24 Mayıs 2017
Bu protokol, kemirgenleri elektronik sigara buharı (E-buhar) ve sigara dumanına maruz bırakmaya yönelik bir yöntemi açıklamaktadır. Maruz kalma odaları, anestezi odalarını, kemirgenlere E-buhar veya sigara dumanı veren otomatik bir pompalama sistemi ile modifiye ederek yapılır. Bu sistem birçok deneysel son noktayı barındıracak şekilde kolaylıkla değiştirilebilir.
Bu videonun genel amacı, ilgili sağlık sorunlarını incelemek amacıyla kemirgenlere e-sigara buharı ve tütün dumanı ileten, kolayca ayarlanabilen e-sigara ve sigara dumanı odalarının kurulumu ve çalıştırılmasına yönelik bir yöntem sunmaktır. Bu odalar, özellikle pulmoner ve kardiyovasküler hastalıklar alanlarında, e-sigara buharının ve tütün dumanının sağlık üzerindeki zararlı etkilerini belirlememize olanak tanıyan deneyler gerçekleştirmemize yardımcı olur. Kolayca inşa edilebilen bu odalar düşük maliyetlidir ve insan sigara içme alışkanlıklarını simüle etmek için çeşitli inhalasyon veya ekshalasyon sürelerine göre kolayca özelleştirilebilir.
Bu kamaraları kullanarak, akciğer kanseri, KOAH, alerjiler ve astım gibi hastalıklarda nikotinin rolünü incelemek amacıyla kemirgenleri nikotin içeren veya içermeyen e-sigara buharına maruz bırakabiliriz. Tütün dumanı kamarası, abdominal aort anevrizması gibi kemirgenlerde sigara dumanı ile indüklenen hastalık modelleri oluşturmamıza yardımcı olacaktır. Bu durum, bu hastalığı başlatan biyokimyasal değişiklikleri anlamamızı sağlayacaktır.
Bu odalar, e-sigara kullanımının geleneksel tütün dumanından daha güvenli olup olmadığını belirlemeye yardımcı olacaktır. Ardından, çeyrek inç iç çaplı silikon tüpten iki adet 15 santimetrelik parça kesin ve uçlarını bir T-konnektörün her iki yanına takın. T-konnektör oda içerisinde kalacak şekilde, her iki tüpü de oda kapağının ön kısmındaki önceden hazırlanmış deliklerden geçirin.
Ardından, tüpleri kapağa sabitlemek için bant kullanın. Daha sonra, silikon tüplerin boşta kalan uçlarını iki mikro hava pompasının çıkış uçlarına bağlayın ve pompaları hazne kapağına monte etmek için çift taraflı yapışkan bant kullanın. Dört santimetre uzunluğunda bir silikon tüp parçası kesin ve bunun bir ucunu hava pompalarından birinin giriş tarafına bağlayın.
Burası, hazne kullanımı sırasında e-sigaranın yerleştirileceği kısımdır. Tüp çapının, e-sigaranın ucuna sıkıca oturmasını sağladığından emin olun. Ardından, yeni bir silikon tüpün bir ucunu diğer hava pompasının giriş tarafına takın.
Bu pompa, oda havasını hazneye verecektir. Bu nedenle, tüpün ucu çeker ocak dışına yerleştirilmelidir. Tüpün uzunluğu kritik değildir, ancak hava akış direncini sınırlamak için mümkün olduğunca kısa tutulmalıdır.
Hazne içerisinde, oksijen ve karbonmonoksit gaz monitörlerini tutacak iki küçük kancayı sabitlemek için çift taraflı yapışkan bant kullanın. Tütün sigara dumanı haznesini oluşturmak için, e-sigara haznesine benzer ancak bazı modifikasyonlar içeren bir hazne hazırlayarak başlayın. İlk olarak, beraberindeki metin protokolünde açıklandığı şekilde bir sigara yakma düzeneği kurun.
Yeni bir silikon tüpün bir ucunu sigara yakma cihazına, diğer ucunu ise hava pompasının giriş kısmına bağlayın. Ardından, kullanım sırasında sigara yakma cihazını çeker ocak içerisine ancak hazne dışına yerleştirin. Son olarak, yeni bir silikon tüpün bir ucunu diğer hava pompasına bağlayın.
Bu pompa oda havasını hazneye vereceği için, tüpün ucunu çeker ocak dışına yerleştirin. Ardından, haznenin ön duvarına beş milimetre genişliğinde birkaç dikey yarık açın ve bir bilgisayar fanını, bu açıklığı kapatacak şekilde dış kısma monte edin. Fanın ön yüzünün hazneye baktığından ve fanın açıklıktan hazneye hava üflediğinden emin olun.
Fanı ve hava pompalarını burada gösterileninkine benzer bir mikro denetleyici kullanarak kontrol edin. Mikro denetleyiciyi, beraberindeki metin protokolündeki ayrıntılı talimatları izleyerek monte edin ve mümkünse çeker ocak dışında konumlandırın. 450 ile 520 gram ağırlığında yetişkin sıçanlar kullanın ve bunları maruz kalacakları maruziyet türüne göre gruplandırın.
Serumun izole edilmesi için kuyruk veninden 500 µL kan toplayın ve dört °C'de 30 dakika boyunca 20.000 ×g'de santrifüjleyin. Bu işlem boyunca örneklerin buz üzerinde soğutulduğundan emin olun. Üretici protokolünü takip ederek, her bir hayvandaki bazal serum kotinin konsantrasyonunu ölçmek için bir Kotinin ELISA Kiti kullanın.
Elektronik sigara haznesinin günlük işletimi için, önce haznenin içini %70 etanol ile, ardından deiyonize su ile temizleyerek başlayın. Hazne tamamen kuruyana kadar havada kurumaya bırakın; bu işlem yaklaşık 30 dakika sürmelidir. Ayrıca, temizleme işleminden sonra haznenin tabanına temiz bir emici ped yerleştirilmelidir.
Ardından, gaz monitörlerini kalibre edin ve tüm monitör düzeneğini oda içindeki duvara monte edin. Temizlik ve kalibrasyon işlemleri tamamlandıktan sonra, bir grup sıçanı odanın içine yerleştirin. Elektronik sigaranın tamamen şarj olduğundan emin olun ve ardından elektronik sigarayı giriş tüpüne yerleştirin.
90 dakikalık maruziyet süresi boyunca pil ve e-sıvı seviyelerini izleyin. Hazır olduğunuzda, hava pompalarını açın ve zamanlayıcıyı başlatın. Maruziyet sırasında, oksijen seviyelerinin %20'nin altına düşmediğinden ve karbonmonoksit seviyesinin sıfır ppm olduğundan emin olmak için gaz monitörlerini gözlemleyin.
Pozlama süresi 90 dakikaya ulaştığında, e-sigarayı çıkarın ve kalan buharı tahliye etmek için gaz pompalarını çalıştırmaya devam edin. Buhar temizlendiğinde, sıçanları çıkarın ve hazneyi temizleyin. Deneysel protokolün sonunda, pozlamadan yaklaşık bir saat sonra her bir sıçanın kuyruk veninden 500 µL kan toplayın ve her hayvandaki kotinin seviyelerini ölçün.
Tütün sigarası maruziyetine başlamadan önce, hazneyi daha önce olduğu gibi temizleyin, monitörleri yeniden kalibre edin ve uygun hayvanları, her seferinde en fazla üç adet olacak şekilde hazneye yerleştirin. Sigara yakma cihazına bir sigara yerleştirin ve sigaranın ucunun ısıtıcı elemente dayandığından emin olun. Ardından, sigara izmariti tütmeye başlayana kadar sigara yakma cihazını çalıştırın.
Sigara yakıldıktan sonra pompalama sistemini çalıştırın, zamanlayıcıyı başlatın ve sigaranın tamamen yanmasını gözlemleyin. Ardından, yanmış sigarayı bir penset yardımıyla sigara yakma cihazından dikkatlice çıkarın. Karbonmonoksit ve oksijen seviyelerini izleyin.
Karbonmonoksit seviyelerinin 1.000 ppm'in üzerine çıkmadığından ve oksijen seviyelerinin %20'nin altına düşmediğinden emin olun. Gerektiğinde bilgisayar fanını ayarlayın; zira doğru zamanlama ve çalışma süresi, karbonmonoksit birikimini önlemek için kritiktir. Dört dakika sonra pompalama sistemini kapatın ve işlemi toplam 90 dakikalık tütün dumanı maruziyeti boyunca tekrarlayın. Maruziyet tamamlandığında, kalıntı dumanı tahliye etmek için pompalama sistemini açık bırakmaya devam edin.
Karbonmonoksit seviyesi 100 ppm'in altına düştüğünde, sıçanları çıkarın ve hazneyi temizleyin. Maruziyetten yaklaşık bir saat sonra sıçanların kuyruk veninden 500 µL kan toplayın ve her hayvandaki kotinin seviyelerini ölçün. 1R6F sigaralarından duman verilirken haznedeki karbonmonoksit konsantrasyonu her 30 saniyede bir kaydedilmiştir.
Burada gösterilen sonuçlar, art arda gerçekleştirilen üç adet dört dakikalık döngünün ortalamalarıdır. Test sırasında karbonmonoksit konsantrasyonları 1.000 ppm değerini aşmamıştır. Buna karşılık, elektronik sigara maruziyet sisteminde, karbonmonoksit konsantrasyonları maruziyet boyunca tespit edilemez düzeyde kalmıştır.
Nikotinin ana metaboliti olan kotininin, hayvanların serumunda hem maruziyet öncesinde hem de maruziyetten bir saat sonra ölçüldüğü burada gösterilmiştir. Bu çalışma, benzer maruziyet öncesi değerler olduğunu ve e-sigara buharı ile sigara dumanına maruz kalan hayvanların serum kotinin seviyelerinin klinik olarak ilgili bir aralıkta olduğunu göstermektedir. Bu kamaralar, kemirgenlere tutarlı ve klinik olarak ilgili e-buhar ve sigara dumanı verilmesine yardımcı olacak ve e-sigaraların ve sigara dumanının olumsuz sağlık etkilerinin belirlenmesine yönelik araştırma çalışmalarına katkı sağlayacaktır.
Bu teknik uzmanlaşıldığında, uygun şekilde uygulandığı takdirde yaklaşık iki saat içinde tamamlanabilir. Bu odacıkların en büyük avantajlarından biri, herhangi bir marka e-sigara veya e-sigara sıvısının kullanımına olanak tanıyan çok yönlülüğüdür. Farklı aromalı nikotinsiz e-buharların herhangi bir olumsuz sağlık sorununa yol açıp açmadığını incelemek için bu odacıkları kullanabiliriz.
E-sigara buharı ve dumanla indüklenen kemirgen hastalık modelleri, bu hastalıklar için daha iyi terapötik ajanlar geliştirmemize yardımcı olacaktır. Sigara yakma cihazının kullanımının, son derece tehlikeli olabilen bir ısıtma elementi içerdiğini unutmayın. Laboratuvar alanının uygun güvenlik gereksinimlerine sahip olduğundan emin olmak için yangın sorumlunuza danışmalısınız.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Bu makale, kemirgenler için elektronik sigara (e-buhar) ve sigara dumanı maruziyet odalarının kurulumu ve işletilmesine yönelik ayrıntılı bir yöntem sunmaktadır. Sistem, hem e-buhara hem de tütün dumanına kontrollü ve klinik olarak anlamlı maruziyet sağlanmasına olanak tanıyarak, özellikle pulmoner ve kardiyovasküler araştırmalarda bu iki faktörün sağlık üzerindeki etkilerinin doğrudan karşılaştırılmasını kolaylaştırmaktadır.
Kemirgenlerde elektronik sigara buharı ve sigara dumanı maruziyetlerinin doğrudan ve kontrollü karşılaştırılması, preklinik toksikoloji ve solunum araştırmalarındaki kritik bir boşluğu doldurmaktadır. Bu maruziyet sistemi; standartlaştırılmış, klinik olarak anlamlı nikotin dozajlamasına ve kantitatif biyobelirteç ölçümüne olanak tanıyarak, pulmoner ve kardiyovasküler hastalık modelleri için mekanistik risk azaltma ve hedef doğrulamayı destekler. Bu yaklaşım, solunum ve kardiyovasküler terapötik geliştirme süreçlerindeki erken aşama portföy kararları için öngörü güvenilirliğini artırır.
Bu maruziyet sistemi, solunan toksik maddelerin standardize ve kantitatif in vivo modellemesini sağlayarak erken keşif, hedef doğrulama ve preklinik etkinlik iş akışları arasında köprü kurar.