Vergleich der Effekte von elektronischen Zigarettendampf und Zigarettenrauch in einem Roman In vivo Belichtungssystem

Das übergeordnete Ziel dieses Videos ist es, eine Methode für den Bau und Betrieb von E-Dampf- und Zigarettenrauchkammern vorzustellen, die leicht einstellbar sind und E-Dampf und Tabakrauch an Nagetiere abgeben, um damit verbundene Gesundheitsprobleme zu untersuchen. Diese Kammern helfen uns, Experimente durchzuführen, die es uns ermöglichen, die schädlichen Auswirkungen von E-Dampf und Tabakrauch auf die Gesundheit zu bestimmen, insbesondere in den Bereichen Lungen- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Diese einfach zu bauenden Kammern sind kostengünstig und lassen sich leicht an verschiedene Ein- oder Ausatmungszeiten anpassen, um die Rauchgewohnheiten des Menschen zu simulieren.

Mit diesen Kammern können wir Nagetiere E-Dampf mit und ohne Nikotin aussetzen, um die Beteiligung von Nikotin an Krankheiten wie Lungenkrebs, COPD, Allergien und Asthma zu untersuchen. Die Tabakrauchkammer wird uns helfen, durch Zigarettenrauch induzierte Krankheitsmodelle bei Nagetieren zu etablieren, wie z. B. Bauchaortenaneurysma. Dies wird uns helfen, die biochemischen Veränderungen zu verstehen, die diese Krankheit auslösen.

Diese Kammern helfen bei der Bestimmung, ob der Konsum von E-Dampf sicherer ist als herkömmlicher Tabakrauch. Schneiden Sie dann einen Silikonschlauch mit einem Innendurchmesser von einem Viertelzoll in zwei 15-Zentimeter-Segmente und befestigen Sie die Enden an beiden Seiten eines T-Verbinders. Fädeln Sie beide Röhrchen durch vorgefertigte Löcher in der Nähe der Vorderseite des Kammerdeckels, so dass sich der T-Verbinder in der Kammer befindet.

Befestigen Sie dann den Schlauch mit Klebeband am Deckel. Verbinden Sie anschließend die freien Enden des Silikonschlauchs mit den Ausgangsenden von zwei Mikroluftpumpen und befestigen Sie die Pumpen mit doppelseitigem Klebeband am Deckel der Kammer. Schneiden Sie ein vier Zentimeter langes Stück Silikonschlauch ab und befestigen Sie ein Ende davon an der Eingangsseite einer der Luftpumpen.

Hier wird die E-Zigarette während der Nutzung in der Kammer eingeführt. Achten Sie darauf, dass der Durchmesser der Tube einen festen Sitz am Ende der E-Zigarette ermöglicht. Befestigen Sie als Nächstes ein Ende eines neuen Silikonschlauchs an der Eingangsseite der anderen Luftpumpe.

Diese Pumpe leitet Raumluft in die Kammer. Daher sollte das Ende des Rohrs außerhalb des Abzugs platziert werden. Die Länge des Schlauches ist nicht kritisch, aber sie sollte so kurz wie möglich sein, um den Luftwiderstand zu begrenzen.

Befestigen Sie in der Kammer mit doppelseitigem Klebeband zwei kleine Haken, an denen die Sauerstoff- und Kohlenmonoxidgasmonitore befestigt werden. Um die Rauchkammer für Tabakzigaretten zu konstruieren, bereiten Sie zunächst eine Kammer vor, die der E-Zigarettenkammer ähnelt, jedoch mit einigen Modifikationen. Konstruieren Sie zunächst ein Gerät zum Anzünden von Zigaretten, wie im begleitenden Textprotokoll beschrieben.

Befestigen Sie ein Ende eines neuen Silikonschlauchs an der Zigarettenanzündvorrichtung und das andere Ende an der Eingangsseite der Luftpumpe. Platzieren Sie dann das Zigarettenanzündgerät während des Gebrauchs innerhalb des Abzugs, aber außerhalb der Kammer. Befestigen Sie als Nächstes ein Ende eines neuen Silikonschlauchs an der anderen Luftpumpe.

Da diese Pumpe Raumluft in die Kammer einleitet, platzieren Sie das Ende dieses Rohrs außerhalb des Abzugs. Schneiden Sie dann mehrere fünf Millimeter breite vertikale Schlitze in die Vorderwand der Kammer und montieren Sie einen Computerlüfter an der Außenseite, sodass er diese Öffnung abdeckt. Stellen Sie sicher, dass die Vorderseite des Lüfters zur Kammer zeigt, so dass der Lüfter durch die Öffnung Luft in die Kammer bläst.

Steuern Sie den Lüfter und die Luftpumpen mit einem Mikrocontroller wie dem hier gezeigten. Montieren Sie den Mikrocontroller, indem Sie die detaillierten Anweisungen im beigefügten Textprotokoll befolgen, und platzieren Sie ihn nach Möglichkeit außerhalb des Abzugs. Verwenden Sie erwachsene Ratten mit einem Gewicht von 450 bis 520 Gramm und gruppieren Sie sie nach der Art der Exposition, der sie ausgesetzt sind.

Sammeln Sie 500 Mikroliter Blut aus der Schwanzvene und schleudern Sie es 30 Minuten lang bei vier Grad Celsius mit 20.000 g herunter, um das Serum zu isolieren. Stellen Sie sicher, dass die Proben während dieses Prozesses auf Eis gekühlt werden. Verwenden Sie gemäß dem Protokoll des Herstellers ein Cotinin-ELISA-Kit, um die Cotinin-Ausgangskonzentration im Serum bei jedem der Tiere zu messen.

Für den täglichen Betrieb der E-Zigarettenkammer reinigen Sie zunächst das Innere der Kammer mit 70% Ethanol und dann mit entionisiertem Wasser. Lassen Sie es an der Luft trocknen, bis die Kammer vollständig trocken ist, was etwa 30 Minuten dauern sollte. Zusätzlich sollte nach der Reinigung ein sauberes saugfähiges Pad in den Boden der Kammer gelegt werden.

Kalibrieren Sie als Nächstes die Gaswarngeräte und montieren Sie das gesamte Warngerät an der Wand in der Kammer. Nach der Reinigung und Kalibrierung setzen Sie eine Gruppe Ratten in die Kammer. Stellen Sie sicher, dass die E-Zigarette vollständig aufgeladen ist und stecken Sie dann die E-Zigarette in das Eingangsrohr.

Überwachen Sie den Akku- und E-Liquid-Füllstand während der gesamten Dauer der 90-minütigen Exposition. Wenn Sie bereit sind, schalten Sie die Luftpumpen ein und starten Sie den Timer. Beobachten Sie während der Exposition die Gasmonitore, um sicherzustellen, dass der Sauerstoffgehalt nicht unter 20 % und null ppm Kohlenmonoxid fällt.

Sobald die Einwirkzeit 90 Minuten erreicht hat, entfernen Sie die E-Zigarette und lassen Sie die Zapfsäulen weiter laufen, um den restlichen Dampf abzulassen. Wenn sich der Dampf verzogen hat, entfernen Sie die Ratten und reinigen Sie die Kammer. Etwa eine Stunde nach der Exposition am Ende des Versuchsprotokolls werden 500 Mikroliter Blut aus der Schwanzvene jeder Ratte entnommen und die Cotininspiegel in jedem Tier gemessen.

Bevor Sie mit der Exposition von Tabakzigaretten beginnen, reinigen Sie die Kammer wie zuvor, kalibrieren Sie die Monitore neu und platzieren Sie die richtigen Tiere in der Kammer, bis zu drei gleichzeitig. Stecken Sie eine Zigarette in das Zigarettenanzündgerät und platzieren Sie es so, dass das Ende der Zigarette gegen das Heizelement zeigt. Schalten Sie dann das Zigarettenanzündgerät ein, bis der Zigarettenstummel zu schwelen beginnt.

Sobald die Zigarette angezündet ist, schalten Sie das Pumpsystem ein, starten Sie den Timer und beobachten Sie, wie die Zigarette bis zum Ende brennt. Entfernen Sie dann vorsichtig die verbrauchte Zigarette mit einer Pinzette aus dem Zigarettenanzündgerät. Überwachen Sie den Kohlenmonoxid- und Sauerstoffgehalt.

Stellen Sie sicher, dass der Kohlenmonoxidgehalt nicht über 1.000 ppm steigt und der Sauerstoffgehalt nicht unter 20 % fällt. Stellen Sie bei Bedarf den Computerlüfter ein, da das richtige Timing und die richtige Betriebsdauer entscheidend sind, um eine Kohlenmonoxidansammlung zu verhindern. Schalten Sie nach vier Minuten das Pumpsystem aus und wiederholen Sie den Vorgang für volle 90 Minuten Tabakrauch. Wenn die Exposition abgeschlossen ist, lassen Sie das Pumpsystem weiterhin eingeschaltet, um den Restrauch zu belüften.

Wenn der Kohlenmonoxidgehalt unter 100 ppm fällt, entfernen Sie die Ratten und reinigen Sie die Kammer. Sammeln Sie etwa eine Stunde nach der Exposition 500 Mikroliter Blut aus der Schwanzvene der Ratten und messen Sie den Cotinin-Spiegel in jedem Tier. Die Kohlenmonoxidkonzentration in der Kammer wurde alle 30 Sekunden aufgezeichnet, während der Rauch von 1R6F-Zigaretten eingeführt wurde.

Bei den hier gezeigten Ergebnissen handelt es sich um die Durchschnittswerte von drei aufeinanderfolgenden Vier-Minuten-Zyklen. Während des Tests überstiegen die Kohlenmonoxidkonzentrationen 1.000 ppm nicht. Im Gegensatz dazu blieben die Kohlenmonoxidkonzentrationen im Expositionssystem für elektronische Zigaretten während der gesamten Exposition nicht nachweisbar.

Cotinin, ein Hauptmetabolit des Nikotins, wird hier aus dem Serum von Tieren gemessen, sowohl vor als auch eine Stunde nach der Exposition. Diese Studie zeigt ähnliche Präexpositionszahlen, und Tiere, die dem E-Zigarettendampf und Zigarettenrauch ausgesetzt waren, hatten Serum-Cotinin-Spiegel innerhalb eines klinisch relevanten Bereichs. Diese Kammern werden dazu beitragen, Nagetieren konsistenten, klinisch relevanten E-Dampf und Zigarettenrauch zuzuführen und die Forschungsbemühungen zur Bestimmung der schädlichen gesundheitlichen Auswirkungen von E-Zigaretten und Zigarettenrauch zu unterstützen.

Einmal gemeistert, kann diese Technik in etwa zwei Stunden abgeschlossen werden, wenn sie richtig ausgeführt wird. Einer der größten Vorteile dieser Kammern ist die Vielseitigkeit, die die Verwendung von E-Zigaretten oder E-Zigarettenflüssigkeiten jeder Marke ermöglicht. Wir können diese Kammern verwenden, um zu untersuchen, ob nikotinfreie E-Dämpfe verschiedener Geschmacksrichtungen gesundheitliche Bedenken haben.

E-Dampf- und Rauch-induzierte Nagetiermodelle von Krankheiten werden uns helfen, bessere Therapeutika für diese Krankheiten zu liefern. Vergessen Sie nicht, dass für den Betrieb des Zigarettenanzündgeräts ein Heizelement erforderlich ist, das äußerst gefährlich sein kann. Sie sollten sich bei Ihrem Feuerwehrmann erkundigen, ob der Laborraum die entsprechenden Sicherheitsanforderungen erfüllt.