Comparer les effets de la vapeur de cigarette électronique et de la fumée de cigarette dans un roman

L'objectif général de cette vidéo est de présenter une méthode pour la construction et l'utilisation de chambres à vapeur électronique et à fumée de cigarette, facilement ajustables, permettant d'administrer de la vapeur d'e-cigarette et de la fumée de tabac à des rongeurs afin d'étudier les problèmes de santé associés. Ces chambres nous aident à réaliser des expériences qui nous permettent de déterminer les effets nocifs de la vapeur d'e-cigarette et de la fumée de tabac sur la santé, notamment dans les domaines des maladies pulmonaires et cardiovasculaires. Ces chambres, faciles à construire, sont peu coûteuses et facilement personnalisables selon diverses durées d'inhalation ou d'exhalation afin de simuler les habitudes humaines de tabagisme.

À l'aide de ces chambres, nous pouvons exposer des rongeurs à la vapeur électronique avec ou sans nicotine afin d'étudier le rôle de la nicotine dans des maladies telles que le cancer du poumon, la BPCO, les allergies et l'asthme. La chambre à fumée de tabac nous aidera à établir des modèles animaux de maladies induites par la fumée de cigarette, comme l'anévrisme de l'aorte abdominale. Cela nous permettra de comprendre les modifications biochimiques qui initient cette maladie.

Ces chambres permettront de déterminer si l'utilisation de la vapeur électronique est plus sûre que la fumée de tabac conventionnelle. Ensuite, découpez un tube en silicone de 6,35 mm de diamètre intérieur en deux segments de 15 centimètres et fixez les extrémités de chaque côté d'un raccord en T. Passez les deux tubes à travers des trous prévus à l'avant du couvercle de la chambre afin que le raccord en T se trouve à l'intérieur de la chambre.

Ensuite, utilisez du ruban adhésif pour fixer le tube sur le couvercle. Reliez ensuite les extrémités libres du tube en silicone aux sorties de deux pompes à air miniatures et utilisez du ruban adhésif double face pour fixer les pompes sur le couvercle de la chambre. Coupez un morceau de tube en silicone de quatre centimètres et reliez une de ses extrémités au côté d'entrée de l'une des pompes à air.

C’est ici que l’e-cigarette sera insérée pendant l’utilisation de la chambre. Veillez à ce que le diamètre du tube permette un ajustement étroit autour de l’extrémité de l’e-cigarette. Ensuite, fixez une extrémité d’un nouveau tube en silicone au côté d’entrée de l’autre pompe à air.

Cette pompe introduira de l'air ambiant dans la chambre. Par conséquent, l'extrémité du tube doit être placée à l'extérieur de la hotte aspirante. La longueur du tube n'est pas critique, mais elle doit être aussi courte que possible afin de limiter la résistance au flux d'air.

À l'intérieur de la chambre, utilisez un ruban adhésif double face pour fixer deux petits crochets destinés à supporter les moniteurs de gaz d'oxygène et de monoxyde de carbone. Pour construire la chambre de fumée de cigarette de tabac, commencez par préparer une chambre similaire à celle de la cigarette électronique, mais avec quelques modifications. Commencez par construire un dispositif d'allumage de cigarette, tel que décrit dans le protocole accompagnant le texte.

Fixer une extrémité d'un nouveau tube en silicone au dispositif d'allumage de cigarette et l'autre extrémité au côté d'entrée de la pompe à air. Ensuite, placer le dispositif d'allumage de cigarette à l'intérieur de la hotte aspirante, mais à l'extérieur de la chambre pendant son utilisation. Puis, fixer une extrémité d'un nouveau tube en silicone à l'autre pompe à air.

Étant donné que cette pompe introduira de l'air ambiant dans la chambre, placez l'extrémité de ce tube à l'extérieur de la hotte. Ensuite, pratiquez plusieurs fentes verticales de cinq millimètres de large sur le mur avant de la chambre et fixez un ventilateur informatique à l'extérieur, de manière à ce qu'il recouvre cette ouverture. Veillez à ce que l'avant du ventilateur soit orienté vers la chambre, de sorte que le ventilateur souffle de l'air dans la chambre à travers l'ouverture.

Commandez le ventilateur et les pompes à air à l'aide d'un microcontrôleur comme celui illustré ici. Assemblez le microcontrôleur en suivant les instructions détaillées du protocole écrit joint et installez-le à l'extérieur de la hotte aspirante si possible. Utilisez des rats adultes pesant entre 450 et 520 grammes et regroupez-les selon le type d'exposition qu'ils recevront.

Prélvez 500 microlitres de sang à partir de la veine caudale et centrifugez à 20 000 ×g pendant 30 minutes à quatre degrés Celsius afin d'isoler le sérum. Veillez à ce que les échantillons soient maintenus au frais sur de la glace tout au long de ce processus. Selon le protocole du fabricant, utilisez un kit ELISA de cotinine pour mesurer la concentration sérique de cotinine de base chez chacun des animaux.

Pour le fonctionnement quotidien de la chambre à cigarette électronique, commencez par nettoyer l'intérieur de la chambre avec de l'éthanol à 70 %, puis avec de l'eau déionisée. Laissez sécher à l'air jusqu'à ce que la chambre soit complètement sèche, ce qui devrait prendre environ 30 minutes. En outre, un tampon absorbant propre doit être placé au fond de la chambre après le nettoyage.

Ensuite, étalonnez les moniteurs de gaz et fixez l'ensemble du dispositif au mur à l'intérieur de la chambre. Une fois nettoyés et étalonnés, placez un groupe de rats à l'intérieur de la chambre. Vérifiez que la cigarette électronique est complètement chargée, puis insérez-la dans le tube d'entrée.

Surveillez les niveaux de batterie et de e-liquide pendant toute la durée de l'exposition de 90 minutes. Lorsque vous êtes prêt, allumez les pompes à air et démarrez le chronomètre. Pendant l'exposition, observez les moniteurs de gaz afin de vous assurer que les niveaux d'oxygène ne descendent pas en dessous de 20 % et que le monoxyde de carbone reste à zéro ppm.

Une fois que le temps d'exposition a atteint 90 minutes, retirez la cigarette électronique et continuez à faire fonctionner les pompes à gaz pour évacuer la vapeur résiduelle. Lorsque la vapeur s'est dissipée, retirez les rats et nettoyez la chambre. Prélève 500 microlitres de sang de la veine caudale de chaque rat environ une heure après l'exposition, à la fin du protocole expérimental, et mesurez les concentrations de cotinine chez chaque animal.

Avant de commencer l'exposition à la cigarette de tabac, nettoyez la chambre comme précédemment, recalibrez les moniteurs et placez les animaux appropriés à l'intérieur de la chambre, jusqu'à trois à la fois. Insérez une cigarette dans le dispositif d'allumage et positionnez-la de sorte que l'extrémité de la cigarette touche l'élément chauffant. Ensuite, allumez le dispositif d'allumage jusqu'à ce que le mégot commence à rougir.

Une fois la cigarette allumée, enclenchez le système de pompage, démarrez le chronomètre et observez la combustion complète de la cigarette. Retirez ensuite soigneusement la cigarette consommée du dispositif d’allumage à l’aide d’une pince. Surveillez les niveaux de monoxyde de carbone et d’oxygène.

Veillez à ce que les niveaux de monoxyde de carbone ne dépassent pas 1 000 ppm et que les niveaux d'oxygène ne descendent pas en dessous de 20 %. Si nécessaire, ajustez le ventilateur de l'ordinateur, car le moment et la durée de fonctionnement sont cruciaux pour éviter l'accumulation de monoxyde de carbone. Après quatre minutes, éteignez le système de pompage et répétez le processus pendant une durée totale de 90 minutes d'exposition à la fumée de tabac. Une fois l'exposition terminée, laissez le système de pompage en marche pour ventiler la fumée résiduelle.

Lorsque le monoxyde de carbone descend en dessous de 100 ppm, retirez les rats et nettoyez la chambre. Prélève 500 microlitres de sang à partir de la veine caudale des rats environ une heure après l'exposition et mesure les taux de cotinine chez chaque animal. La concentration de monoxyde de carbone dans la chambre a été enregistrée toutes les 30 secondes pendant l'introduction de fumée provenant de cigarettes 1R6F.

Les résultats présentés ici correspondent à la moyenne de trois cycles consécutifs de quatre minutes. Pendant le test, les concentrations de monoxyde de carbone n'ont pas dépassé 1 000 parties par million. En revanche, dans le système d'exposition à la cigarette électronique, les concentrations de monoxyde de carbone sont restées indétectables tout au long de l'exposition.

La cotinine, un métabolite majeur de la nicotine, est mesurée ici à partir du sérum d'animaux, avant l'exposition et une heure après l'exposition. Cette étude montre des valeurs comparables avant l'exposition, et les animaux exposés à la vapeur de cigarette électronique et à la fumée de cigarette présentaient des concentrations sériques de cotinine dans une fourchette cliniquement pertinente. Ces chambres permettront d'administrer de manière constante et cliniquement pertinente de la vapeur d'e-cigarette et de la fumée de cigarette à des rongeurs, et contribueront aux efforts de recherche visant à déterminer les effets néfastes sur la santé des cigarettes électroniques et de la fumée de cigarette.

Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en environ deux heures si elle est effectuée correctement. L'un des principaux avantages de ces chambres est leur polyvalence, qui permet d'utiliser n'importe quelle marque de cigarette électronique ou de liquide pour cigarette électronique. Nous pouvons utiliser ces chambres pour étudier si les vapeurs de cigarettes électroniques sans nicotine, disponibles en différentes saveurs, présentent des risques pour la santé.

Les modèles rodentaires de maladies induites par la vapeur électronique et la fumée nous aideront à mettre au point de meilleurs agents thérapeutiques pour ces affections. N'oubliez pas que l'utilisation du dispositif d'allumage des cigarettes implique un élément chauffant pouvant présenter un danger extrême. Vous devriez consulter votre responsable de la sécurité incendie afin de vous assurer que l'espace de laboratoire répond aux exigences de sécurité appropriées.