Comparación de los efectos del vapor de cigarrillo electrónico y el humo del cigarrillo en una novela

El objetivo general de este video es presentar un método para la construcción y operación de cámaras de vapor electrónico y humo de cigarrillo que son fácilmente ajustables y permiten administrar vapor electrónico y humo de tabaco a roedores con el fin de estudiar problemas relacionados con la salud. Estas cámaras nos ayudan a realizar experimentos que nos permiten determinar los efectos nocivos del vapor electrónico y del humo de tabaco en la salud, especialmente en las áreas de enfermedades pulmonares y cardiovasculares. Estas cámaras, fáciles de construir, son económicas y pueden adaptarse fácilmente a diversos tiempos de inhalación o exhalación para simular los hábitos de fumar en humanos.

Utilizando estas cámaras, podemos exponer a roedores al vapor electrónico con y sin nicotina para estudiar la participación de la nicotina en enfermedades como el cáncer de pulmón, la EPOC, alergias y asma. La cámara de humo de tabaco nos ayudará a establecer modelos de enfermedades inducidas por el humo de cigarrillo en roedores, como el aneurisma de aorta abdominal. Esto nos permitirá comprender los cambios bioquímicos que inician esta enfermedad.

Estas cámaras ayudarán a determinar si el uso de vaporizadores electrónicos es más seguro que el humo convencional del tabaco. Luego, corte un tubo de silicona de un cuarto de pulgada de diámetro interno en dos segmentos de 15 centímetros y conecte los extremos a ambos lados de un conector en T. Pase ambos tubos a través de orificios previamente hechos cerca del frente de la tapa de la cámara, de modo que el conector en T quede dentro de la cámara.

Luego, use cinta adhesiva para asegurar el tubo a la tapa. A continuación, conecte los extremos libres del tubo de silicona a los extremos de salida de dos bombas de aire micro y utilice cinta adhesiva de doble cara para montar las bombas en la tapa de la cámara. Corte un trozo de cuatro centímetros de tubo de silicona y conecte un extremo a la entrada de una de las bombas de aire.

Aquí es donde se insertará el cigarrillo electrónico durante el uso de la cámara. Asegúrese de que el diámetro del tubo permita un ajuste firme alrededor del extremo del cigarrillo electrónico. A continuación, conecte un extremo de un tubo de silicona nuevo al lado de entrada de la otra bomba de aire.

Esta bomba introducirá aire ambiente en la cámara. Por lo tanto, el extremo del tubo debe colocarse fuera de la campana extractora. La longitud del tubo no es crítica, pero debe ser lo más corta posible para limitar la resistencia al flujo de aire.

Dentro de la cámara, utilice cinta adhesiva de doble cara para fijar dos ganchos pequeños que sostendrán los monitores de oxígeno y monóxido de carbono. Para construir la cámara de humo de cigarrillo de tabaco, comience por preparar una cámara similar a la de cigarrillo electrónico, pero con algunas modificaciones. En primer lugar, construya un dispositivo para encender el cigarrillo, tal como se describe en el protocolo de texto adjunto.

Conecte un extremo de un tubo de silicona nuevo al dispositivo de encendido del cigarrillo y el otro extremo al lado de entrada de la bomba de aire. Luego, coloque el dispositivo de encendido del cigarrillo dentro de la campana extractora, pero fuera de la cámara durante su uso. A continuación, conecte un extremo de un tubo de silicona nuevo a la otra bomba de aire.

Dado que esta bomba introducirá aire ambiente en la cámara, coloque el extremo de este tubo fuera de la campana extractora. Luego, corte varias ranuras verticales de cinco milímetros de ancho en la pared frontal de la cámara y monte un ventilador de computadora en el exterior de forma que cubra esta abertura. Asegúrese de que la parte frontal del ventilador esté orientada hacia la cámara, de modo que el ventilador impulse aire hacia el interior de la cámara a través de la abertura.

Controle el ventilador y las bombas de aire mediante un microcontrolador como el que se muestra aquí. Arme el microcontrolador siguiendo las instrucciones detalladas en el protocolo de texto adjunto y colóquelo fuera de la campana extractora si es posible. Utilice ratas adultas que pesen entre 450 y 520 gramos y agrúpelas según el tipo de exposición que recibirán.

Recolecte 500 microlitros de sangre de la vena de la cola y centrifugue a 20.000 × g durante 30 minutos a cuatro grados Celsius para aislar el suero. Asegúrese de que las muestras permanezcan enfriadas en hielo durante todo este proceso. Siguiendo el protocolo del fabricante, utilice un Kit de ELISA para cotinina para medir la concentración sérica basal de cotinina en cada uno de los animales.

Para la operación diaria de la cámara de cigarrillo electrónico, comience por limpiar el interior de la cámara con etanol al 70 % y luego con agua desionizada. Deje secar al aire hasta que la cámara esté completamente seca, lo cual debería tomar aproximadamente 30 minutos. Además, se debe colocar una almohadilla absorbente limpia en el fondo de la cámara después de la limpieza.

A continuación, calibre los monitores de gas y monte el monitor completo en la pared dentro de la cámara. Una vez limpiado y calibrado, coloque un grupo de ratas dentro de la cámara. Asegúrese de que el cigarrillo electrónico esté completamente cargado y luego inserte el cigarrillo electrónico en el tubo de entrada.

Monitoree los niveles de batería y de e-líquido durante toda la duración de la exposición de 90 minutos. Cuando esté listo, encienda las bombas de aire e inicie el temporizador. Durante la exposición, observe los monitores de gas para asegurarse de que los niveles de oxígeno no desciendan por debajo del 20 % ni de cero ppm de monóxido de carbono.

Una vez que el tiempo de exposición haya alcanzado los 90 minutos, retire el cigarrillo electrónico y continúe haciendo funcionar las bombas de gas para ventilar el vapor residual. Cuando el vapor se haya disipado, retire las ratas y limpie la cámara. Recoja 500 microlitros de sangre de la vena de la cola de cada rata aproximadamente una hora después de la exposición, al finalizar el protocolo experimental, y mida los niveles de cotinina en cada animal.

Antes de comenzar la exposición al cigarrillo de tabaco, limpie la cámara como antes, recalibre los monitores y coloque los animales adecuados dentro de la cámara, hasta tres a la vez. Inserte un cigarrillo en el dispositivo de encendido del cigarrillo y colóquelo de modo que el extremo del cigarrillo quede contra el elemento calefactor. Luego encienda el dispositivo de encendido del cigarrillo hasta que la colilla comience a brasear.

Una vez encendido el cigarrillo, encienda el sistema de bombeo, active el cronómetro y observe la combustión completa del cigarrillo. Luego, retire cuidadosamente el cigarrillo usado del dispositivo de encendido utilizando un par de pinzas. Monitoree los niveles de monóxido de carbono y oxígeno.

Asegúrese de que los niveles de monóxido de carbono no superen 1.000 ppm y de que los niveles de oxígeno no desciendan por debajo del 20 %. Si es necesario, ajuste el ventilador del ordenador, ya que el momento adecuado y la duración del funcionamiento son fundamentales para prevenir la acumulación de monóxido de carbono. Después de cuatro minutos, apague el sistema de bombeo y repita el proceso durante un tiempo total de 90 minutos de exposición al humo de tabaco. Cuando finalice la exposición, continúe con el sistema de bombeo encendido para ventilar el humo residual.

Cuando el monóxido de carbono descienda por debajo de 100 ppm, retire las ratas y limpie la cámara. Recolecte 500 microlitros de sangre de la vena de la cola de las ratas aproximadamente una hora después de la exposición y mida los niveles de cotinina en cada animal. La concentración de monóxido de carbono en la cámara se registró cada 30 segundos mientras se introducía humo de cigarrillos 1R6F.

Los resultados mostrados aquí corresponden al promedio de tres ciclos consecutivos de cuatro minutos. Durante la prueba, las concentraciones de monóxido de carbono no superaron los 1.000 partes por millón. En contraste, en el sistema de exposición a cigarrillos electrónicos, las concentraciones de monóxido de carbono permanecieron indetectables durante toda la exposición.

La cotinina, un metabolito importante de la nicotina, se muestra aquí medida a partir del suero de animales, tanto antes de la exposición como una hora después de la exposición. Este estudio muestra cifras similares antes de la exposición, y los animales expuestos al vapor de cigarrillo electrónico y al humo de cigarrillo tuvieron niveles séricos de cotinina dentro de un rango clínicamente relevante. Estas cámaras ayudarán a administrar de forma consistente vapor de cigarrillo electrónico y humo de cigarrillo clínicamente relevantes a roedores y facilitarán los esfuerzos de investigación para determinar los efectos adversos sobre la salud de los cigarrillos electrónicos y el humo de cigarrillo.

Una vez dominada, esta técnica puede completarse en aproximadamente dos horas si se realiza correctamente. Una de las mayores ventajas de estas cámaras es la versatilidad que permite el uso de cualquier marca de cigarrillo electrónico o líquido para cigarrillo electrónico. Podemos utilizar estas cámaras para estudiar si los vapores de cigarrillos electrónicos sin nicotina y con diferentes sabores tienen algún efecto adverso sobre la salud.

Los modelos en roedores inducidos por vapor electrónico y humo ayudarán a desarrollar mejores agentes terapéuticos para estas enfermedades. No olvide que el uso del dispositivo para encender cigarrillos implica un elemento calefactor que puede ser extremadamente peligroso. Debe consultar con su inspector de bomberos para asegurarse de que el espacio del laboratorio cumpla con los requisitos de seguridad adecuados.