Journal of Thrombosis and Circulation: Open Access

Abstrakt

Ein System zur Aerosolerzeugung durch E-Zigaretten, zur Exposition bei Tieren und zur Quantifizierung von Giftstoffen zur Charakterisierung der Nikotinkinetik in vivo im arteriellen und venösen Blut

Jushan Zhang, Mo Xue*, Rong Pan, Yujie Zhu, Zhongyang Zhang, Haoxiang Cheng, Johan LM Bjorkegren, Jia Chen6, Zhiqiang Shi*, Ke Hao*

Angesichts des weltweit zunehmenden Konsums von E-Zigaretten besteht dringender Bedarf an der Charakterisierung ihrer Nikotinabgabe, ihrer Gehirnstimulation und ihrer möglichen langfristigen Auswirkungen auf die Gesundheit. Wir haben ein End-to-End-System entwickelt, das die Aerosolerzeugung von brennbaren Zigaretten (C-Zigaretten) und E-Zigaretten, die Exposition an Tieren und die Bewertung der Auswirkungen ermöglicht. Das System besteht aus (1) einem 10-Kanal-Aerosolgenerator, der menschliche Rauch-/Dampfszenarien nachahmt, (2) Expositionskammern nur für die Nase und den Ganzkörper, die für Studien mit langer oder kurzer Dauer geeignet sind, (3) einem Laborprotokoll für die Exposition an Tieren und die Entnahme von arteriellem und venösem Blut <1 Minute nach der Exposition und (4) Chromatographie und Massenspektrometrie zur Quantifizierung der Nikotinkonzentrationen in Aerosolen und Bioproben. Wir haben das System in einer Proof-of-Principle-Studie angewendet, in der die Nikotinabgabe in vivo nach Inhalation von E-Zigaretten-Aerosol charakterisiert wurde. Gruppen von Sprague-Dawley-Ratten wurden 1, 2 bzw. 4 Minuten lang E-Zigaretten-Aerosolen ausgesetzt. Unmittelbar nach der Exposition wurden arterielle und venöse Blutproben entnommen. Wir verglichen auch direkt die Expositionsmethoden „nur Nase“ und „Ganzkörper“. Nach der Exposition „nur Nase“ mit E-Zigaretten-Aerosolen war die Nikotinkonzentration im arteriellen Blut wesentlich höher (durchschnittlich 11,32 ng/ml) als in den Venen. Ähnliche arteriovenöse Konzentrationsunterschiede wurden bei Ganzkörper-Expositionsexperimenten beobachtet. Zusammenfassend haben wir ein komplettes System beschrieben, das sich ideal für die Nikotinkinetik von E- und C-Zigaretten in vivo und für langfristige Gesundheitsforschung eignet. Unsere Ergebnisse unterstreichen, dass arterielles Blut die geeignete Bioprobe für Studien zur Nikotinzufuhr bei E-Zigaretten ist.