الأدخنة ولكن خارج الغرفة أثناء استخدامه. بعد ذلك، قم بتوصيل أحد طرفي أنبوب سيليكون جديد بمضخة الهواء الأخرى.

بما أن هذه المضخة ستعمل على إدخال هواء الغرفة إلى الحجرة، ضع طرف هذا الأنبوب خارج خزانة استخلاص الأدخنة. بعد ذلك، قم بعمل عدة شقوق عمودية بعرض 5 mm في الجدار الأمامي للحجرة، وثبّت مروحة كمبيوتر على الجانب الخارجي بحيث تغطي هذه الفتحة. تأكد من أن وجه المروحة يتجه نحو الحجرة، بحيث تقوم المروحة بدفع الهواء إلى داخل الحجرة عبر الفتحة.

تحكم في المروحة ومضخات الهواء باستخدام متحكم دقيق (micro controller) مثل الموضح هنا. قم بتجميع المتحكم الدقيق باتباع التعليمات المفصلة الواردة في البروتوكول النصي المصاحب، وضعه خارج خزانة استخلاص الغازات (fume hood) إن أمكن. استخدم جرذانًا بالغة تتراوح أوزانها بين 450 إلى 520 جرامًا، وقم بتوزيعها في مجموعات وفقًا لنوع التعرض الذي ستخضع له.

اجمع 500 µL من الدم من الوريد الذيلي ثم قم بЦентجها عند 20,000 ×g لمدة 30 دقيقة عند درجة حرارة 4 °C لعزل المصل. تأكد من تبريد العينات على الثلج طوال هذه العملية. وباتباع بروتوكول الشركة المصنعة، استخدم Cotinine ELISA Kit لقياس التركيز الأساسي للكوتينين في مصل كل من الحيوانات.

لتشغيل غرفة السجائر الإلكترونية يومياً، ابدأ بتنظيف الجزء الداخلي من الغرفة باستخدام ethanol بنسبة 70% ثم بالماء منزوع الأيونات. اتركها لتجف في الهواء حتى تجف الغرفة تماماً، وهو ما يستغرق حوالي 30 دقيقة. بالإضافة إلى ذلك، يجب وضع وسادة امتصاص نظيفة في قاع الغرفة بعد عملية التنظيف.

بعد ذلك، قم بمعايرة أجهزة مراقبة الغاز وقم بتثبيت الجهاز بالكامل على الجدار داخل الغرفة. وبمجرد التنظيف والمعايرة، ضع مجموعة واحدة من الجرذان داخل الغرفة. تأكد من شحن السجائر الإلكترونية بالكامل، ثم أدخل السجائر الإلكترونية في أنبوب الإدخال.

راقب مستويات البطارية والسائل الإلكتروني طوال مدة التعرض البالغة 90 minute. وعند الاستعداد، قم بتشغيل مضخات الهواء وبدء الموقت. وأثناء التعرض، راقب أجهزة مراقبة الغاز للتأكد من أن مستويات الأكسجين لا تنخفض عن 20% وأن مستوى أول أكسيد الكربون هو zero ppm.

بمجرد وصول وقت التعرض إلى 90 دقيقة، أخرج السجارة الإلكترونية واستمر في تشغيل مضخات الغاز لتفريغ البخار المتبقي. وعندما يتلاشى البخار، أخرج الجرذان ونظف الغرفة. اجمع 500 µL من الدم من الوريد الذيلي لكل جرذ بعد حوالي ساعة واحدة من التعرض عند اختتام البروتوكول التجريبي، وقم بقياس مستويات cotinine في كل حيوان.

قبل البدء في تعريض الحيوانات لسجائر التبغ، قم بتنظيف الحجرة كما سبق، وأعد معايرة أجهزة المراقبة، وضع الحيوانات المناسبة داخل الحجرة، بما يصل إلى ثلاثة حيوانات في المرة الواحدة. أدخل سيجارة في جهاز إشعال السجائر وثبتها بحيث يكون طرف السيجارة ملامساً لعنصر التسخين. ثم قم بتشغيل جهاز إشعال السجائر حتى يبدأ عقب السيجارة في التوهج.

بمجرد إشعال السيجارة، قم بتشغيل نظام الضخ، وابدأ المؤقت، وراقب احتراق السيجارة حتى تكتمل. بعد ذلك، قم بإزالة السيجارة المستهلكة بعناية من جهاز إشعال السجائر باستخدام ملقط. راقب مستويات أول أكسيد الكربون والأكسجين.

تأكد من عدم ارتفاع مستويات أول أكسيد الكربون عن 1, 000 ppm وعدم انخفاض مستويات الأكسجين عن 20%. عند الحاجة، قم بضبط مروحة الكمبيوتر، حيث يُعد التوقيت المناسب ومدة التشغيل أمرين حاسمين لمنع تراكم أول أكسيد الكربون. بعد مرور أربع دقائق، قم بإيقاف تشغيل نظام الضخ وكرر العملية لمدة 90 دقائق كاملة من التعرض لدخان التبغ. عند اكتمال فترة التعرض، استمر في تشغيل نظام الضخ لتهوية الدخان المتبقي.

عندما ينخفض تركيز أول أكسيد الكربون إلى أقل من 100 ppm، يتم إخراج الجرذان وتنظيف الحجرة. يتم جمع 500 microliters من الدم من الوريد الذيلي للجرذان بعد حوالي ساعة واحدة من التعرض، وقياس مستويات الكوتينين في كل حيوان. تم تسجيل تركيز أول أكسيد الكربون في الحجرة كل 30 ثانية أثناء إدخال الدخان الناتج عن سجائر 1R6F.

النتائج الموضحة هنا هي متوسطات ثلاث دورات متتالية مدة كل منها أربع دقائق. وخلال الاختبار، لم تتجاوز تركيزات أول أكسيد الكربون 1, 000 جزء في المليون. وفي المقابل، ظلت تركيزات أول أكسيد الكربون غير قابلة للكشف طوال فترة التعرض في نظام التعرض للسجائر الإلكترونية.

يظهر هنا قياس مستويات الكوتينين، وهو المستقلب الرئيسي للنيكوتين، من مصل الحيوانات قبل التعرض وبعد ساعة من التعرض. تظهر هذه الدراسة أرقاماً متشابهة قبل التعرض، وكان لدى الحيوانات التي تعرضت لبخار السجائر الإلكترونية ودخان السجائر مستويات كوتينين في المصل ضمن نطاق ذي صلة سريرياً. ستساعد هذه الغرف في تقديم بخار سجائر إلكترونية ودخان سجائر متسق وذي صلة سريرياً للقوارض، وتدعم الجهود البحثية في تحديد الآثار الصحية الضارة للسجائر الإلكترونية ودخان السجائر.

بمجرد إتقان هذه التقنية، يمكن إتمامها في غضون ساعتين تقريبًا إذا نُفذت بشكل صحيح. وتتمثل إحدى أكبر مزايا هذه الغرف في تعدد استخداماتها، مما يسمح باستخدام أي علامة تجارية من السجائر الإلكترونية أو سوائل السجائر الإلكترونية. ويمكننا استخدام هذه الغرف لدراسة ما إذا كانت الأبخرة الإلكترونية الخالية من النيكوتين بنكهاتها المختلفة تسبب أي مخاوف صحية سلبية.

ستساعدنا نماذج القوارض المصابة بأمراض مستحثة بواسطة البخار الإلكتروني والدخان في تقديم عوامل علاجية أفضل لهذه الأمراض. لا تنسَ أن تشغيل جهاز إشعال السجائر يتضمن عنصر تسخين يمكن أن يكون خطيراً للغاية. يجب عليك مراجعة مسؤول السلامة من الحرائق للتأكد من أن مساحة المختبر تستوفي متطلبات السلامة المناسبة.