Generatie van elektronische sigaret aërosol door een apparaat van de derde-generatie-Machine-Vaping: toepassing op toxicologisch onderzoek
25 augustus 2018
Elektronische sigaret (e-cig) gebruikers zijn toeneemt wereldwijd. Weinig, echter is bekend over de effecten op de gezondheid geïnduceerd door geïnhaleerde e-cig aërosolen. Dit artikel beschrijft een e-cig aërosol generatie techniek geschikt voor dierlijke blootstellingen en latere toxicologische studies. Dergelijke protocollen moeten experimenteel reproduceerbaar en gestandaardiseerde e-cig blootstelling systemen opzetten.
Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van sleutelvraagstukken op het gebied van inhalatietoxicologie, met betrekking tot het continuüm van de blootstelling aan het aërosolblootstellingseffect van elektronische sigaretten. Het grote voordeel van deze techniek is dat de computergestuurde scenario's voor blootstelling aan aërosolen van elektronische sigaretten automatische representatieve vaping topografieprofielen omvatten. Na het opzetten van de apparatuur in een goed geventileerde ruimte, weegt u een nieuwe schone 25-millimeter filter en noteert u het gewicht.
Plaats de filter in een cassette. Plaats de cassette in lijn met de persoonlijke bemonsteringspomp in een stroommeter die geschikt is om te testen op een stroom van één liter per minuut. Om te beginnen met het voorbereiden van het elektronische sigarettenapparaat, schroef de verstuiver in de tankbasis, voeg twee tot drie druppels e-sigaretvloeistof toe aan de verstuiver en zorg ervoor dat de katoen verzadigd is om een droge verbranding te voorkomen.
Plaats de tankhuls in de tank en schroef vervolgens de tankbasis met de verstuiver in de tankhuls. Schroef de geassembleerde tank op de e-sigaretenheid. Zorg ervoor dat de tankopening naar boven wijst en plaats de afdekking op de bovenkant van de tank.
Plaats de e-sigaretenheid voorzichtig op de basisplaat onder de magneetventiel. Gebruik een tweewegklepbevestiging en een stuk slang om het uiteinde van de e-sigaretenheid te verbinden met het onderste deel van de condensor. Zorg ervoor dat het bovenste uiteinde van de condensor correct is aangesloten op het aërosoolgenererende systeem en de aërosoolblootstellingskamer.
Controleer of het aërosoolconcentratiemeetinstrument op de uitgang van de aërosoolblootstellingskamer is geplaatst. Verwijder de tankafdekking en vul de tank met 10 milliliter e-sigaretvloeistof bestaande uit gelijke delen propyleenglycol en plantaardige glycerine. Vervang vervolgens de tankafdekking.
Op de dag van het experiment, zet de computer en het aërosoolconcentratiemeetinstrument aan. Start de bedieningssoftware. Klik op experimenteer sessie en selecteer het juiste onderzoek.
Kies de sjabloon voor het e-sigaretenexperiment. Voer in het nieuwe experimentvenster een naam in voor de experimentele sessie. Typ in het venster experimenteigenschappen de initialen van de operator in het vak operator en klik op OK. Start hierna de kalibratiewizard.
In het venster kanaalkalibratie, bevestig dat er een vinkje staat in het vak aërosoolconcentratiemeetinstrument. Klik vervolgens op volgende. In het venster waarde toepassen, klik op volgende.
Voer een doelwaarde invoer van nul gram per kubieke meter in. Plaats de t-vormige kalibratie-invoeg in de gleuf om het kalibratieproces te voltooien. Druk vervolgens op volgende om naar het volgende venster te gaan.
Voer de waarde van het aërosoolconcentratiemeetinstrument in en druk op volgende. Bekijk het venster kalibratieresultaten en klik op volgende. Om de kalibratie te voltooien, klikt u op voltooien.
Test vervolgens pompen één en twee zoals beschreven in de gebruikershandleiding. Wanneer u wordt gevraagd om het starten van de registratie van continue gegevens te bevestigen, klikt u op ja. Wanneer u wordt gevraagd om het standaardprofiel te starten, klikt u op ja.
Als u een in vivo inhalatiestudie uitvoert, plaatst u de muizen in een gehele lichaamsblootstellingskamer. Ga onmiddellijk naar het profielenvenster en klik met de rechtermuisknop op het gewenste profiel. Scroll naar beneden naar taak starten om een bias flow van frisse lucht in de blootstellingskamer te starten.
Wanneer u klaar bent om het e-sigareten aërosoolgeneratie- en blootstellingsexperiment te starten, klikt u met de rechtermuisknop op het gewenste profiel in het profielenvenster. Scroll naar beneden naar profiel starten en klik er met de linkermuisknop op om het te selecteren. Noteer de concentratie gemeten door het aërosoolconcentratiemeetinstrument.
Zorg ervoor dat de e-vloeistof gedurende de hele duur van de blootstelling in de tank beschikbaar is. U zult in staat zijn om de e-sigaret aërosool in de kamer te zien gaan. Nadat de gewenste blootstellingsduur is bereikt, stopt u het experiment door met de rechtermuisknop op het profiel te klikken.
Scroll naar beneden naar profiel stoppen en klik er met de linkermuisknop op om het te selecteren. Zorg ervoor dat de bias flow onmiddellijk na de voltooiing van het blootstellingsprofiel wordt gestart. Verwijder de proefpersonen uit de blootstellingskamer en breng ze terug naar hun kooicage en kamer.
Los vervolgens de cassette met de filter van de pomp en noteer de tijd dat deze is verwijderd. Plaats de filter in een exsiccator en laat deze minimaal 48 uur drogen. Weeg de filter met de opgehoopte e-sigaret aërosool deeltjes en noteer het gewicht.
Na het berekenen van de totale concentratie fijnstof, noteert u de massa die zich op de filter heeft opgehoopt. Giet de e-vloeistof uit de e-sigarettank en maak de condensor leeg met behulp van de bijgevoegde spuit. Zorg ervoor dat de verstuiver spoel tijdens het experiment niet is verbrand.
Los de pomphoofden los en verwijder de connectoren en kleppen. Veeg eventueel overtollig e-vloeistof of opgehoopt vocht weg met behulp van een wattenstaafje of tissue. Reinig vervolgens de gehele lichaamsblootstellingskamers volgens de instructies van de fabrikant.
Zorg ervoor dat alle gecondenseerde e-vloeistof van de oppervlakken van de kamer wordt verwijderd. In deze studie wordt e-sigaret aërosool gegenereerd om de toxicologische impact ervan te bestuderen. De hier geziene gegevens zijn geregistreerd na een blootstellingssessie van twee uur met alleen de e-vloeistofbasis van het draagmiddeloplosmiddel.
Zoals verwacht, wordt de totale fijnstofconcentratie van het aërosool gezien te stijgen in de blootstellingskamer wanneer een hogere e-sigaret spanning wordt gebruikt. Een experimenteel e-sigaretblootstellingsomgeving wordt vervolgens gecreëerd op basis van huidige informatie over de persoonlijke voorkeuren van e-sigaret consumenten en wordt vervolgens gekarakteriseerd. Over een blootstelling
Overzicht
Dit artikel presenteert een methode voor het genereren van elektronische sigaret (e-sigaret) aerosolen voor toxicologische studies. De techniek maakt gecontroleerde blootstellingsscenario's mogelijk die kunnen helpen bij het beoordelen van de gezondheidseffecten van het inhaleren van e-sigaret aerosolen.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk vakgebied
- Toxicologie
- Inhalatieblootstelling
- Volksgezondheid
Achtergrond
- Het gebruik van elektronische sigaretten neemt wereldwijd toe.
- De gezondheidseffecten van e-sigaret aerosol zijn nog onvoldoende begrepen.
- Gestandaardiseerde blootstellingssystemen zijn noodzakelijk voor onderzoek.
- Deze studie beoogt dit gat te vullen met een reproduceerbare methode.
Doel van de studie
- Het ontwikkelen van een gestandaardiseerde techniek voor het genereren van e-sigaret-aerosolen.
- Het faciliteren van toxicologische studies naar blootstelling aan e-sigaretten.
- Het verkrijgen van inzichten in de gezondheidseffecten van geïnhaleerde e-sigaret-aerosolen.
Gebruikte methoden
- Opstelling van een computergestuurd systeem voor aerosolenblootstelling.
- Kalibratie van instrumenten voor de meting van de aerosolconcentratie.
- In vivo blootstelling van proefpersonen (bijv. muizen) aan e-sigaret-aerosolen.
- Meting van de concentratie fijnstof tijdens de blootstelling.
Belangrijkste resultaten
- Verhoogde concentratie fijnstof bij een hoger voltage van de e-sigaret.
- Identificatie van respiratoire irritanten in het e-sigaretaerosol.
- Variatie in de samenstelling van het aerosol op basis van de ingrediënten van de e-liquid.
- Vaststelling van een reproduceerbaar blootstellingsprofiel voor toekomstige studies.
Conclusies
- De ontwikkelde methode maakt gecontroleerde studies naar e-sigaret-aerosolen mogelijk.
- De bevindingen benadrukken de complexiteit van de samenstelling van e-sigaret-aerosolen.
- Dit onderzoek draagt bij aan het begrijpen van de gezondheidsrisico's van het gebruik van e-sigaretten.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie
Gestandaardiseerde generatie en karakterisering van elektronische sigarettaerosolen is essentieel voor toxicologische risicobeoordeling in de R&D van inhalatieproducten. Deze methode maakt gecontroleerde, reproduceerbare blootstellingsscenario's mogelijk die mechanistische risicoreductie en voorspellende betrouwbaarheid ondersteunen bij vroege veiligheidsevaluaties. Geharmoniseerde protocollen voor aerosolgeneratie hebben een directe impact op portfoliobeslissingen voor geïnhaleerde therapeutica en veiligheidsstudies voor consumentenproducten.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Maakt het toetsen van inhalatietoxicologische hypothesen mogelijk met gebruik van realistische blootstellingsprofielen.
- Ondersteunt biologische risicovermindering door het kwantificeren van de particulaire en chemische samenstelling onder gecontroleerde omstandigheden.
- Vergemakkelijkt de voorspellende betrouwbaarheid bij de identificatie van gevaren voor nieuwe geïnhaleerde verbindingen.
Screening & assayontwikkeling
- Bereidt gevalideerde aerosolexpositiesystemen voor voor downstream toxicologische assays.
- Standaardiseert expositieparameters om reproduceerbaarheid en kwantitatieve vergelijkbaarheid te waarborgen.
- Maakt schaalbare, computergestuurde expositiescenario's mogelijk voor de evaluatie van verbindingen.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Stemt blootstellingscondities af op inhalatiescenario's uit de echte wereld voor translationele relevantie.
- Ondersteunt continuïteit van in vitro naar in vivo toxicologische validatie.
- Biedt mechanistisch inzicht in biologische reacties geïnduceerd door aerosolen.
Pipeline- & workflowintegratie
Deze methode voor aerosolgeneratie is geïntegreerd in het continuüm van ontdekking tot preklinisch onderzoek voor de veiligheidsbeoordeling van geïnhaleerde producten.
- Ontdekkingsbiologie: Ondersteunt hypothesetoetsing voor aerosoltoxiciteit en mechanistische routes.
- Screening: Levert reproduceerbare, kwantitatieve expositiedata voor de ontwikkeling van assays.
- Analytiek: Biedt output voor massaconcentratie, partikelgrootte en chemische samenstelling voor vergelijkende analyse.
- Translationeel onderzoek: Slaat een brug tussen laboratorium-expositiemodellen en inhalatieprofielen uit de echte wereld.
- Bedrijfsbrede herbruikbaarheid: Creëert een herbruikbaar platform voor diverse aerosoltoxicologische studies.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellend vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit in de inhalatietoxicologie.
- Operationele waarde: Levert gestandaardiseerde, reproduceerbare en schaalbare blootstellingsworkflows.
- Strategische waarde: Informeert go/no-go-beslissingen en vermindert veiligheidsrisico's in een laat stadium voor geïnhaleerde producten.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering mogelijk voor de verdere ontwikkeling van geïnhaleerde verbindingen.
Overwegingen voor Implementatie
- Vereist expertise in aerosoolwetenschap en inhalatietoxicologie.
- Kalibratie-instrumentatie voor aerosoolgeneratie en -meting is noodzakelijk.
- Vereist standaardisatie van blootstellingsparameters en gegevensverzameling tussen teams.
- Aanpasbaar aan diverse e-liquid-formuleringen en apparaatinstellingen voor flexibiliteit van het modelsysteem.
- Zorgvuldige behandeling en veiligheidsvoorschriften zijn noodzakelijk vanwege gevaarlijke aerosoolcomponenten.
