Generation av elektronisk cigarett Aerosol av en tredje generationens maskin-Vaping enhet: ansökan till toxikologiska studier

Chemistry
 

Summary

Elektronisk cigarett (e-cig) användare ökar över hela världen. Lite, är dock känt om de hälsoeffekter som induceras av inhalerade e-cig aerosoler. Denna artikel beskriver en e-cig aerosol generation teknik passar djurens exponeringar och efterföljande toxikologiska studier. Sådana protokoll krävs för att fastställa experimentellt reproducerbara och standardiserade e-cig exponering system.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Noël, A., Verret, C. M., Hasan, F., Lomnicki, S., Morse, J., Robichaud, A., Penn, A. L. Generation of Electronic Cigarette Aerosol by a Third-Generation Machine-Vaping Device: Application to Toxicological Studies. J. Vis. Exp. (138), e58095, doi:10.3791/58095 (2018).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Elektro-cigarett (e-cig) enheter använder värme för att producera en inandningsbar aerosol från en vätska (e-vätska) består huvudsakligen av Fuktighetsbevarande medel, nikotin och smaktillsats kemikalier. Aerosolen produceras innehåller fina och ultrafina partiklar, och potentiellt nikotin och aldehyder, som kan vara skadliga för människors hälsa. E-cig användare inhalera dessa aerosoler och med den tredje generationen e-cig enheter, styra designfunktioner (resistance och spänning) förutom valet av e-vätskor och pustande profil. Dessa är viktiga faktorer som avsevärt kan påverka toxiciteten av de inhalerade aerosoler. E-cig forskning, men är utmanande och komplexa främst på grund av avsaknad av standardiserade bedömningar och att de många sorterna av e-cig modeller och märken, och e-liquid smaker samt lösningsmedel som finns tillgängliga på marknaden. Dessa överväganden betona det brådskande behovet av att harmonisera e-cig forskningsprotokoll, börjar med e-cig aerosol generation och karakterisering tekniker. Den aktuella studien fokuserar på denna utmaning genom att beskriva en detaljerad steg för steg e-cig aerosol generation teknik med vissa experimentella parametrar som tros vara realistiska och representativ för verkliga exponeringsscenarier. Metoden är uppdelad i fyra sektioner: förberedelser, exponering, efter exponering analys, plus rengöring och underhåll av enheten. Representativa resultat från att använda två typer av e-vätska och olika spänningar presenteras masskoncentrationen, partikelstorleksfördelning, kemiska sammansättning och kotinin nivåer hos möss. Dessa data visar mångsidigheten hos e-cig exponering systemet används, bortsett från dess värde för toxikologiska studier, eftersom det ger ett brett spektrum av datorstyrda exponeringsscenarier, inklusive automatiserad representativa vaping topografi profiler.

Introduction

Säkerhet relaterade till användning av elektroniska cigaretter (e-cigs) handlar om aktiv debatt i forskarvärlden. Å ena sidan annonsera tillverkare och handlare de potentiella fördelarna med e-cigs som en skada minskning produkt för nuvarande rökare, på grund av avskaffande av många skadliga ämnen som finns i vanliga cigaretter, medan folkhälsa politiska beslutsfattare är oroliga av avsaknad av data på långsiktiga hälsa exponeringar1,2. E-CIGS tjäna minst två tydliga syften, 1) som ersättningsfordon för leverans av nikotin och 2) som en rökning rökavvänjning enhet3. Enligt Centers for Disease Control and Prevention (CDC), under 2014 använde mer än 9 miljoner vuxna amerikaner e-cigs regelbundet. Från 2013 till 2014, e-cig användning bland gymnasieelever ökade med mer än 300%4. Med tanke på den ökande användningen av e-cigs bland ungdomar såväl som vuxna1,2,4, och med tanke på de populära, men ändå oprövad, påståenden om e-cigs som ett säkrare alternativ för rökare behöver viktiga vetenskapliga frågor ställas till avgöra huruvida e-cig användning utgör potentiella risker för människors hälsa, särskilt som av andningsorganen1,2. Även om e-cigs var först kommersialiseras i USA 2007, endast mycket begränsade studier genomförts ute på effekterna av e-cig aerosol exponeringar i vitro och lung struktur, funktion och hälsa5,6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11. därför, in vitro-, in-vivo och epidemiologiska data är nödvändiga för att upprätta offentlig politik och förordningar relaterade till konsumtion av e-cigs. Produktion av tillförlitliga och reproducerbara vetenskapliga bevis i detta framväxande område först kräver dock inrättandet av standardiserade e-cig tuffande regimer och generering av reproducerbara exponering miljöer i laboratoriemiljö som är reflekterande av livsmedel.

Tredje generationens e-cig, tillgängliga enheter på marknaden, består av minst en värmeslinga (atomizer) plus ett litiumbatteri. E-cig enhetens makt controller kan fungera på olika spänningar. Dessa e-cig enheter har också en reservoar, som e-cig vätskan (e-vätska) introduceras. E-vätska, även kallad e-juice, består huvudsakligen av nikotin, smaker och carrier lösningsmedel (Fuktighetsbevarande medel), ofta propylen glycol (PG), vegetabiliskt glycerin (VG) och vatten. Sedan, enligt den US Food and Drug Administration (FDA), e-vätskor består av en blandning av ”allmänt betraktas som säkra” (GRAS) livsmedelstillsats smaktillsats kemikalier och Fuktighetsbevarande medel, plus nikotin, kan de betraktas som säkra i mat. Men när dessa vätskeberedningar är vaped genom e-cig enheten, värms de av förångaren, som ändrar fysikalisk-kemiska egenskaper för e-vätskan, och producerar en aerosol eller ånga som innehåller carbonyls, mer specifikt aldehyd föreningar12,13. Dessa aldehyder bildas av termisk nedbrytning och oxidation av glykoler, som också ger bildandet av hydroxyl radikaler14,15,16,17. De aldehyder som finns i e-cig Aerosolen när vaped under särskilda villkor13, innehåller formaldehyd, acetaldehyd, acetol, akrolein, glycidol och diacetyl, varav alla är kända för att ha potent negativa effekter på människors hälsa, med formaldehyd är en bevisat cancerframkallande15,16,17. Dessutom e-cig aerosol också består av böter (250-950 nm)18,19 och ultrafina partiklar (44-97 nm)20 , som är kända att orsaka pulmonell toxicitet genom inflammation och oxidativ stress mekanismer 17. baserat på sammansättningen av den e-vätska, dvs., procentandelen av enskilda komponenter som finns i formuleringen, liksom spänningen tillämpas på e-cig enheten, vilket påverkar temperaturen brukade vape e-vätskan, totalen partiklar (TPM) koncentrationen av Aerosolen varierar, och resultera i olika nivåer av partiklar, liksom koncentrationerna av aldehyder, som har visat att produceras enligt specifika vaping villkor19,21 . Dessa aerosoler inandning av e-cig användarna, som kontrollerar spänningen i sin e-cig-enhet. Urval av spänningen är baserad på personliga preferenser av nikotin leveransgrad, aerosol produktion och brännande sensation12. Därför är det nödvändigt att bättre förstå vad som kännetecknar dessa aerosoler för att ge vetenskapliga bevis för tillräckliga bestämmelser som styr e-cig, e-vätska tillverkning och konsumtion.

I samband med vetenskaplig forskning, finns det flera problem som behöver åtgärdas besläktade med 1) de olika e-cig enhetskonfigurationer och alternativ för användare kan välja från vilken e-cig; (2) bristen på standardiserade representativa mänsklig vaping topografi profiler som ska användas i experimentella inställningarna22. Detta understryker det brådskande behovet av att harmonisera e-cig forskningsprotokoll, börjar med e-cig aerosol generation och karakterisering tekniker22. Den aktuella studien fokuserar på denna utmaning genom att beskriva en detaljerad steg för steg e-cig aerosol generationens teknik, med specifika experimentella parametrar anses vara realistiska och representativt av verkliga exponeringsscenarier. Denna studie syftar också till att utvärdera påverkan av spänning på e-cig aerosolens TPM koncentration, som genereras med hjälp av en tredje generationens vaping anordning integrerad i en kommersiell datorstyrda exponering system konfigurerats för möss hela kroppen inandning studier. Beskrivningen av detta experimentella protokoll, inklusive generering och karakterisering av e-cig aerosoler, kan bidra till inrättandet av representant standardiserade e-cig tuffande regimer i ett laboratorium som inställning för efterföljande toxikologiska studier.

Protocol

Möss var inrymt och hanteras i enlighet med NIH Guide för skötsel och användning av försöksdjur. Alla förfaranden och protokoll som omfattar möss godkändes av Louisiana State University institutionella djur vård och användning kommittén. Beskrivningen nedan är specifika för den utrustning som används, som anges i den tabellen av material/utrustningen. Alla lufttillförsel var HEPA-filtrerad.

1. beredning

  1. Studie & utrustning
    1. Skaffa nödvändiga tillstånd (t.ex., IACUC) och utbildningar för studien.
    2. Set-up utrustning på en tillräcklig ventilation och bekanta sig med verksamheten.
  2. Gravimetrisk mätning
    1. Väg en ren ny 25 mm-filter. Registrera vikt. Placera filtret i en kassett.
    2. Placera kassetten, med filter, i linje med en personlig Provtagningspump och en flödesmätare som är tillräcklig för att testa för ett flöde på 1 L/min (LPM).
  3. Elektronisk cigarett enhet
    1. Skruva förångaren i tank basen (figur 1).
      Obs: Atomizers som innehåller spolar med motstånd på 0,15, 0,5 eller 1,5 Ω är tillgängliga.
    2. Kritiska steg: Tillsätt ett par droppar (2 till 3) e-cigg vätska i förångaren så att bomullen är mättad och inte kommer att skapa en torr bränna (figur 2).
    3. Sätt in tank hylsan i tanken. Skruva sedan tanken bas med förångaren i tank hylsan (figur 1).
    4. Skruva fast monterade tanken på e-cig enheten. Kontrollera tank öppningen är vänd uppåt och sätt locket på plats ovanpå tanken (figur 1).
    5. Sätta enheten e-cig på dess bas-plattan genom att vrida den störta armen av magnetventilen. När du är på plats, vrid den på plats så att det kan justeras med knappen utlösare på e-cig enheten.
    6. Anslut i slutet av e-cig enheten till den nedre delen av den kondensor via en tvåvägs ventil fastsättning och en bit slang (figur 3).
    7. Se till att den övre änden av kondensorn är korrekt ansluten till Aerosolen genererar systemet och aerosol exponering kammare via rätt slang.
    8. Kritiska steg: Kontrollera att den aerosol koncentration mätinstrument är på plats vid utloppet av aerosol exponering kammaren.
    9. Kritiska steg: ta bort locket till och fyll tanken med 10 mL e-cigg vätska. Byt ut locket till.
      Obs: Denna volym räcker under en 2-h exponering.

2. exponering

  1. Programvara-anslutning
    1. På dagen för experimentet, slå på datorn. Kom ihåg att även aktivera ON den aerosol koncentration mätinstrument genom manuellt på power knappen.
    2. Starta programvaran löpande. Klicka på experiment Session. Välj lämplig studien. Välj mallen för e-cig experimentet.
    3. Ange ett namn för den experimentella sessionen i fönstret nya Experiment. I fönstret Experiment egenskaper, skriv operatörens initialer i rutan operator. Klicka på OK.
  2. Kanal kalibrering
    1. Följ stegen i guiden kalibrering för att adekvat kalibrera aerosol generation systemet.
      1. Steg 1: Klicka på Nästa i fönstret kanal kalibrering efter att ha bekräftat att det finns en bock i rutan aerosol koncentration mätning instrument (MicroDust Pro).
      2. Steg 2: Applicera värde fönster, klicka på Nästa. Steg 3: Ange mål värde indata som 0 g/m3. Steg 4: Plats den T-formade kalibrering infoga i inkastet att slutföra kalibreringen och tryck på Nästa att komma till följande fönster.
      3. Ange det värde som läste på den aerosol koncentration mätinstrument. Tryck på Nästa när du har angett detta värde. Granska kalibreringen resultatfönstret och klicka på Nästa.
    2. Sista steget: Kalibrering komplett fönster, klicka på Slutför. Systemet Flow Test, test fönster, testa pumpar 1 och 2 (se Användarmanualen).
    3. Bekräfta – ”vill du starta inspelning kontinuerlig data”?, klicka på Ja. Bekräfta – ”vill du starta standardprofilen”?, klicka på Ja.
  3. Elektronisk cigarett aerosol exponering
    1. Om gör en i vivo inandning studie, placera mössen i den hela kroppen exponering chamber(s) vid denna tid.
    2. Omedelbart gå till fönstret profiler och högerklicka på önskad profil, rulla ned till Starta uppgift att inleda ett bias flöde av frisk luft inuti den exponering chamber(s).
    3. När redo att initiera e-cig aerosolbildning och exponering experiment, högerklicka på önskad profil i fönstret profiler, rulla ned till Starta aktivitet och Vänsterklicka för att välja (figur 4).
    4. Kritiska steg: anteckna den koncentrationen som mätas av aerosol koncentration mätning instrumentet. Koncentrationen bör vara > 0 mg / m3.
      Obs: Den enhe operativa Principen bygger på optisk detektering och används i detta system för att tillhandahålla en kvalitativ bedömning i realtid av exponeringsnivåerna i kammaren.
    5. Kontrollera att e-vätska är tillgänglig i tank under hela exponeringen.
    6. För att stoppa försöket efter att ha nått önskad exponeringens varaktighet, högerklicka på profilen, rulla ned till stoppa profil, och Vänsterklicka för att välja. Säkerställa att bias flödet inleds omedelbart efter slutförandet av den exponering profilen.
    7. Ta bort ämnena (djur) från exponeringskammare och återföra dem till deras bostäder bur och rum.

3. efter exponering analys

  1. I slutet av den experimentella sessionen, Stäng operativsystem och Stäng OFF aerosol koncentration mätning enheten.
  2. Lossa kassetten med filter från pumpen och registrera den tid som när det togs bort. Placera filtret i exsickator och låt filtret torka i minst 48 h (helst 96 h). Sedan väger filtret med de ackumulerade e-cig aerosolpartiklar och vikten.
  3. Beräkna den totala partiklar (TPM) koncentrationen när det gäller massa per puff23.
    1. Spela in massan samlats på filtret. Beräkna den totala volymen som tillvaratagits under exponeringsperioden med provtagning varaktighet och pumpflödet.
    2. Dela massan samlas in på filtret av volymen av luft.
      Obs: TPM koncentrationen uttrycks i vikt per volymenheter. Dela TPM koncentrationen av det totala antalet puffar som genereras av den e-cig-profil som används.

4. rengöring och underhåll

  1. Häll ut den e-liquid från e-cig tanken och Töm kondensorn med hjälp av den bifogade sprutan. Säkerställa att atomizer spolen inte bränna under experimentet. Ändra atomizer spolen efter varje experiment.
  2. Rengöra pumparna efter varje experiment. Lossa pump huvuden och ta bort anslutningar och ventiler. Torka av överflödig e-vätska eller ackumulerade fukt med en bomullspinne eller vävnad.
  3. Ren hela kroppen exponering kamrarna. Följ tillverkarens instruktioner och ta bort kondenserade e-vätska från alla ytor.
    Obs: Det rekommenderas att undvika användning av alkohol eftersom det kan orsaka obotliga skador.

Representative Results

Tabell 1 visar egenskaperna hos exponering miljön inuti en 5-L hela kroppen kammare efter e-cig aerosolbildning. Dessa uppgifter är resultatet av en 2-h exponering session med endast de carrier lösningsmedel e-vätska bas, dvs., 50/50 förhållandet av PG och VG i avsaknad av smakämnen eller nikotin. Aerosolen producerades av en tredje generationens batteridriven e-cig enhet med ett 0,5 Ω motstånd. Sammanlagt sju e-cig spänningar testades med en topografi profil av 70 mL puff volym, 3-s puff varaktighet och 1-minuters intervall. Som förväntat, leder ökande e-cig spänning till högre TPM koncentrationer av aerosol i exponering kammaren används, som rapporterats med gravimetriskt beräknade massan (mg) per puff. Ändringar i TPM koncentration följer dock ett något sigmoidal mönster över den spänningsområde studerade. Förhållandet mellan spänning och TPM-koncentrationen är initialt linjär från 1,8 till 3,2 V och visar en exponentiell hoppa med en påföljande platå mellan 3,2 till 4.8 V.

Figur 5 visar resultaten av en fysisk karakterisering av de e-cig aerosoler inne i hela kroppen exponering kammaren. Partikeln numrerar koncentration och storlek distribution mättes under varierad experimentella förhållanden med hjälp av en skanning motilitet particle sizer. Ett brett utbud av massa och antalet koncentrationer som partikel storlek distributioner, mestadels består av fina och ultrafina partiklar, kan uppnås med hjälp av olika fördefinierade eller användardefinierade automatiserade tuffande profiler som kan justeras eller ändrade via den programvara (figur 6), samt e-cig design Enhetsalternativ (dvs., sprejflaska coil motstånd eller batteri spänning). Dessa resultat belysa mångsidigheten hos den exponering system används för att simulera, i en experimentell miljö, ett brett utbud av möjliga mänskliga e-cig topografi profiler.

Som ett exempel, en experimentell e-cig exponering miljö skapades baserat på aktuell information om e-cig konsumenternas personliga preferenser och sedermera kännetecknas (tabell 2). Här, e-cig enheten var utrustad med en spole atomizer av 0,5 Ω och drivs på 3,2 V. Den topografi-profil som används bestod av en 55-mL puff volym, 3-s puff varaktighet och 30-s intervaller medan e-vätskan testade ingår i lösningsmedel (dvs., PG och VG i förhållandet 50/50), ensamt och i kombination med 36 mg/mL nikotin och kanel smak (Tabell 2). Under en 2-h exponering, exponering profilen drar ett större antal puffar och möjliggör en högre total volym som skall provtas i jämförelse med den tidigare anställda 70 mL, 1 puff per min profil (13,200 mL kontra 8,400 mL, respektive). Därmed erhålls en mindre genomsnittliga partikelmassan per puff under denna topografi profil för en samma spänning och liknande effekt (tabellerna 1, 2). Resultaten verkar tyda på att förekomsten av nikotin och kanel smak i e-vätskan kan ha en negativ effekt på partikelmassan per puff. Skillnaden mellan de två experimentella villkor nådde dock inte nivån av statistisk signifikans.

Resultaten av en kemisk analys av den e-cig aerosol genereras med den sistnämnda topografi profilen (55 mL puff volym, 3-s puff varaktighet och 30-s intervall) visas i tabell 3 och figur 7. Sammanlagt 82 puffar av e-cig aerosol genereras under 3,2 V med en e-liquid består av 50/50 förhållandet av PG och VG, 36 mg/mL nikotin, och kanel smak var provtas på kisel-baserade filter som användes därefter för kemisk karakterisering av e-cig utsläpp av GC/MS tekniker. Här samlades just efter kondensorn. Analysen visade att, förutom nikotin och kanelaldehyd som förväntades, andra föreningar såsom akrolein, katekol och bensotiazol identifierades i e-cig aerosoler. Dessa kemikalier är kända respiratoriska irriterande och visar komplexiteten i aerosol sammansättning när e-vätskan värms upp och sprids.

Förutom e-cig aerosol fysikalisk-kemisk karakterisering är e-cig generator exponering systemet och anställd också lämplig för djur exponeringar. Som illustreras i figur 8, koncentrationen av serum kotinin, en huvudmetabolit av nikotin, kan användas för att övervaka eller bekräfta exponeringar mot e-cig aerosol från nikotin-innehållande e-vätskor i möss. I det aktuella exemplet visas de möss som utsätts för e-cig aerosol en betydande ökning av deras kotinin koncentrationen i serum.

Figure 1
Figur 1. E-cig generator dekonstrueras se. Bilden visar de olika delarna som komponera den e-cig generatorn (e-cig enhet, tank bas, sprejflaska, tank, tank ärm, slang adapter).

Figure 2
Figur 2. E-cig generator atomizer. Bild av var att sätta e-cigg vätska in i förångaren.

Figure 3
Figur 3. E-cig helbild. Bilden visar monterade e-cig generator med tillägget, inklusive kondensorn.

Figure 4
Figur 4. E-cig generator operativsystem. Bilden visar valet av vaping profil på programvaran. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 5
Figur 5. Representativa fysiska karakterisering av e-cig aerosoler produceras av en tredje generationens e-cig generator i en 5 L kammare visar (A) effekterna av e-cig enhet makt (6-40 W) på de exponeringsförhållanden som kan genereras och (B) att e-cig aerosoler är sammansatt av fint & ultrafina partiklar. Partikeln numrerar koncentration och storlek distribution uppmätt med en scanning mobility particle sizer. Exponeringsparametrar: atomizer's motstånd 0.5 Ω och spänning som varierar från 1,8 till 4.8 V; vaping under en topografi profil av antingen 3 s puff längd, 70 mL puff volym varje 60 s eller 3 s puff varaktighet, 55 mL puff volym varje 30 s; använda en e-liquid består av PG och VG i förhållandet 50/50. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 6
Figur 6. Automatiserad pustande profiler kan skapas, justeras eller ändras via programvaran. Bilderna visar ett steg i guiden skapa som används för att ange nyckel vaping topografi faktorer, inklusive puff volym, puff varaktighet, puff intervall och puff profil. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 7
Figur 7. Spektrum av GC/MS resultat för e-cig aerosoler. Som beskrivs i tabell 3, e-cig aerosol producerades med hjälp av e-cig enheten med en 0,5 Ω spole atomizer på 3,2 V vaping under en topografi profil 55 mL puff volym, 3 s puff löptid och 30 s intervaller med en e-liquid består av 50/50 förhållandet av PG och VG , 36 mg/mL nikotin och kanel smak. En 82 puffar av e-cig aerosol samlades just efter kondensorn på en kiselbaserad filter, som senare användes för kemisk analys med gaskromatografi - masspektrometri (GC/MS) tekniker. (A) hela spektrumet. (B), zooma in. vänligen klicka här för att visa en större version av denna siffra.

Figure 8
Figur 8. Schematisk av e-cig exponering system för djurstudier. Hela kroppen e-cig aerosol inandning systemet (A) är lämpligt för djurens exponeringar, med kotinin nivåer i e-cig utsatt BALB/C hanmöss (B) som är jämförbara med nivåerna av mainstream cigarettrök exponeringar. Air group kotinin nivåer 0,3-1,2 ng/mL. N = 6 per grupp, *p < 0,05. Mus/råtta kotinin ELISA. Exponeringsparametrar: atomizer's motstånd och batteri spänning set på 1,5 Ω och 4,2 V respektive; vaping under en topografi profil 3 s puff varaktighet och en 55 mL puff volym varje 30 s; använda en e-liquid består av 36 mg/mL av nikotin, kanelsmak och förhållandet 50/50 PG/VG. Möss utsattes för en TPM-koncentration av 0,12 ± 0,09 mg/puff e-cig aerosol för 2 h/dag under 28 dagar, medan kontroller utsattes för filtrerad luft. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

E-cig spänning (V) E-cig effekt (W) Massa per puff (mg) Avdelningen Kammartemperatur (oC)
Relativ luftfuktighet (%)
1.8 6,3 ± 0,3 0,005 ± 0,004 46,0 ± 3,3 23,7 ± 0,6
2.3 8,8 ± 0,1 0,009 ± 0,005 27,8 ± 9,1 24,0 ± 0,6
2,55 10.6 ± 0,2 0,021 ± 0,008 53,2 ± 1,2 23,2 ± 0,2
2.8 12.4 ± 0,3 0,061 ± 0,073 51,3 ± 1,1 24,2 ± 0,6
3.2 15.8 ± 0,6 0,065 ± 0.013 56,6 ± 2.3 23,1 ± 0,2
3.7 23,3 ± 0,6 0.741 ± 0.417 51,2 ± 5,5 23,6 ± 0,5
4.8 40,4 ± 1,3 0,823 ± 0,198 25,4 ± 7,7 23,7 ± 0,5

Tabell 1. E-cig enhetsparametrar testade och exponeringsförhållandena i en 5 L exponeringskammare med en 0,5 Ω spole atomizer. Topografi-profil för en 2 h exponering: 70 mL puff volym, 3 s puff varaktighet och 1 min intervall, använda endast transportören lösningsmedel e-vätska bas, dvs., baserat på 50/50 PG och VG. Alla spänningar testades i tre exemplar (n = 3). Data är uttryckta som medelvärde ± standardavvikelse (SD).

E-cig spänning (V) E-cig effekt (W) E-flytande nikotin (mg/mL) E-vätska smak Massa per puff (mg) Avdelningen Kammartemperatur (oC)
Relativ luftfuktighet (%)
3.2 16.6 ± 0,2 0 Ingen 0.273 ± 0,184 47,4 ± 3.9 23,6 ± 0,2
3.2 15,9 ± 1,3 36 Kanel 0.102 ± 0,078 59,6 ± 3.1 22.7 ± 0,2

Tabell 2. E-cig enhetsparametrar testade och exponeringsförhållandena i en 5 L exponeringskammare med en 0,5 Ω spole atomizer. Topografi-profil för en 2 h exponering: 55 mL puff volym, 3 s puff varaktighet och 30 s intervaller, med 1) endast transportören lösningsmedel e-vätska bas, dvs., baserat på 50/50 PG och VG, och 2) e-vätska base + nikotin (36 mg/mL) och kanel smaktillsats. De två e-vätskorna testades i tre exemplar (n = 3). Uppgifter uttrycks som menar ± SD.

Lista över föreningar i e-cig aerosol
2-propenal (akrolein)
7-Pentatriacontene
10-Octadecenal
Bensotiazol
Katekol
Kanelaldehyd
Etoxi ättiksyra
Nikotin
Vanillin

Tabell 3. Icke uttömmande förteckning över föreningar finns i e-cig Aerosolen. E-cig aerosol producerades med hjälp av e-cig enheten med en 0,5 Ω spole atomizer set på 3,2 V vaping under en topografi profil 55 mL puff volym, 3 s puff löptid och 30 s intervaller med en e-liquid består av 50/50 förhållandet av PG och VG , 36 mg/mL nikotin och kanel smak. En 82 puffar av e-cig aerosol samlades just efter kondensorn på en kiselbaserad filter, som senare användes för kemisk analys med gaskromatografi - masspektrometri (GC/MS) tekniker.

Discussion

En större obesvarad fråga är huruvida långvarig exponering för e-cig aerosol resulterar i pulmonell toxicitet. Den allmänna säkerheten för e-cigs avseende människors hälsa är dessutom fortfarande en fråga om kontroversen. I augusti 2016 expanderat amerikanska FDA dess regleringsmyndigheten på alla tobaksvaror, inklusive e-cigs. E-CIG forskning, dock är utmanande och komplexa beror mestadels till 1) avsaknad av standardiserade bedömningar. (2) en stor mängd e-cig enheter (~ 2 800 olika modeller från 466 identifierade varumärken)24; (3) över 7 700 unika e-vätska smaker24; (4) de olika möjliga kombinationer av fuktighetsbevarande nyckeltal. Med tanke på komplexiteten i fältet, det är viktigt, för att möta utmaningen och generera ljud vetenskapliga bevis, att noggranna överväganden till de experimentella förhållandena och reproducerbara processer är anställda. I den aktuella studien lades fokus på beskrivningen av en e-cig aerosol generationens teknik som kan aktivera utredarna att erhålla unika uppsättningar data relaterade till realistiska och omfattande e-cig aerosol exponeringsrelaterade effekt continuums. Dessa kan vara lägligt relevans för adress e-cig-relaterad säkerhet eller toxicitet frågor för etableringen av förordningar på e-cig designfunktioner som potentiellt kan ha en direkt inverkan på folkhälsopolitik.

I denna artikel genererades meningsfull exponering miljöer med en datorstyrd system kunna integrera den senaste generationen av e-cig enheter samt gör att fördefinierade eller användardefinierade automatiserade tuffande profiler och drift villkor (t.ex., konstant ström källa, Standart värderar av motstånd, spänning eller temperatur). Dessa automatiserade tuffande profiler inkluderar standardvillkoren: 55 mL puff volym, 3 s puff varaktighet, 30 s puff intervall och torget puff profil, från ”rutin analytiska maskin för e-cigarett aerosolbildning och insamling – definitioner och standard villkor ”som tillhandahålls av Coresta rekommenderas metoden (CRM) N ° 8125 (tabell 2). Eftersom det system som används kan generera olika automatiserade tuffande profiler, även uppfyller ISO 20768 (ånga produkter-rutin analytiska vaping maskin-definitioner och standardvillkor)26 tuffande regim krav. Som väntat, e-cig tuffande regimen standardvillkor kontrast med de från ISO 330827, som definierar standardvillkor för cigarettrökning maskiner (35 mL puff volym, 2 s puff varaktighet, 60 s puff intervall och bell puff profil). Dessa skillnader mellan cigarett rökare mönster och e-cig vaping mönster bland användarna är väl etablerad28. I föreliggande studie, exempel och uppgifter Visa att aerosoler som genereras från detta system och en tredje generationens e-cig enhet med justerbar spänning producerar höga TPM koncentrationer, når upp till 0,27 och 0,82 mg per 55 och 70 mL puff, respektive. E-cig aerosoler vid dessa koncentrationer samlades just efter exponering kammaren (tabell 1-2, figur 5). Resultaten visar också att det finns mer än en 160-fold skillnad i partikelmassan per puff produceras med spänningar varierande från 1,8 till 4.8 V (tabell 1). Detta spänningsintervall är kännetecknande för operativa inställningarna för e-cig-enheter på den amerikanska marknaden, som möjliggör tillämpningen av spänning, från 2,9 till 5,2 V29. Resultaten överensstämmer också med tidigare publicerade data18,21 där höga halter av TPM samlas in vid utloppet av e-cig generatorn rapporterades för liknande topografi profiler (1,4 till 5,8 mg/puff). Kritiska steg inom protokollet inkluderar att lägga till några droppar e-vätska till förångaren innan varje exponering session att säkerställa en) att produceras ingen torr bränna; (b) e-vätska finns i tanken under hela varaktigheten av exponeringen; och kontrollera att den e-cig Aerosolen genereras som förväntat genom att ta regelbundna avläsningar på realtid koncentration mätning enheten. Det är väletablerat att e-cig användare försöka undvika torr puffar, som förekommer i torra burn villkor. Detta vaping tillstånd är relaterad till bildandet av höga nivåer av aldehyder, inklusive formaldehyd, ett cancerframkallande och respiratoriska toxiska13,30. Det är därför avgörande att säkerställa att detta villkor undviks under exponeringarna. Slutligen, när det gäller nikotin exponering, möss utsätts för e-cig aerosol från en 36 mg/mL som innehåller nikotin e-vätska för 2 h per dag för 28 dagar (nivåer av 0,12 mg/puff) presenteras kotinin serumkoncentrationerna av 91 ng/mL (figur 8). en nivå liknande den i cigarett rökare (> 100 ng/mL)31,32,33, vilket är ännu lägre än för vanliga e-cig användare (median saliv kotinin 252 ng/ml)34. Det rapporterades i en vaping topografi studie att 235 var maximalt antal puffar per dag som tas av e-cig användare35,36. Detta liknar mycket vår exponering profil producerar 1 puff varje 30-SEK för 2-h per dag (totalt 240 puffar). Således, denna vaping topografi profil modeller e-cig användare daglig puff konsumtion och beteende.

Under det senaste årtiondet, e-cig enheter utvecklats från första generationens, cigarett-liknande, engångsbruk, låg-drivna enheter, till andra generationens flyttbara och påfyllningsbara tank stil enheter, och nu till tredje generationens tank-stil enheter med anpassningsbara har24 för 1) förångarens coil motstånd: elementet ansvarar för värme e-vätskan, och 2) de makt controller, som en) kan fungera på olika spänningar, b) påverkar temperaturen i värmeelementet och c) avgör huruvida den kokande temperaturen lösning nås24,37. Vid användning av e-cig, e-vätskan värms vanligtvis vid 200 ° C eller större38, och det är i aerosolform som dess beståndsdelar interagerar med biologiska matriser. Karakterisering av e-cig aerosol är därför viktig. E-vätskor lösningsmedel skiljer sig i volatiliteten så att lösningar består huvudsakligen av PG (70%), som är mindre trögflytande och avdunsta vid en lägre temperatur37, producerar aerosoler med relativt mindre partiklar som ökar användarens 'hals hit' erfarenhet 20. däremot, VG-baserade e-vätskor aerosolize vid högre temperaturer37 och producera aerosoler med relativt större partiklar som från användarens upplevelse, ökar smaken och mängden ånga genereras5, 17,39. Således har det tidigare fastställts att PG/VG förhållandet mellan e-vätskan påverkar fördelningen av storlek av ju partiklar i e-cig aerosol19,20. I figur 5visas med hjälp av en e-liquid består av 50/50 PG/VG förhållandet, e-cig aerosoler med median diametrar av ~ 100 nm erhölls. Dessa resultat är i samma storleksordning som de rapporteras av Baassiri, et al. 20. Detta tyder på att exponering parametrarna, inklusive e-cig-inställningar (motstånd, spänning och ström) och pustande profil, förutom e-vätska basen, kan påverka de fysiska egenskaperna hos de aerosoler som produceras. Dessutom kan nikotin koncentrationen och smaktillsats kemikalier tillsätts e-vätska basen också potentiellt påverka e-cig aerosol fysikalisk-kemiska egenskaper. Tidigare visades det att en e-liquid som är mindre trögflytande producerar en aerosol som består av finare partiklar, vilket resulterar i en mindre tät ånga, vilket ger en lägre TPM koncentration17. Använder samma PG/VG förhållande för både e-vätskor testade, verkade den e-liquid som innehålla 36 mg/mL av nikotin och kanel smaktillsats kemiska, vilket innebär att det är mer utspädd än e-vätska basen bara (PG/VG + nikotin + kanelsmak kontra PG/VG ensam), mindre trögflytande än e-vätskan består enbart av PG och VG. Viskositet uppenbara skillnaden mellan de två e-vätskorna kan förklara skillnaderna i massan per puff som erhållits under lika e-cig vaping inställningar (tabell 2). Dock kan lägre TPM inte korrelerar med mindre skadliga aerosol, eftersom fördelningen av partiklarnas storlek och kemisk karakterisering av Aerosolen måste också beaktas. Faktiskt, termisk nedbrytning av VG och de kemiska interaktioner av e-vätska komponenter producera utsläpp av skadliga aldehyder, inklusive formaldehyd och acetaldehyd, kända för att vara potenta hot mot människors hälsa15,17 ,40. Som anges i tabell 3, visade kemiska analysen av e-cig Aerosolen produceras här att det också innehöll akrolein, monochlorophenol, katekol och bensotiazol. Alla är kända respiratoriska irriterande, medan katekol är dessutom klassad som möjligen cancerframkallande för människor (Grupp 2B) enligt International Agency på forskning på Cancer (IARC)41,42,43 . Detta lägger till effekter relaterade till kemin av smaktillsats agent införlivas med e-vätska. Till exempel har kanelaldehyd och diacetyl, två av smak och extrahera Manufacturers Association högprioriterade smaktillsats kemikalier för fara för andningsorganen, vid inandning av arbetstagare, visat att försämrar lungfunktionen och orsaka oåterkalleliga lung skador ( bronkiolit obliterans, nämligen ”popcorn lunga')44. Kanelaldehyd har visat sig vara mycket cytotoxisk in vitro-45,46,47 och är mycket populär i e-vätskor48. I den aktuella studien identifierades förekomst av kanelaldehyd i e-cig aerosolen från kanel smaksatt e-vätskan (tabell 3 och figur 7). Sammantaget visar detta att behöva analysera e-cig aerosoler för både fysiska och kemiska egenskaper.

Som nämnts ovan, kan den exponering teknik som beskrivs här vara extremt mångsidig. Det kan medge ändringar av pustande regimen (via programvaran), operativa funktioner e-cig enheten eller ens typ av exponeringskammare (endast näsa och hela kroppen) (via maskinvara). Detta ger utredaren med all flexibiliteten att anpassa eller justera de experimentella förhållandena av behovet av varje forskningsprojekt. Felsökning av denna teknik omfattar att säkerställa att anslutningarna mellan e-cig kylaren, rör, pumpar och chambers är tillräckligt säkrade och att alla kamrarna är ordentligt tätade (för mer detaljerad information, se bruksanvisning). Som nämnts och som testas i denna studie, kan en mängd olika faktorer påverka e-cig aerosol produktion och sammansättning22. Dessa faktorer är associerade med de nyckeltal och beståndsdelarna i de e-liquid formulering, som påverkar den kemiska komponenten i aerosoler, liksom de valda e-cig enheten egenskaperna och inställningar, som påverkar värme förutsättningarna används för att aerosolize e-vätska, och därmed sammansättning samt den fysiska komponenten av aerosoler. E-vätskor består av GRAS tillsatser, men deras säkerhet efter värme och aerosolization har inte fastställts. Viktigast av allt, e-cig användare inhalera dessa aerosoler och styra tuffande profilen samt valet av både e-vätska och operativa inställningarna (motstånd och spänning) för sina e-cig-enheter. Dessa är viktiga faktorer som väsentligt kan påverka e-cig aerosol utsläppen och bör därför noggrant kontrolleras och rapporteras i experimentell forskning.

Som mest experimentella metoder har nuvarande e-cig exponering tekniken fördelar och begränsningar. Mångsidig och väl lämpad för toxikologiska studier, är det också känt att möss är näsa-breathers och att hela kroppen exponeringar kan också för dermal och oral absorption förutom exponering Inandning. Fördelar och nackdelar med att använda hela kroppen och näsa-bara inandning exponeringar har varit beskrivs utförligt på annan plats49,50. Medan endast näsa-exponeringar efterlikna närmare inspiration/utgångsdatum mönster som styr transport och nedfall av partiklar i luftvägarna, detta läge av exponering är mer stressande för djuren och är inte lämplig för långvarig inandning studier med stort antal djur49. Dessutom de studier som jämfört med hela kroppen och näsa-bara exponeringar i gnagare exponerats via inhalation till den samma människor på samma villkor exponering (TiO2 nanopartiklar, cigarettrök) fann ingen statistisk skillnad mellan dem två lägen exponering för lung partikel nedfall och lung Svaren50,51. Eftersom effekterna induceras av kronisk exponering för e-cig aerosol är till stor del papperslösa och under-undersökt, är e-cig exponering systemet beskrivs i detta manuskript användbar för att överbrygga detta kunskapsglapp. Också, den tredje generationens maski-vaping anordning som används i denna studie är orienterade i en horisontell konfiguration. Det finns en möjlighet att orientering på enheten kan ha en effekt på produktionen av aerosol; dock till bäst av vår kunskap, för tredje generationens e-cig enheter, har variabeln läggning inte testats tidigare. Horisontell orientering är önskad position för nybörjare användare av e-cig. Detta bidrar till att främja bättre fuktspridande och minimerar riskerna med e-vätska läcker. Således, horisontell orientering är representativt för vaping beteenden av populationer av e-cig användare och har använts av andra forskning grupper21. Det är också viktigt att notera att den makt som visas i e-cig-enheten kan skilja sig något från den verkliga effekt som levereras till den enhe22,52, och att därför också kan det vara tillrådligt att mäta makt leverans värden externt eller använda en sladd stickkontakt för en stadig tillförsel av energi.

Det finns en betydande forskning och kunskapsklyftan för biomarkörer för toxicitet associerad med långvarig exponering för e-cig aerosoler. Denna exponering system utgör ett steg framåt på detta område genom att låta utredarna att avgöra effekterna av långvarig inandning exponeringar av djur till aerosolized e-cigg vätska. Andra befintliga e-cig exponering metoder har också möjlighet för att undersöka effekterna av pustande regim och inställningar av e-cig på toxikologiska ändpunkter19,20,22,53 . Dessa exponering system kommer att ge vetenskapliga bevis för framtida förordningar om nya alternativa tobaksvaror. Slutändan, väl genomförd och lämpliga toxikologiska studier hjälper bättre informera de politiskt ansvariga, vårdgivare och de 9 miljoner amerikaner som är e-cig användare4. Viktigast av allt, bör exponering system som inte återger verkliga vaping scenarier undvikas. E-vätskor är normalt uppvärmda vid 200 ° C eller högre temperaturer38 i en e-cig-enhet, därför bör situationer där e-vätskan är helt enkelt nebulized, eller värmas till 37 ° C och sedan nebulized8, inte betraktas som representativa för e-cig användare konsumtion. För närvarande kan e-cig konsumenter nå potentiellt skadliga e-cig aerosol konstituerande nivåer med hjälp av designfunktioner av tredje generationens e-cig enheter som möjliggör justering av särskiljande värme villkor via förändringar i förångarens coil motstånd och batterispänningen. Därför, mer experimentella studier behövs för att bestämma hälsa effekter relaterade till kronisk inandning exponeringar mot e-cig aerosoler. Detta börjar genom att upprätta reproducerbara och standardiserade e-cig exponering system25,26. Således, att ha en mångsidig e-cig exponering system som möjliggör ett brett spektrum av exponeringsscenarier, inklusive automatiserad representativa vaping topografi profiler, är en tillgång för genomförandet av experimentella studier.

Disclosures

JM och AR är anställda av SCIREQ vetenskapliga respiratoriska utrustning Inc, en kommersiell enhet som deltar i ämnen relaterade till innehållet i denna artikel. SCIREQ Inc. är en emka teknik.

Acknowledgments

Projektet stöddes av bidrag (AP) från Louisiana guvernörens bioteknik initiativ GBI-BOR #013, liksom av Louisiana State University, School of Veterinary Medicine start-up fakultetsmedel (AN).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
inExpose complete solution - for electronic cigarette aerosol delivery to a 5L whole-body chamber, including eVic-VTC Mini (e-cig device, Joyetech) SCIREQ Scientific Respiratory Equipment Inc.
flexiWare software  SCIREQ Scientific Respiratory Equipment Inc. FW8
Computer Dell Core 2 Duo
Tygon  Tygon R-3603 
MicroDust Pro Cassella 176000A
Personal sampling pump Sensidyne Gilian BDX II
Glass fiber filter Millipore AP4002500
Sampling cassette Made in house
Flow meter TSI Inc. 4100 series
Electronic cigarette liquid (e-juice) Local vape shop
Scanning mobility particle sizer TSI Inc. 3080
Microbalance  Sartorius  MC5 Micro Balance 

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics