Method Article

Поколение электронных сигарет аэрозоля устройством машины Vaping третьего поколения: приложение токсикологические исследования

DOI:

10.3791/58095

⸱

August 25th, 2018

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Comparative Biomedical Sciences, School of Veterinary Medicine, Louisiana State University, 2Department of Environmental Sciences, College of the Coast & Environment, Louisiana State University, 3SCIREQ Scientific Respiratory Equipment Inc.

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Электронные сигареты (e-cig) пользователей растет во всем мире. Мало, однако, известно о воздействии на здоровье, вызванных ингаляционных e-cig аэрозолей. Эта статья описывает e-cig аэрозоля поколение техника подходит для животных воздействия и последующего токсикологических исследований. Такие протоколы должны установить экспериментально воспроизводимость и стандартизированных e-cig воздействия систем.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Электронные сигареты (e-cig) устройства используют тепло производить ингаляции аэрозолей от жидкости (e жидкость) состоит в основном из увлажнители, никотин и вкусовые добавки химических веществ. Аэрозоль производства включает в себя тонкодисперсных и ультрадисперсных частиц и потенциально никотина и альдегиды, которые могут быть вредными для здоровья человека. E-cig пользователи вдыхать эти аэрозоли и с третьего поколения устройств, e-cig, контролировать конструктивных особенностей (сопротивление и напряжения) в дополнение к выбору e жидкости и Пыхтящий профиль. Они являются ключевыми факторами, которые могут существенно повлиять на токсичность ингаляции аэрозолей. E-cig исследования, однако, является трудной и сложной главным образом из-за отсутствия стандартизированной оценки и многочисленных разновидностей e-cig моделей и брендов, а также вкус e жидкость и растворители, которые доступны на рынке. Эти соображения подчеркивают настоятельную необходимость согласования протоколов исследований e-cig, начиная с e-cig аэрозоля поколения и характеристика методов. Настоящее исследование фокусируется на этот вызов, описывая метод поколения аэрозоля подробные пошаговые e-cig с конкретными параметрами экспериментальной, которые считаются реалистичными и представитель сценариев воздействия в реальной жизни. Методология делится на четыре секции: подготовка, воздействия, анализ постконтактная, плюс очистка и техническое обслуживание устройства. С помощью двух типов e-жидкости и различных напряжений представителя результаты с точки зрения массовой концентрации, распределение частиц по размеру, химический состав и уровни котинина в мышах. Эти данные демонстрируют универсальность e-cig воздействия системы, помимо его значение для токсикологических исследований, как это позволяет для широкого круга сценариев воздействия компьютерным управлением, включая автоматизированные представитель vaping топографии профили.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Безопасность, связанные с использованием электронной сигареты (e-cigs) является одним из активных дебатов в научном сообществе. С одной стороны производители и торговцы рекламировать потенциальные преимущества e-cigs как продукт снижения вреда для курильщиков, за счет ликвидации многих вредных веществ, присутствующих в обычных сигарет, хотя решения директивных органов общественного здравоохранения являются опасения по поводу отсутствия данных о долгосрочных здоровье человека воздействия1,2. E-CIGS служат по крайней мере двух различных целей, 1) в качестве замены транспортного средства для доставки никотина и 2) как для некурящих прекращение устройства3. По данным центров по контролю и профилактике болезней (ЦББ), в 2014 году более чем 9 миллионов взрослых американцев использовать e-cigs на регулярной основе. С 2013 по 2014, e-cig использования среди учащихся средних школ увеличилось более чем на 300%4. Учитывая рост использования e-cigs среди молодежи, также как и взрослых1,2,4и учитывая популярный, но недоказанной, претензии о e-cigs как безопасные альтернативы некурящих ключевых научных вопросов необходимо решать в определить, является ли использование e-cig создает потенциальные риски для здоровья человека, особенно в1,дыхательной системы2. Хотя e-cigs были впервые коммерциализации в США в 2007 году, лишь весьма ограниченные исследования были проведены вне влияния e-cig аэрозольных воздействий в пробирке и легких структуры, функций и общего состояния здоровья5,6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11. Таким образом, в пробирке, в естественных условиях и эпидемиологических данных имеют важное значение для содействия созданию государственной политики и положений, связанных с потреблением e-cigs. Однако надежных и воспроизводимых научных доказательств в этой новой области сначала требует создание стандартизированных e-cig Пыхтящий режимов и создания воспроизводимых воздействия среды в лабораторных параметров, которые являются Светоотражающая человеческого потребления.

Третьего поколения e-cig устройств, доступных на рынке, состоят из по крайней мере один Отопление катушки (распылитель) плюс литиевой батареей. Контроллер питания e-cig устройства могут работать на различных напряжений. Эти устройства e-cig также имеют резервуар, в который вводится жидкость e сигареты (e жидкость). E жидкость, также известный как e сок, состоит главным образом из никотина, вкусов и перевозчик растворителей (увлажнители), часто пропиленгликоля (PG), глицерин растительного (VG) и воды. Поскольку, согласно США продовольствия и медикаментов (FDA), e жидкости состоят из смеси «обычно рассматривается как Сейф» (GRAS) пищевые добавки вкусовые добавки химических веществ и увлажнители, плюс никотина, они могут рассматриваться как безопасные в пищу. Однако когда эти жидкие составы использовать через устройство e-cig, они отапливаются распылитель, который изменяет физико химические свойства e жидкость и производит аэрозоль или паров, содержащих карбонилы, более конкретно альдегид соединений12,13. Эти альдегиды образуются путем термической деструкции и окисления гликолей, которые также дают образование гидроксильных радикалов14,,1516,17. Альдегиды, которые присутствуют в e-cig аэрозоля когда использовать под конкретные условия13, включают формальдегида, ацетальдегид, acetol, Акролеин, glycidol и Диацетил, все из которых известны своими мощными негативное воздействие на здоровье человека, с Формальдегид является проверенным канцероген человека15,16,17. Кроме того, e-cig аэрозоля также состоит из изящных (250-950 Нм)18,19 и ультрадисперсных частиц20 (44-97 Нм), которые известны привести к легочной токсичностью через воспаления и окислительного стресса механизмы 17. Основываясь на составе e жидкость, т.е., доля отдельных компонентов присутствует в разработке, а также напряжения устройства e-cig, который влияет температура, используемый для vape e жидкость, всего твердых частиц (TPM) концентрация аэрозоля будет варьироваться и привести к различных уровней частиц, а также концентрации альдегидов, которые показали выпускаться под конкретные vaping условий19,21 . Эти аэрозоли вдыхании, e-cig пользователи, кто контролирует напряжения их устройства e-cig. Выбор напряжения на основе личных предпочтений скорость доставки никотина, производства аэрозолей и сжигание ощущение12. Таким образом важно, чтобы лучше понять характеристики этих аэрозолей для обеспечения научных доказательств для адекватных положений, регулирующих e-cig и политики в области производства и потребления e жидкость.

В контексте научных исследований, есть несколько вопросов, которые должны быть рассмотрены относящиеся к 1) различных конфигураций устройства e-cig и параметры операции, от которой e-cig пользователи могут выбрать; 2) отсутствие стандартизированных представитель человеческого vaping топографии профилей для использования в экспериментальных параметры22. Это подчеркивает настоятельную необходимость согласования протоколов исследований e-cig, начиная с e-cig аэрозоля поколения и характеристика методов22. Настоящее исследование фокусируется на этот вызов, описывая техника генерации аэрозоля подробные пошаговые e-cig, с конкретными параметрами экспериментальной, считаются реалистичными и представитель сценариев воздействия в реальной жизни. Это исследование также стремится оценить влияние напряжения на e-cig аэрозоля TPM концентрации, как с помощью устройства третьего поколения vaping интегрированы в систему коммерческого воздействия, управляемая компьютером, настроенные для мышей всего тела ингаляции исследования. Описание этот экспериментальный протокол, включая поколения и характеристик аэрозолей, e-cig, может внести вклад в создание представитель стандартизированных e-cig Пыхтящий режимов в лаборатории установки для последующего токсикологические исследования.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Мыши были размещены и обрабатываются в соответствии с руководством низ для ухода и использования лабораторных животных. Все процедуры и протоколы с участием мышей были утверждены Луизиана государственного университета институциональных животное уход и использование Комитета. Ниже приводятся описания характерных для оборудования, используемого, как указано в таблице материалов/оборудования. Все подачи воздуха был НЕРА фильтрации.

1. Подготовка

  1. Исследования и оборудование
    1. Получение необходимых согласований (например., IACUC) и тренинги для исследования.
    2. Установка оборудования в вентилируемое области и ознакомиться с его функционирования.
  2. Гравиметрические измерения
    1. Взвесьте чистый новый фильтр 25 мм. Запишите вес. Установите фильтр в кассету.
    2. Место кассеты, с фильтром, с учетом личных насоса и расходомера, достаточное для проверки потока 1 Л/мин (LPM).
  3. Электронная сигарета устройство
    1. Вкрутите Атомайзер в базе бака (рис. 1).
      Примечание: Форсунки, содержащие катушки с сопротивлений на 0,15, 0.5 и 1.5 Ω доступны.
    2. Важный шаг: добавить несколько капель (2-3) e-cig жидкости в Атомайзер для обеспечения что хлопок насыщен и не создаст сухой ожог (рис. 2).
    3. Вставьте резервуар рукав в бак. Затем винт база с Атомайзер танк в бак рукав (рис. 1).
    4. Привинтите собранный танк на блок e-cig. Убедитесь, что бак открытие является вверх и положить крышку на месте верхней части бака (рис. 1).
    5. Вставьте блок e-cig на его базе табличке вращая погружения руки на электромагнитный клапан. Когда в месте, поверните обратно на место так, что он может привести в соответствие с триггера кнопку на блоке e-cig.
    6. Подключите конец блока e-cig к нижней части конденсатора через двусторонний Присоединениекарматуре и кусок трубки (рис. 3).
    7. Убедитесь, что верхний конец конденсатора правильно подключен к аэрозоля генерации системы и аэрозолей экспозиции камеры через надлежащего труб.
    8. Важный шаг: Убедитесь, что инструмент измерения концентрации аэрозолей на месте на выходе камеры воздействия аэрозолей.
    9. Важный шаг: снять крышку бака и заполнить бак с 10 мл жидкости, e-cig. Закройте крышку резервуара.
      Примечание: Этот объем является достаточным для периода 2-h воздействия.

2. воздействие

  1. Программное обеспечение связь
    1. В день эксперимента включите компьютер. Не забудьте также повернуть на инструмент измерения концентрации аэрозолей, вручную, нажав кнопку питания.
    2. Запуск программного обеспечения. Щелкните экспериментам сессии. Выберите соответствующие исследования. Выберите шаблон для эксперимента, e-cig.
    3. В окне нового эксперимента введите имя для экспериментальной сессии. В окне Свойства эксперимент введите инициалы оператор в поле оператор. Нажмите кнопку ОК.
  2. Калибровка канала
    1. Следуйте инструкциям в мастере калибровки для того, чтобы адекватно калибровки системы генерации аэрозоля.
      1. Шаг 1: Нажмите кнопку Далее в окне калибровки канала после подтверждающий, что установлен флажок в поле инструмента (в микропыль Pro) измерения концентрации аэрозолей.
      2. Шаг 2: Применить значение окна нажмите кнопку следующий. Шаг 3: Введите целевого значения как 0 г/м3. Шаг 4: Место, T-образный калибровки вставить в слот для завершения процесса калибровки и нажмите следующий чтобы получить следующее окно.
      3. Введите значение, читать на инструмент измерения концентрации аэрозолей. Нажмите Далее , после ввода этого значения. Просмотрите окно результаты калибровки и нажмите кнопку Далее.
    2. Заключительный шаг: В окне калибровки, нажмите кнопку Готово. Для системы Flow тест в окне тестирования, испытания насосов 1 и 2 (см. Руководство пользователя).
    3. Подтверждение – «Вы хотите начать запись непрерывных данных?», нажмите кнопку Да. Подтверждение – «Вы хотели бы начать профиль по умолчанию?», нажмите кнопку Да.
  3. Электронная сигарета воздействия аэрозолей
    1. Если делать ингаляции в vivo исследования, место мышей в chamber(s) облучения всего тела в это время.
    2. Сразу перейти к окну Профили и щелкните правой кнопкой мыши на нужный профиль, прокрутите вниз, чтобы запустить задачу начать смещения поток свежего воздуха внутри chamber(s) воздействия.
    3. Когда будете готовы начать поколения e-cig аэрозоля и воздействия эксперимент, щелкните правой кнопкой мыши на нужный профиль в окне Профили, прокрутите вниз, чтобы запустить задачу и щелкните левой кнопкой мыши, чтобы выбрать (рис. 4).
    4. Важный шаг: запись концентрация измеряется инструмент измерения концентрации аэрозолей. Концентрация должна быть > 0 мг / м3.
      Примечание: Принцип устройства на основе оптического обнаружения и используется в этой системе для обеспечения качественной оценки в режиме реального времени уровней облучения в камере.
    5. Убедитесь, что e жидкость доступен в цистерне в течение всей продолжительности экспозиции.
    6. Чтобы остановить эксперимент после достижения желаемой экспозиции продолжительность, щелкните правой кнопкой мыши на профиль, прокрутите вниз, чтобы остановить профиль и щелкните левой кнопкой мыши, чтобы выбрать. Убедитесь, что смещения потока начинается сразу же после завершения воздействия профиля.
    7. Удаление темы (животных) из экспозиции камеры и вернуть их к их клетке жилье и обслуживание.

3. Постконтактная анализ

  1. В конце сессии экспериментальная закройте программное обеспечение и повернуть OFF устройство измерения концентрации аэрозолей.
  2. Отсоединить кассету с фильтром из насоса и записывать время, когда он был удален. Установите фильтр в эксикаторе и позволяют фильтр для просушки на по крайней мере 48 h (предпочтительно 96 ч). Затем весят фильтр с накопленной e-cig аэрозольных частиц и запишите вес.
  3. Вычислите общее твердых частиц (TPM) концентрации с точки зрения массы слоеного23.
    1. Запись масса накопленных на фильтре. Вычислите общий объем выборки во время периода воздействия, с помощью выборки продолжительность и потока насоса.
    2. Разделите массу, собранных на фильтр объем воздуха.
      Примечание: TPM концентрация выражается в вес единицы объема. Разделите общее количество затяжек, порожденных профиль e-cig, используемый TPM концентрации.

4. Очистка и техническое обслуживание

  1. Слейте жидкость из танка e-cig и пустые конденсатора, используя прилагаемый шприц. Убедитесь, что распылитель катушки горят не во время эксперимента. Измените Атомайзер катушка после каждого эксперимента.
  2. Очистите насосы после каждого эксперимента. Отсоединить головки насоса и удалить соединители и клапаны. Вытрите избыток e жидкость или накопленной влаги с помощью ткани или ватный тампон.
  3. Очистки камеры облучения всего тела. Следуйте инструкциям производителя и удалить любой сжатый e жидкость со всех поверхностей.
    Примечание: Рекомендуется избегать употребления алкоголя, как это может вызвать необратимые повреждения.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Таблица 1 показывает характеристики воздействия среды внутри камеры всего тела 5-L, после генерации аэрозоля e-cig. Эти данные являются результатом воздействия 2-h сессии с только перевозчик растворителей e жидкость базы, т.е., равного соотношения PG и VG в отсутствие ароматизации или никотина. Аэрозоль был продюсирован устройства третьего поколения аккумуляторный e-cig с сопротивлением 0,5 Ω. В общей сложности семь e-cig напряжений были протестированы с профилем рельефа объем 70 мл слоеного, продолжительность 3-s слоеного и интервалы 1-мин. Как ожидается, увеличение e-cig напряжения приводит к более высокие концентрации TPM аэрозоля в зале экспозиции используется, как сообщалось с распределяемому расчетная масса (мг) на слоеное. Однако изменения концентрации TPM следовать шаблон несколько сигмоид в диапазоне напряжения учился. Отношения между напряжения и концентрации TPM первоначально линейной от 1,8 до 3.2 V и отображает экспоненциальный прыжок с последующим плато между 3.2 до 4,8 V.

Рисунок 5 показывает результаты физических характеристик аэрозолей, e-cig внутри камеры облучения всего тела. Номер концентрации частиц и распределения размеров были измерены в разнообразных экспериментальных условиях, с помощью сканирования подвижности частиц ММД. Широкий спектр концентрации массы и чисел, а также распределением размера частиц, в основном состоит из тонкодисперсных и ультрадисперсных частиц, может быть достигнуто с помощью различных стандартных или пользовательских автоматизированных Пыхтящий профилей, которые могут быть скорректированы или изменены через программного обеспечения (рис. 6), а также вариантов дизайна e-cig устройства (т.е., Атомайзер катушки сопротивления или батареи напряжение). Эти результаты подчеркивают универсальность системы воздействия, используется для моделирования, в экспериментальной обстановке, широкий спектр возможных человека e-cig топографии профилей.

Например, экспериментальный e-cig воздействия окружающей среды был создан на основе текущей информации о личных предпочтений потребителей e-cig и впоследствии был характеризуется (Таблица 2). Здесь, e-cig устройства был оборудован с катушки Атомайзер 0.5 Ω и работал на 3.2 V. Профиль рельефа, используемый состоял из 30-х интервалов, 3-s слоеного продолжительность и объем 55 мл слоеного, в то время как e жидкость испытания включали перевозчик растворителей (т.е., PG и VG в соотношении 50/50), в одиночку, так и в сочетании с 36 мг/мл вкус никотина и корицей (Таблица 2). В течение 2-х экспозиции, этот профиль воздействия привлекает большее количество затяжек и позволяет для более общего тома для выборки по сравнению с ранее занятых 70 мл, 1 слоеного каждого профиля мин (13200 мл против 8400 мл, соответственно). Следовательно получается меньше средняя масса твердых частиц на слоеное под этот профиль рельефа же напряжения и аналогичные мощности (таблицы 1, 2). Результаты, как представляется, указывают, что присутствие никотина и корица вкус e жидкость может иметь негативное влияние на массы твердых частиц на слоеное. Однако разница между двух экспериментальных условиях не достичь уровня статистической значимости.

Результаты химического анализа e-cig аэрозоля, созданные с профилем последний топографии (55 мл слоеного объем, продолжительность 3-s слоеного и 30-х интервалов) приводятся в таблице 3 и на рисунке 7. В общей сложности 82 затяжек, e-cig аэрозоля, созданные до 3.2 V с э жидкости состоит из равного соотношения PG и ВГ, 36 мг/мл никотина, и корица вкус были взяты пробы на основе силикагеля фильтры, которые впоследствии использовались для химическая характеристика e-cig Эмиссия методом ГХ/МС. Этот образец был собран сразу после конденсатора. Анализ показал, что, помимо никотина и Коричный альдегид, что ожидалось, других соединений, таких как акролеина, катехол и бензотиазол были определены в e-cig аэрозоля. Эти химические вещества известны дыхательные раздражители и показать сложность состава аэрозолей, когда e жидкость нагревается и аэрозольных.

В дополнение к e-cig аэрозоля физико химических характеристик e-cig генератор и воздействие применяемой системы также подходит для животных воздействия. Как показано на рисунке 8, концентрации котинина сыворотки, основных метаболита никотина, может использоваться для мониторинга или подтверждения воздействия аэрозолей e-cig от никотина содержащих e жидкости у мышей. В настоящем примере мышей в e-cig аэрозоля отображается значительное увеличение их концентрации котинина сыворотки.

figure-results-1
Рисунок 1. E-cig генератор деконструкции вид. Изображение показывает различных элементов, составляющих e-cig генератор (блок e-cig, танк базового, распылитель, танк, танк рукав, адаптер трубки).

figure-results-2
Рисунок 2. E-cig генератор атомайзер. Изображение, где поставить e-cig жидкости в атомайзер.

figure-results-3
Рисунок 3. Общий вид E-cig. Изображение показывает генератор собран e-cig с расширением, включая конденсатора.

figure-results-4
Рисунок 4. E-cig генератор работает программное обеспечение. Изображение показывает выбор vaping профиля на программное обеспечение. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

figure-results-5
Рисунок 5. Представитель физических характеристик аэрозолей e-cig, производимый генератором третьего поколения e-cig в камере 5 L показывает (A) влияние мощность устройства e-cig (6-40 Вт) на условиях воздействия, которые могут быть сгенерированы и (B), e-cig аэрозолей состоит из тонкой и ультрадисперсных частиц. Номер распределения частиц по концентрации и размер измеряется с помощью сканирования Сайзер частиц мобильности. Параметры экспозиции: распылитель в сопротивление 0,5 Ω и напряжения, изменяясь от 1,8 до 4.8 V; vaping под профиль рельефа продолжительностью либо 3 s слоеного, объем 70 мл слоеного каждые 60 s или 3 s слоеного длительность, 55 мл слоеного объем каждые 30 сек; используя e жидкость состоит из PG и VG в соотношении 50/50. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

figure-results-6
Рисунок 6. Автоматизированный пыхтя профили могут быть созданы, скорректированы или изменены через программное обеспечение. Изображение показывает один шаг мастера создания профилей, используемый для ввода ключа vaping топографии факторов, включая объем слоеного, слоеного продолжительность, слоеного интервал и слоеного профиля. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

figure-results-7
Рисунок 7. Спектр ГХ/МС результаты для e-cig аэрозоля. Как описано в таблице 3, e-cig аэрозоля производился с помощью устройства e-cig с 0,5 Ω катушка атомайзера в 3.2 V vaping под профиль топографии слоеного объем 55 мл, 3 s слоеного продолжительности и 30 s интервалов с э жидкости, состоящий из равного соотношения PG и VG , 36 мг/мл вкус никотина и корицей. Образец 82 затяжек, e-cig аэрозоля была собрана сразу после конденсатора на основе силикагеля фильтр, который впоследствии был использован для химического анализа газовой хроматографии - масс-спектрометрии (ГХ/МС) методы. (A) всего спектра; (B) масштаб дюйма пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

figure-results-8
Рисунок 8. Схема системы e-cig экспозиции для животных исследования. Всего тела e-cig аэрозольные ингаляции система (A) подходит для животных воздействия, с котинина уровни в e-cig подвергаются самцов мышей BALB/C (B), которые сопоставимы с уровнями воздействия основных сигаретный дым. Воздуха Группа котинина уровнях 0,3-1,2 нг/мл. N = 6 для каждой группы, *p < 0,05. Мыши/крыса котинина ELISA. Параметры экспозиции: распылитель сопротивление и батареи напряжение на 1,5 Ω и 4.2 V, соответственно; vaping под профиль рельефа продолжительностью 3 s слоеного и 55 мл слоеного объем каждые 30 сек; используя e жидкость состоит из 36 мг/мл никотина, аромат корицы и равного соотношения PG/VG. Мышей были подвержены TPM концентрации 0.12 ± 0,09 мг/слоеные e-cig аэрозоля для 2 h/день в течение 28 дней, в то время как элементы подвергаются фильтрации воздуха. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

E-cig напряжение (V)E-cig мощность (Вт)Масса на слоеное (мг)ПалатаТемпература камеры (oC)
Относительная влажность воздуха (%)
1.86.3 ± 0,30,005 ± 0,00446.0 ± 3.323,7 ± 0,6
2.38.8 ± 0,10,009 ± 0,00527.8 ± 9.124.0 ± 0,6
2.5510.6 ± 0,20,021 ± 0,00853.2 ± 1,223.2 ± 0,2
2.812.4 ± 0,30.061 ± 0,07351,3 ± 1.124.2 ± 0,6
3.215.8 ± 0,60.065 ± 0.01356,6 ± 2.323.1 ± 0,2
3.723.3 ± 0,60.741 ± 0.41751.2 ± 5.523.6 ± 0,5
4.840.4 ± 1,30.823 ± 0,19825.4 ± 7,723,7 ± 0,5

Таблицы 1. E-cig параметры устройства протестированы и условий воздействия в камере воздействия 5 Л с атомайзера катушки 0,5 Ω. Профиль рельефа для экспозиции 2 h: 70 мл слоеного объем, 3 s слоеного продолжительность и интервалы 1 мин, используя только перевозчик растворителей e жидкость базы, т.е., равного соотношения PG и VG. Все напряжения были протестированы в трех экземплярах (n = 3). Данные выражаются как среднее ± стандартное отклонение (SD).

E-cig напряжение (V)E-cig мощность (Вт)E-жидкий никотин (мг/мл)Вкус E-жидкостьМасса на слоеное (мг)ПалатаТемпература камеры (oC)
Относительная влажность воздуха (%)
3.216.6 ± 0,20Нет0,273 ± 0,18447,4 ± 3,923.6 ± 0,2
3.215,9 ± 1,336Корица0,102 ± 0.07859.6 ± 3,122.7 ± 0,2

В таблице 2. E-cig параметры устройства протестированы и условий воздействия в камере воздействия 5 Л с атомайзера катушки 0,5 Ω. Профиль рельефа для экспозиции 2 h: объем слоеного 55 мл, 3 s слоеного продолжительность и 30 s интервалов, используя 1) только перевозчик растворителей e жидкость базы, т.е., равного соотношения PG и VG и 2) e жидкость база + никотина (36 мг/мл) и корица ароматизатор. В трех экземплярах были опробованы два е жидкостей (n = 3). Данные выражаются как означает ± SD.

Список соединений в e-cig аэрозоля
2-propenal (акролеина)
7-Pentatriacontene
10-Octadecenal
Бензотиазол
Катехол
Коричный альдегид
Ethoxy уксусная кислота
Никотин
Ванилин

В таблице 3. Неисчерпывающий список соединений нашли в аэрозоле e-cig. E-cig аэрозоля производился с помощью устройства e-cig с 0,5 Ω катушка атомайзера заход в 3.2 V vaping под профиль рельефа 30 s интервалов, 3 s слоеного продолжительность и объем слоеного 55 мл с э жидкости, состоящий из равного соотношения PG и VG , 36 мг/мл вкус никотина и корицей. Образец 82 затяжек, e-cig аэрозоля была собрана сразу после конденсатора на основе силикагеля фильтр, который впоследствии был использован для химического анализа газовой хроматографии - масс-спектрометрии (ГХ/МС) методы.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Основной вопрос без ответа является ли долгосрочного воздействия аэрозолей e-cig приводит легочной токсичностью. Кроме того общая безопасность e-cigs относительно здоровья человека по-прежнему вызывает споры. В августе 2016 FDA США расширил ее регулирующего органа на всех табачных изделий, включая e-cigs. E-CIG исследования, однако, является трудной и сложной из-за главным образом к 1) отсутствие стандартизированных оценок; 2) широкий спектр устройств (~ 2,800 различных моделей от 466 определенных марок) e-cig24; 3) более 7700 уникальный вкус e жидкость24; 4) различные возможные комбинации увлажнитель соотношений. Учитывая сложность поля, важно, чтобы принять вызов и генерировать звук научных доказательств, что тщательный соображения в экспериментальных условиях и воспроизводимый процессы работают. В настоящем исследовании основное внимание было уделено описание поколения e-cig аэрозоля технику, которая может позволить следователям получить уникальные наборы данных, относящиеся к реалистичного и всеобъемлющего e-cig аэрозоля эффект воздействия сознания. Это могут быть своевременно отношение к безопасности связанных с e-cig адрес или токсичности вопросы для создания правил на e-cig конструктивных особенностей, которые потенциально могут оказывать непосредственное воздействие на политику в области общественного здравоохранения.

В настоящей статье значимого воздействия среды были созданы с помощью компьютеризированной системы возможность интегрировать последнего поколения устройств, e-cig, а также позволяет для стандартных или пользовательских автоматизированных Пыхтящий профилей и множество действующих условия (например., Постоянная мощность источника, стандартные значения сопротивления, напряжения или температур). Эти автоматизированные Пыхтящий профили включают стандартные условия: 55 мл слоеного объем, 3 s слоеного продолжительность, 30 s слоеного интервал и площади слоеного профиля, от «обычной аналитической машины для e сигареты аэрозоля генерации и сбора – определений и стандартов условия «предоставляемые Coresta рекомендуется метод (CRM) N ° 8125 (Таблица 2). Так как система может генерировать различные автоматизированные Пыхтящий профили, также соответствует ISO 20768 (паров продукции – обычные аналитические vaping машина – определения и стандартных условиях)26 -Пыхтящий требования режима. Как ожидается, e-cig Пыхтящий режим стандартных условий контраст с теми из ISO 330827, который определяет стандартные условия для курения сигарет машин (объем слоеного 35 мл, 2 s слоеного продолжительность, 60 s слоеного интервал и Белл слоеного профиль). Эти различия между моделей курения сигарет и e-cig vaping моделей среди пользователей являются хорошо организованной28. В настоящем исследовании, примеры и данные показывают, что аэрозолей, образующихся из этой системы и устройства третьего поколения e-cig с регулируемым напряжением производят высокие концентрации TPM достигнув до 0,27 и 0,82 мг на 55 и 70 мл слоеного, соответственно. E-cig аэрозолей на эти концентрации были собраны сразу после экспозиции камеры (Таблица 1-2, рис. 5). Результаты также показывают, что есть больше чем 160-fold разница в массы твердых частиц на слоеное производится с напряжение колеблется от 1,8 до 4.8 V (Таблица 1). Этот диапазон напряжения является характеристикой параметры работы e-cig устройств на рынке США, которые позволяют для приложения напряжения от 2,9 до 5,2 V29. Результаты также согласуются с ранее опубликованных данных18,21 , где высокий уровень TPM, собранных на выходе генератора e-cig поступили аналогичные топографии профилей (1,4 до 5,8 мг/слоеные). Важнейшие шаги в рамках Протокола включают в себя добавление нескольких капель э-жидкости до атомайзера до начала каждой сессии воздействия для обеспечения) что производится не сухой ожогов; b) e жидкость доступен в цистерне в течение всей продолжительности воздействия; и убедитесь, что e-cig аэрозоля генерируется, как ожидалось, регулярные замеры на устройство измерения в реальном времени концентрации. Хорошо известно, что e-cig пользователи пытаются избежать сухих затяжек, которые происходят в условиях сухого сжечь. Это условие vaping имеет отношение к формированию высоких уровней альдегидов, включая формальдегид, известный канцероген и дыхательных токсиканта в13,30. Таким образом допуская это состояние во время воздействия имеет решающее значение. Наконец с точки зрения воздействия никотина, мышей подвергается e-cig аэрозолей из 36 мг/мл никотина содержащих e жидкость для 2 ч в день за 28 дней (уровни 0,12 мг/слоеные) представил концентрации котинина в сыворотке 91 нг/мл (рис. 8); уровень аналогичен сигарет курильщиков (> 100 нг/мл)31,32,33, которая даже ниже, чем у обычных e-cig пользователи (средний слюны котинина 252 нг/мл)34. В исследовании топографии vaping было сообщено, что 235 было максимальное количество затяжек в день, принятые e-cig пользователи35,36. Это очень похоже на нашей экспозиции профиль производства 1 слоеного каждые 30 сек для 2-х в день (в общей сложности 240 слойки). Таким образом этот профиль рельефа vaping модели, e-cig пользователи ежедневно слоеного потребления и поведение.

За последнее десятилетие e-cig устройства эволюционировали от первого поколения, сигарет как, одноразового использования, маломощных устройств, второе поколение съемных и многоразового танк стиль устройств и теперь устройства третьего поколения танк стиль с настраиваемым есть24 для сопротивление катушки 1 распылитель: элемент отвечает за Отопление e жидкость и 2 Регулятор мощности, которая) может работать на различных напряжений, b) влияет на температуру нагревательного элемента и c) определяет ли или не Температура кипения раствора достиг24,37. Во время использования e-cig e жидкость обычно нагревается на 200 ° C или более38, и это в форме аэрозоля, ее компоненты взаимодействуют с биологической матрицы. Таким образом характеристика e-cig аэрозолей чрезвычайно важна. E-жидкости растворителей отличаются неустойчивостью таким образом, что решения состоит в основном из PG (70%), которые являются менее вязкой и испаряются в нижней температуры37, создавать аэрозолей с относительно более мелкие частицы, которые увеличивают пользователей «горло хит» 20. С другой стороны, на основе VG е жидкостей aerosolize выше температуры37 и создавать аэрозолей с относительно более крупные частицы, которые, от пользователей, увеличивает флейвор и количество пара5, 17,39. Таким образом ранее было установлено, что соотношение PG/VG e-жидкости влияет на распределение по размерам частиц, присутствующих в e-cig аэрозоля19,20. Как показано на рисунке 5, используя e жидкость состоит из равного соотношения PG/VG, e-cig аэрозолей с средний диаметр ~ 100 Нм были получены. Эти результаты являются в том же диапазоне, как сообщает Baassiri, и др. 20. Это свидетельствует о том, что в дополнение к основанию e жидкость, параметры экспозиции, включая e-cig действующих параметров (сопротивление, напряжения и мощности) и пыхтя профиля, могут влиять на физические характеристики аэрозолей, производства. Кроме того никотина и вкусовые добавки химических веществ, добавленных к основанию e жидкость также может потенциально повлиять на физико-химических свойств аэрозолей e-cig. Ранее было показано, что e жидкость, которая менее вязкой производит аэрозоль состоит из тонких частиц, что приводит к менее плотной паров, уступая ниже концентрация TPM17. Используя такое же соотношение PG/VG для обоих е жидкостей испытания, e жидкость содержащая 36 мг/мл никотина и корица ароматизатор химических, подразумевая, что это более разбавленного чем только основанию e жидкость (PG/VG + никотина + Корица вкус по сравнению с PG/VG только), появился менее вязкая, чем e жидкость состоит исключительно из PG и VG. Очевидно, разница в вязкости между двумя e жидкости может объяснить различия в массы слоеного, полученные при равных e-cig vaping параметры (Таблица 2). Однако Нижняя TPM может не коррелируют с менее вредных аэрозолей, так как распределение частиц по размерам и химических характеристик аэрозолей необходимо также учитывать. Действительно термической деструкции VG и химического взаимодействия компонентов e жидкость производят выбросы вредных альдегидов, в том числе формальдегида и ацетальдегид, известный быть мощным угроз для здоровья человека15,17 ,40. Как указано в таблице 3, химический анализ, e-cig аэрозоля, здесь производится показал, что он также содержит акролеина, monochlorophenol и катехол бензотиазол. Известны все дыхательные раздражители, в то время как катехол дополнительно классифицируется как возможно канцерогенное для человека (группа 2B) по данным Международного агентства по исследованию рака (МАИР)41,42,43 . Это добавляет эффекты, связанные с химии вкусового вещества включены в e жидкость. К примеру Коричный альдегид и Диацетил, два вкус и извлечь ассоциации производителей высокоприоритетных ароматизатор химических веществ для дыхания опасности, при вдыхании работниками, показали нарушить функцию легких и вызвать необратимые легких повреждений ( облитерирующий бронхиолит, а именно «попкорн легких»)44. Коричный альдегид было показано, быть высоко цитотоксических в vitro45,46,47 и очень популярен в e жидкости48. В текущем исследовании присутствие оксима было определено в e-cig аэрозоля от Корица приправленный e жидкость (Таблица 3 и рис. 7). В целом это свидетельствует о необходимости анализа e-cig аэрозолей, физических и химических характеристик.

Как упоминалось выше, метод воздействия описанных здесь может быть весьма разносторонни. Это может позволить для изменения режима Пыхтящий (через программное обеспечение), особенностей эксплуатации устройства e-cig или даже тип экспозиции камеры (только для носа и всего тела) (через аппаратное обеспечение). Это обеспечивает следователь с гибкостью адаптировать или изменить экспериментальных условиях потребности каждого исследовательского проекта. Устранение неполадок Этот метод включает в себя обеспечение того, что связь между e-cig конденсатора, трубы, насосы и палат надлежащим образом защищены, и что все камеры правильно загерметизированы (для более подробной информации обратитесь к руководству пользователя). Как отметил и испытаны в этом исследовании, целый ряд факторов может влиять e-cig аэрозоля производства и состава22. Эти факторы связаны с соотношения и составляющих разработки e жидкость, которая воздействие химического компонента аэрозолей, а также выбранных e-cig характеристиками устройства и операции настройки, которые влияют на условия Отопление используется для aerosolize e жидкость и таким образом состав, а также физический компонент аэрозоля. E-жидкости состоят из гра пищевых добавок, однако, их безопасность, после Отопление и аэрозолизации установлено не было. Самое главное e-cig пользователи вдыхать эти аэрозоли и контролировать Пыхтящий профиль, а также выбор e жидкость и параметры (сопротивление и напряжения) работы их устройств e-cig. Они являются ключевыми факторами, которые могут существенно повлиять на выбросы аэрозолей e-cig и должны поэтому тщательно контролируется и сообщил в экспериментальных исследованиях.

Как наиболее экспериментальные методы метод воздействия нынешнего e-cig имеет преимущества и ограничения. В то время как универсальный и хорошо подходит для токсикологических исследований, он также известен что мышей нос дренажные и что облучения всего тела может также предусматривать дермы и устные поглощения помимо ингаляционного воздействия маршрут. Преимущества и недостатки использования всего тела и нос только ингаляционного воздействия были описаны подробно в другом месте5049,. В то время как только нос воздействия более тесно имитировать вдохновение/истечения шаблонов, определяющих переноса и осаждения частиц в дыхательных путях, этот режим экспозиции более напряженным для животных и не является адекватным для долгосрочного ингаляции исследования с использованием большого числа животных49. Кроме того исследования, которые сравнивали всего тела и нос только воздействия на грызунов, предоставляемые ингаляции же токсикант на тех же условиях воздействия (TiO2 наночастиц, сигаретный дым) нашли не статистическая разница между теми, кто два режима воздействия осаждения частиц легких и легких ответов50,51. Поскольку последствия, вызванные хронического воздействия аэрозолей e-cig основном недокументированный и под расследование, e-cig воздействия системы, описанной в этой рукописи полезен для преодоление этого разрыва в знаниях. Кроме того машина vaping устройства третьего поколения, используемые в данном исследовании ориентирован в горизонтальной конфигурации. Существует возможность, что ориентации устройства может иметь влияние на производстве аэрозолей; Однако в меру наших знаний, для устройств третьего поколения e-cig, ориентации переменная не проверены ранее. Горизонтальная ориентация является предпочтительной позиции для начинающих пользователей e-cig. Это способствует более влагу и минимизирует риски утечки e жидкость. Таким образом горизонтальной ориентации представитель vaping поведения населения, e-cig пользователей и был использован в других исследовательских группы21. Важно также отметить, что власти, отображается на устройстве e-cig может немного отличаться от фактического питания устройства22,52, и что поэтому она также может быть целесообразным для измерения значений мощности питания внешне или используйте проводные питания для стабильных поставок энергии.

Есть существенные исследования и разрыв в знаниях для биомаркеров токсичности, связанных с долгосрочным воздействием аэрозолей, e-cig. Эта система воздействия представляет собой шаг вперед в этой области, позволяя следователям для определения последствий долгосрочного воздействия ингаляции животных жидкость аэрозольных e-cig. Другие существующие методы воздействия e-cig также имеют возможность для изучения воздействия пыхтя режим управления и настройки устройств e-cig токсикологических19,20,22,53 . Эти воздействия системы будет способствовать созданию научных доказательств для будущих правил о новой альтернативной табачной продукции. В конечном счете, хорошо провели и подходящих токсикологические исследования помогут лучше информировать директивные органы, медики и 9 миллионов американцев, которые являются e-cig пользователи4. Самое главное следует избегать воздействия систем, которые не воспроизводить vaping реальных сценариев. E-жидкости обычно нагревается на 200 ° C или более температура38 в устройство e-cig, поэтому сценарии, где e жидкость просто распыляются, или нагревается до 37 ° C и затем распылению8, должен рассматриваться как представитель e-cig пользователи потребление. В настоящее время e-cig потребителей может достигать потенциально вредных e-cig составные уровни аэрозоля с помощью конструктивных особенностей устройства третьего поколения e-cig, которые позволяют для регулировки отличительные Отопление условий через изменения в Атомайзер катушки сопротивление и напряжения батареи. Таким образом более экспириментально исследования необходимы для определения здоровья эффекты связанные с хронического ингаляционного воздействия аэрозолей e-cig. Это начинается с создания воспроизводимых и стандартизированных e-cig воздействия систем25,26. Таким образом имея разносторонний e-cig воздействия системы, которая позволяет для широкого спектра сценариев воздействия, включая автоматические представитель vaping топографии профили, является активом для проведения экспериментальных исследований.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

JM и AR работают в научных дыхательных SCIREQ оборудование Inc, коммерческой организацией, участвует в темах, связанных с содержанием этой статьи. SCIREQ Inc. — Компания ЕМКА технологий.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Этот проект получил поддержку от губернатора Луизианы биотехнологии инициатива GBI-бор #013 Грант (AP), а также Университет штата Луизиана, школа ветеринарной медицины факультета начальных средств ().

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Комплексное решение inExpose - для доставки аэрозоля электронной сигареты в камеру всего тела объемом 5 л, включая eVic-VTC Mini (устройство для электронных сигарет, Joyetech)SCIREQ Scientific Respiratory Equipment Inc.
Программное обеспечение flexiWare  SCIREQ Scientific Respiratory Equipment Inc.Компьютер FW8
DellCore 2 Duo
Tygon TygonR-3603 
MicroDust ProCassella176000A
Персональный насос для отбора пробSensidyneGilian BDX II
Фильтр из стекловолокнаMilliporeAP4002500
Кассета для отбора пробСделано в доме
РасходомерTSI Inc.4100
Жидкость для электронных сигарет (жидкость для электронных сигарет)Местный вейп-шоп
Сканирование мобильного устройства для измерения частицTSI Inc.3080
Микровесы Сарториус MC5 Micro Balance 
Серия

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Baeza-Loya, S., et al. Perceptions about e-cigarette safety may lead to e-smoking during pregnancy. Bulletin of the Menninger Clinic. 78 (3), 243-252 (2014).
  2. Kahr, M. K., et al. A qualitative assessment of the perceived risks of electronic cigarette and hookah use in pregnancy. BMC Public Health. 15, 1273(2015).
  3. Mark, K. S., Farquhar, B., Chisolm, M. S., Coleman-Cowger, V. H., Terplan, M. Knowledge, Attitudes, and Practice of Electronic Cigarette Use Among Pregnant Women. Journal of Addiction Medicine. 9 (4), 266-272 (2015).
  4. Centers for Disease Control and Prevention. E-cigarette use triples among middle and high school students in just one year. , Available from: http://www.cdc.gov/media/releases/2015/p0416-e-cigarette-use.html (2015).
  5. Larcombe, A. N., Janka, M. A., Mullins, B. J., Berry, L. J., Bredin, A., Franklin, P. J. The effects of electronic cigarette aerosol exposure on inflammation and lung function in mice. American Journal of Physiology Lung Cell Molecular Physiology. 313 (1), L67-L79 (2017).
  6. Neilson, L., Mankus, C., Thorne, D., Jackson, G., DeBay, J., Meredith, C. Development of an in vitro cytotoxicity model for aerosol exposure using 3D reconstructed human airway tissue; application for assessment of e-cigarette aerosol. Toxicology In Vitro. 29 (7), 1952-1962 (2015).
  7. Leigh, N. J., Lawton, R. I., Hershberger, P. A., Goniewicz, M. L. Flavourings significantly affect inhalation toxicity of aerosol generated from electronic nicotine delivery systems (ENDS). Tobacco Control. 25 (Suppl 2), ii81-ii87 (2016).
  8. Garcia-Arcos, I., et al. Chronic electronic cigarette exposure in mice induces features of COPD in a nicotine-dependent manner. Thorax. 71 (12), 1119-1129 (2016).
  9. Vardavas, C. I., Anagnostopoulos, N., Kougias, M., Evangelopoulou, V., Connolly, G. N., Behrakis, P. K. Short-term pulmonary effects of using an electronic cigarette: impact on respiratory flow resistance, impedance, and exhaled nitric oxide. Chest. 141 (6), 1400-1406 (2012).
  10. Pichelstorfer, L., Hofmann, W., Winkler-Heil, R., Yurteri, C. U., McAughey, J. Simulation of aerosol dynamics and deposition of combustible and electronic cigarette aerosols in the human respiratory tract. Journal of Aerosol Science. 99, 125-132 (2016).
  11. Sosnowski, T. R., Kramek-Romanowska, K. Predicted deposition of e-cigarette aerosol in the human lungs. Journal of Aerosol Medicine and Pulmonary Drug Delivery. 29 (3), 299-309 (2016).
  12. Kosmider, L., et al. Carbonyl compounds in electronic cigarette vapors: effects of nicotine solvent and battery output voltage. Nicotine & Tobacco Research. 16 (10), 1319-1326 (2014).
  13. Farsalinos, K. E., Voudris, V., Poulas, K. E-cigarettes generate high levels of aldehydes only in 'dry puff' conditions. Addiction. 110 (8), 1352-1356 (2015).
  14. Geiss, O., Bianchi, I., Barahona, F., Barrero-Moreno, J. Characterization of mainstream and passive vapours emmited by selected electronic cigarettes. International Journal of Hygiene and Environmental Health. 218 (1), 169-180 (2015).
  15. Geiss, O., Bianchi, I., Barrero-Moreno, J. Correlation of volatile carbonyl yields emitted by e-cigarettes with the temperature of the heating coil and the perceived sensorial quality of the generated vapours. International Journal of Hygiene and Environmental Health. 219 (3), 268-277 (2016).
  16. Flora, J. W., et al. Method for the Determination of Carbonyl Compounds in E-Cigarette Aerosols. Journal of Chromatographic Science. 55 (2), 142-148 (2017).
  17. Sleiman, M., et al. Emissions from Electronic Cigarettes: Key Parameters Affecting the Release of Harmful Chemicals. Environmental Science & Technology. 50 (17), 9644-9651 (2016).
  18. Ingebrethsen, B. J., Cole, S. K., Alderman, S. L. Electronic cigarette aerosol particle size distribution measurements. Inhalation Toxicology. 24 (14), 976-984 (2012).
  19. Pouchez, J., et al. Impact of power level and refill liquid composition on the aerosol output and particle size distribution generated by a new-generation e-cigarette device. Aerosol Science & Technology. 52 (4), 359-369 (2018).
  20. Baassiri, M., et al. Clouds and "throat hit": effects of liquid composition on nicotine emissions and physical characteristics of electronic cigarette aerosols. Aerosol Science & Technology. 51 (11), 1231-1239 (2017).
  21. Gillman, I. G., Kistler, K. A., Stewart, E. W., Paolantonio, A. R. Effect of variable power levels on the yield of total aerosol mass and formation of aldehydes in e-cigarette aerosols. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 75, 58-65 (2016).
  22. Soulet, S., Pairaud, C., Lalo, H. A novel vaping machine dedicated to fully controlling the generation of e-cigarette emissions. International Journal of Environmental Research and Public Health. 14 (10), 1225(2017).
  23. SKC. Air sampling basic. Step by step guide. An introduction to air sampling. , SKC Limited. Available from: http://www.skcltd.com/images/pdfs/224-G1_Issue_E_Basic_Step_By_Step_Guide.pdf (2018).
  24. Zhu, S. H., et al. Four hundred and sixty brands of e-cigarettes and counting: implications for product regulation. Tobacco Control. 23 (Suppl 3), iii3-iii9 (2014).
  25. Centre de Cooperation pour les Recherches Scientifiques Relative au Tabac (CORESTA). CORESTA Recommended Method No81. Routine analytical machine for e-cigarette aerosol generation and collection - definitions and standard conditions. , Available from: https://www.coresta.org/sites/default/files/technical_documents/main/CRM_81.pdf (2015).
  26. International Organization for Standardization (ISO). ISO/FDIS 20768. Vapour products - Routine analytical vaping machine - Definitions and standard conditions. , Available from: https://www.iso.org/standard/69019.html (2018).
  27. International Organization for Standardization (ISO). ISO 3308:2000(E). Routine analytical cigarette-smoking machine - Definitions and standard conditions. , Available from: https://www.iso.org/standard/28325.html (2018).
  28. St-Helen, G., Ross, K. C., Dempsey, D. A., Havel, C. M., Jacob, P., Benowitz, N. L. Nicotine delivery and vaping behavior during ad libitum e-cigarette access. Tobacco Regulatory Science. 2 (4), 363-376 (2016).
  29. Talih, S., et al. Effects of user puff topography, device voltage, and liquid nicotine concentration on electronic cigarette nicotine yield: measurements and model predictions. Nicotine & Tobacco Research. 17 (2), 150-157 (2015).
  30. Korzun, T., et al. E-cigarette airflow rate modulates toxicant profiles and can lead to concerning levels of solvent consumption. ACS Omega. 3 (1), 30-36 (2018).
  31. Benowitz, N. L., Bernert, J. T., Caraballo, R. S., Holiday, D. b, Wang, J. Optimal serum cotinine levels for distinguishing cigarette smokers and nonsmokers within different racial/ethnic groups in the Unites States between 1999 and 2004. American Journal of Epidemiology. 169 (2), 236-248 (2009).
  32. Sussan, T. E., et al. Exposure to electronic cigarettes impairs pulmonary anti-bacterial and anti-viral defenses in a mouse model. PLoS One. 10 (2), e0116861(2015).
  33. Flouris, A. D., et al. Acute impact of active and passive electronic cigarette smoking on serum cotinine and lung function. Inhalation Toxicology. 25 (2), 91-101 (2013).
  34. Etter, J. F. A longitudinal study of cotinine in long-term daily users of e-cigarettes. Drug and Alcohol Dependence. 160, 218-221 (2016).
  35. Dawkins, L., Turner, J., Roberts, A., Soar, K. 'Vaping' profiles and preferences: an online survey of electronic cigarette users. Addiction. 108 (6), 1115-1125 (2013).
  36. Logue, J. M., et al. Emissions from Electronic Cigarettes: Assessing Vapers' Intake of Toxic Compounds, Secondhand Exposures, and the Associated Health Impacts. Environmental Science & Technology. 51 (16), 9271-9279 (2017).
  37. Talih, S., et al. Transport phenomena governing nicotine emissions from electronic cigarettes: model formulation and experimental investigation. Aerosol Science & Technology. 51 (1), 1-11 (2017).
  38. Canistro, D., et al. E-cigarettes induce toxicological effects that can raise the cancer risk. Scientific Report. 7, 2028(2017).
  39. Chen, Z., Zeng, D. D. Mining online e-liquid reviews for opinion polarities about e-liquid features. BMC Public Health. 17, 633(2017).
  40. Dinakar, C., O'Connor, G. T. The health effects of electronic cigarettes. New England Journal of Medicine. 375 (14), 1372-1381 (2016).
  41. Schweigert, N., Zehnder, A. J. B., Eggen, R. I. L. Chemical properties of catechols and their molecular modes of toxic action in cells, from microorganisms to mammals. Environmental Microbiology. 3 (2), 81-91 (2001).
  42. Ginsberg, G., Toal, B., Kurland, T. Benzothiazole toxicity assessment in support of synthetic turf field human health risk assessment. Journal of Toxicology and Environmental Health Part A. 74 (17), 1175-1183 (2011).
  43. Moghe, A., et al. Molecular mechanisms of axrolein toxicity: relevance to human disease. Toxicological Sciences. 143 (2), 242-255 (2015).
  44. Kreiss, K., Gomaa, A., Kullman, G., Fedan, K., Simoes, E. J., Enright, P. L. Clinical bronchiolitis obliterans in workers at a microwave-popcorn plant. New England Journal of Medicine. 347 (5), 330-338 (2002).
  45. Bahl, V., Lin, S., Xu, N., Davis, B., Wang, Y. H., Talbot, P. Comparison of electronic cigarette refill fluid cytotoxicity using embryonic and adult models. Reproductive Toxicology. 34 (4), 529-537 (2012).
  46. Gerloff, J., et al. Inflammatory Response and Barrier Dysfunction by Different e-Cigarette Flavoring Chemicals Identified by Gas Chromatography-Mass Spectrometry in e-Liquids and e-Vapors on Human Lung Epithelial Cells and Fibroblasts. Applied In Vitro Toxicology. 3 (1), 28-40 (2017).
  47. Clapp, P. W., et al. Flavored e-cigarette liquids and cinnamaldehyde impair respiratory innate immune cell function. American Journal of Physiology Lung Cell Molecular Physiology. 313 (2), L278-L292 (2017).
  48. Behar, R. Z., et al. Distribution, quantification and toxicity of cinnamaldehyde in electronic cigarette refill fluids and aerosols. Tobacco Control. 25, ii94-ii102 (2016).
  49. Pauluhn, J. Overview of inhalation exposure techniques: strengths and weaknesses. Experimental and Toxicologic Pathology. 57 (Suppl 1), 111-128 (2005).
  50. Oyabu, T., et al. Comparison between whole-body inhalation and nose-only inhalation on the deposition and health effects of nanoparticles. Environmental Health and Preventive. 21 (1), 42-48 (2016).
  51. Bond, J. A., Chen, B. T., Griffith, W. C., Mauderly, J. L. Inhaled cigarette smoke induces the formation of DNA adducts in lungs of rats. Toxicology and Applied Pharmacology. 99 (1), 161-172 (1989).
  52. Rudy, A. K., Leventhal, A. M., Goldenson, N. I., Eissenberg, T. Assessing electronic cigarette effects and regulatory impact: challenges with user self-reported device power. Drug and Alcohol Dependence. 179, 337-340 (2017).
  53. Lee, H. W., et al. E-cigarette smoke damages DNA and reduces repair activity in mouse lung, heart, and bladder as well as in human lung and bladder cells. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). , 201718185(2018).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Electronic Cigarette AerosolVaping DeviceAerosol GenerationToxicological StudiesParticle Size DistributionMass ConcentrationChemical CompositionCotinine LevelsAutomated Vaping TopographyExposure Chamber

Related Articles