Comparando os efeitos do fumo eletrônico do cigarro e do cigarro em uma novela

O objetivo geral deste vídeo é apresentar um método para a construção e operação de câmaras de vapor eletrônico e fumaça de cigarro facilmente ajustáveis, que administram vapor eletrônico e fumaça de tabaco a roedores, a fim de estudar problemas relacionados à saúde. Essas câmaras nos ajudam a realizar experimentos que permitem determinar os efeitos nocivos do vapor eletrônico e da fumaça de tabaco sobre a saúde, especialmente nas áreas de doenças pulmonares e cardiovasculares. Essas câmaras de fácil construção são de baixo custo e prontamente personalizáveis para diferentes tempos de inalação ou exalação, simulando hábitos humanos de fumar.

Usando essas câmaras, podemos expor roedores ao vapor eletrônico com e sem nicotina para estudar o envolvimento da nicotina em doenças como câncer de pulmão, DPOC, alergias e asma. A câmara de fumaça de tabaco nos ajudará a estabelecer modelos de doenças induzidas por fumaça de cigarro em roedores, como aneurisma da aorta abdominal. Isso nos ajudará a compreender as alterações bioquímicas que iniciam essa doença.

Essas câmaras ajudarão a determinar se o uso de vapor eletrônico é mais seguro do que a fumaça convencional de tabaco. Em seguida, corte um tubo de silicone com diâmetro interno de um quarto de polegada em dois segmentos de 15 centímetros e conecte as extremidades em ambos os lados de um conector em T. Passe ambos os tubos por furos pré-fabricados próximos à frente da tampa da câmara, de modo que o conector em T fique dentro da câmara.

Em seguida, use fita adesiva para fixar o tubo à tampa. Depois, conecte as extremidades livres do tubo de silicone às saídas de dois microbombeadores de ar e use fita adesiva dupla-face para fixar os bombas à tampa da câmara. Corte um pedaço de quatro centímetros de tubo de silicone e conecte uma de suas extremidades ao lado de entrada de um dos bombas de ar.

Aqui é onde o cigarro eletrônico será inserido durante o uso da câmara. Certifique-se de que o diâmetro do tubo permita um encaixe firme ao redor da extremidade do cigarro eletrônico. Em seguida, conecte uma extremidade de um novo tubo de silicone ao lado de entrada da outra bomba de ar.

Esta bomba introduzirá ar ambiente na câmara. Por isso, a extremidade do tubo deve ser colocada fora da capela de exaustão. O comprimento do tubo não é crítico, mas deve ser o mais curto possível para limitar a resistência ao fluxo de ar.

Dentro da câmara, utilize fita adesiva dupla face para fixar dois pequenos ganchos que sustentarão os monitores de oxigênio e de monóxido de carbono. Para construir a câmara de fumaça de cigarro de tabaco, comece preparando uma câmara semelhante à da câmara de cigarro eletrônico, mas com algumas modificações. Primeiro, construa um dispositivo para acender o cigarro conforme descrito no protocolo textual complementar.

Conecte uma extremidade de um novo tubo de silicone ao dispositivo de ignição do cigarro e a outra extremidade ao lado de entrada da bomba de ar. Em seguida, coloque o dispositivo de ignição do cigarro dentro da câmara de exaustão, mas fora da câmara, durante o seu uso. Depois, conecte uma extremidade de um novo tubo de silicone à outra bomba de ar.

Como esta bomba introduzirá ar ambiente na câmara, coloque a extremidade deste tubo fora da cabine de segurança química. Em seguida, corte várias fendas verticais de cinco milímetros de largura na parede frontal da câmara e instale um ventilador de computador no lado externo, de modo que ele cubra essa abertura. Certifique-se de que a frente do ventilador esteja voltada para a câmara, de forma que o ventilador empurre ar para dentro da câmara através da abertura.

Controle o ventilador e as bombas de ar usando um microcontrolador como o mostrado aqui. Monte o microcontrolador seguindo as instruções detalhadas no protocolo textual fornecido e posicione-o fora da câmara de fluxo, se possível. Utilize ratos adultos pesando entre 450 e 520 gramas e agrupe-os de acordo com o tipo de exposição que receberão.

Colete 500 microlitros de sangue da veia da cauda e centrifugue a 20.000 × g durante 30 minutos a quatro graus Celsius para isolar o soro. Certifique-se de que as amostras permaneçam resfriadas em gelo durante todo este processo. Siga o protocolo do fabricante para usar um Kit de ELISA para Cotinina e meça a concentração sérica basal de cotinina em cada um dos animais.

Para a operação diária da câmara de cigarro eletrônico, comece limpando o interior da câmara com etanol 70% e, em seguida, com água desionizada. Deixe secar ao ar até que a câmara esteja completamente seca, o que deve levar cerca de 30 minutos. Além disso, uma placa absorvente limpa deve ser colocada no fundo da câmara após a limpeza.

Em seguida, calibre os monitores de gás e monte todo o monitor na parede interna da câmara. Após limpar e calibrar, coloque um grupo de ratos dentro da câmara. Certifique-se de que o cigarro eletrônico esteja totalmente carregado e, em seguida, insira o cigarro eletrônico no tubo de entrada.

Monitore os níveis da bateria e do líquido eletrônico durante todo o período de exposição de 90 minutos. Quando estiver pronto, ligue as bombas de ar e inicie o cronômetro. Durante a exposição, observe os monitores de gás para garantir que os níveis de oxigênio não caiam abaixo de 20% e que o monóxido de carbono permaneça em zero ppm.

Uma vez que o tempo de exposição atinja 90 minutos, remova o cigarro eletrônico e continue a operar as bombas de gás para ventilar o vapor remanescente. Quando o vapor tiver sido eliminado, retire os ratos e limpe a câmara. Colete 500 microlitros de sangue da veia da cauda de cada rato aproximadamente uma hora após a exposição, ao final do protocolo experimental, e meça os níveis de cotinina em cada animal.

Antes de iniciar a exposição ao cigarro de tabaco, limpe a câmara como anteriormente, recalcule os monitores e coloque os animais apropriados dentro da câmara, até três de cada vez. Insira um cigarro no dispositivo de ignição do cigarro e posicione-o de modo que a extremidade do cigarro fique encostada ao elemento aquecedor. Em seguida, ligue o dispositivo de ignição do cigarro até que a ponta do cigarro comece a brilhar.

Uma vez aceso o cigarro, ligue o sistema de bombeamento, inicie o cronômetro e observe a queima completa do cigarro. Em seguida, remova cuidadosamente o cigarro usado do dispositivo de ignição utilizando uma pinça. Monitore os níveis de monóxido de carbono e oxigênio.

Certifique-se de que os níveis de monóxido de carbono não ultrapassem 1.000 ppm e de que os níveis de oxigênio não caiam abaixo de 20%. Se necessário, ajuste o ventilador do computador, pois o tempo e a duração corretos são fundamentais para prevenir o acúmulo de monóxido de carbono. Após quatro minutos, desligue o sistema de bombeamento e repita o processo por um total de 90 minutos de exposição à fumaça de tabaco. Quando a exposição for concluída, mantenha o sistema de bombeamento ligado para ventilar a fumaça residual.

Quando o monóxido de carbono cair abaixo de 100 ppm, retire os ratos e limpe a câmara. Colete 500 microlitros de sangue da veia da cauda dos ratos aproximadamente uma hora após a exposição e meça os níveis de cotinina em cada animal. A concentração de monóxido de carbono na câmara foi registrada a cada 30 segundos durante a introdução da fumaça de cigarros 1R6F.

Os resultados apresentados aqui são as médias de três ciclos consecutivos de quatro minutos. Durante o teste, as concentrações de monóxido de carbono não ultrapassaram 1.000 partes por milhão. Em contraste, no sistema de exposição ao cigarro eletrônico, as concentrações de monóxido de carbono permaneceram indetectáveis durante toda a exposição.

Cotinina, um importante metabólito da nicotina, é mostrada aqui medida a partir do soro de animais, tanto antes da exposição quanto uma hora após a exposição. Este estudo mostra números semelhantes antes da exposição, e os animais submetidos ao vapor de cigarro eletrônico e à fumaça de cigarro apresentaram níveis séricos de cotinina dentro de uma faixa clinicamente relevante. Essas câmaras ajudarão a fornecer vapor eletrônico e fumaça de cigarro de forma consistente e clinicamente relevante a roedores, auxiliando os esforços de pesquisa na determinação dos efeitos adversos à saúde dos cigarros eletrônicos e da fumaça de cigarro.

Uma vez dominada, essa técnica pode ser concluída em cerca de duas horas, se realizada corretamente. Uma das maiores vantagens dessas câmaras é a versatilidade, que permite o uso de qualquer marca de cigarro eletrônico ou líquido para cigarro eletrônico. Podemos usar essas câmaras para investigar se os vapores de cigarros eletrônicos sem nicotina e com diferentes sabores apresentam quaisquer riscos adversos à saúde.

Modelos em roedores induzidos por vapor eletrônico e fumaça ajudarão a desenvolver agentes terapêuticos melhores para essas doenças. Não se esqueça de que o uso do dispositivo de ignição de cigarros envolve um elemento aquecedor que pode ser extremamente perigoso. Você deve consultar seu responsável pela prevenção de incêndios para garantir que o espaço do laboratório atenda aos requisitos de segurança adequados.