Bir martali ishlatiladigan elektron sigaretalar va ular bilan bog'liq sog'liq uchun xavflar: Eksperimental tadqiqot
Xabar QOLDIRISH
Bir martali ishlatiladigan elektron sigaretalar va ular bilan bog'liq sog'liq uchun xavflar: Eksperimental tadqiqot
Abstrakt
Nikotinni etkazib berishning elektron tizimlaridan (ENDS), shu jumladan bir martalik elektron sigaretlardan foydalanish keng tarqalgan. Mavjud ENDS kimyoviy tahlillari aerozollarga emas, elektron suyuqliklarga qaratilgan va nafas olish dozalari uchun asosiy omillar bo'lgan zarrachalar o'lchamlari va aerozolning nafas olish cho'kma fraktsiyalarini hisobga olmadi. Ushbu tadqiqot o'lchamiga qarab ajratilgan ENDS aerozolidagi organik kimyoviy va metall tarkibiy qismlarni o'rganib chiqdi va ushbu moddalarning to'plangan dozalari va sog'liq uchun xavflarini baholadi. Aerozol kimyoviy tahlillari ikkita mashhur bir martalik ENDS mahsulotida o'tkazildi: Puff Bar (Uzum) va Air Bar (tarvuzli muz). Organik kimyoviy moddalar va metallar tahlil qilingan o'lchamiga qarab ajratilgan aerozol namunalarini yig'ish uchun ENDS aerozol ishlab chiqarildi va Micro-Orifice Uniform Deposit Impactor-ga yetkazildi. Har bir kimyoviy modda uchun kunlik va umrbod dozalari hisoblab chiqilgan. To'langan dozalar asosida saraton va saraton bo'lmagan xavflarni baholash o'tkazildi. Biz elektron sigaret aerozolida nafas olish muammolariga olib keladigan ma'lum zararli organik kimyoviy moddalar va metallar mavjudligini aniqladik. ENDS mahsulotlaridagi xromga va Air Bar (tarvuz muzi) nikeliga mos keladigan nafas olish yo'llari saratoni xavfi an'anaviy ravishda qabul qilinadigan xavfdan sezilarli darajada yuqori edi. Usul, topilmalar va ta'sirlar ENDS toksikligi bo'yicha tadqiqotlarning mavjud adabiyotiga hissa qo'shishi mumkin, shuningdek, tamakini tartibga solish va kelajakdagi keng ko'lamli tadqiqotlar haqida ma'lumot beradi.
Kalit so‘zlar:
bir martalik elektron sigaretalar; aerozol toksikligi; sog'liq uchun xavf; zarrachalar hajmini taqsimlash; nafas olishning cho'kishi1. Kirish
Elektron nikotin yetkazib berish tizimlaridan (ENDS) foydalanish, shu jumladan elektron sigaretlardan foydalanish yoshlar va yoshlar orasida keng tarqalgan va sog'liqni saqlash muammosiga aylandi. 2019 yilgi Milliy Sog'liqni Saqlash So'rovi ma'lumotlarini ikkilamchi tahlil qilishimizga ko'ra, so'nggi o'n yil ichida o'sish tendentsiyasidan so'ng, yoshlar orasida ENDS dan doimiy foydalanish va joriy foydalanishning tarqalish darajasi mos ravishda 32,4% va 9,4% ni tashkil etdi [1]. Bundan tashqari, 2019 yilgi Yoshlar tamaki milliy so'rovi ma'lumotlaridan foydalangan holda o'tkazilgan tadqiqot shuni ko'rsatdiki, o'rta maktab o'quvchilarining 27,5 foizi hozirgi vaqtda elektron sigaretani iste'mol qilishgan; Ularning 34,2 foizi elektron sigaretani tez-tez iste'mol qilganligini (ya'ni, oxirgi 30 kun ichida 20 yoki undan ko'proq kun davomida iste'mol qilgan) qayd etdi [2]. ENDS mahsulotlari sozlanishi va yangi xususiyatlari [3,4,5], kamroq seziladigan xavf [6,7] va yonuvchan sigaretlarga qaraganda yuqori ijtimoiy maqbulligi [8] tufayli yoshlar va yoshlarga ayniqsa yoqadi.
ENDS mahsulotlari xilma-xil bo'lib, sigaretaga o'xshash bir martali ishlatiladigan mahsulotlardan (birinchi avlod) kartrij tizimlariga (ikkinchi avlod), tank tizimlariga (uchinchi avlod) va JUUL (to'rtinchi avlod) kabi nikotin tuzi qurilmalariga tez rivojlanmoqda. So'nggi paytlarda JUUL-ning mashhurligi JUUL-ga o'xshash bir martali ishlatiladigan elektron sigaret qurilmalari (bundan keyin - "bir martalik ENDS") tomonidan qo'lga kiritildi, chunki ularning ta'mi, ko'zni qamashtiruvchi dizayni va qadoqlanishi, arzonligi va qulayligi (ya'ni, barcha- in-one, o'z-o'zidan, elektron suyuqlikni to'ldirmaydi va batareyani zaryad qilmaydi) [2,9]. Tamaki sanoati qoidalarga rioya qilgan holda yangi/o'zgartirilgan mahsulotlarni taqdim etishda ajoyib zukkolik ko'rsatdi [10]. Misol uchun, ushbu tadqiqot 2022 yil boshida o'tkazilgan paytdan boshlab, bir martalik ENDS mahsulotlari FDA kartrijning tor ta'rifi tufayli federal lazzat reglamenti bilan cheklanmagan [11]. Darhaqiqat, hozirgi yosh foydalanuvchilarning 85,8 foizi meva ta'mi bilan bir martalik ENDS sotib olishadi [12].
Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, ENDS mahsulotlarida lazzat beruvchi kimyoviy moddalar mavjud bo'lib, ularning ba'zilari d-dodekalakton, mentol, benzil spirti va korilon kabi nafas olish yo'llarining tirnash xususiyati yoki zarari bilan bog'liq [13,14,15,16]. Bundan tashqari, ENDS qurilmalarining isitish elementlari (masalan, atomizator/bobin) va rezervuarlari foydalanish vaqtida elektron suyuqlik va aerozolga tushishi mumkin bo'lgan metallardan iborat bo'lib, xrom va nikel saraton xavfining asosiy hissasi hisoblanadi [17,18]. Biroq, ENDS mahsulotlari, shu jumladan bir martalik ENDS uchun o'tkazilgan mavjud kimyoviy tahlillar asosan elektron suyuqlikka qaratilgan bo'lib, u ENDS aerozolidagi kimyoviy moddalarni aks ettirishi shart emas va ular ENDS foydalanuvchilarining havo yo'llarida to'planadi [15,19]. ENDS aerozolini [20,21,22] tahlil qilgan va u bilan bog'liq sog'liq uchun xavflarni baholagan bir nechta tadqiqotlar mavjud bo'lsa-da [18], bu tadqiqotlar ENDS aerozolining zarracha hajmini va o'lchamga bog'liq bo'lgan nafas olish tizimini hisobga olmadi. sog'liq uchun xavflarni baholashda cho'kma fraktsiyalari. Bu jiddiy muammodir, chunki zarrachalarning kattaligi nafas olish yo'llarida to'g'ridan-to'g'ri yotqizilgan joy va cho'kma fraktsiyasiga ta'sir qiladi. Aslida, vaping natijasida hosil bo'lgan ENDS aerozol aerozol zarrachalarining diametri o'ta nozik (0,1 mkm dan kam) mikron o'lchamlari (taxminan 4 mkm) gacha bo'lgan suyuqlik tomchilarining aralashmasidir. Shunday qilib, inhalatsiyalangan ENDS aerozolining inson nafas yo'llarining turli hududlariga turli dozalarda tushishi va to'planishi kutilmoqda. Muhimi shundaki, ENDS aerozolining ko'p qismi pastki nafas yo'llarida to'planishi kutilmoqda, bu esa alveolyar mintaqadagi havo yo'llari yuzasining kattaligi tufayli salomatlikka salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin [23]. O'rnatilgan doza nafas olish yo'llari klirensi va so'rilish tezligini ko'rib chiqishdan oldin ichki dozaning oldingi qismidir va shuning uchun vaping bilan bog'liq sog'liq uchun xavfni baholashning asosiy indeksi bo'lib xizmat qilishi mumkin. ENDS aerozol hajmining taqsimoti va nafas olish cho'kindi fraktsiyalari bu pivot indeksini [23] to'g'ri baholash uchun asosiy omillardir va shuning uchun u sog'liq uchun xavfni baholashga kiritilishi kerak.
Ushbu tadqiqot ikkita umumiy qabul qilinadigan bir martalik ENDS mahsulotidagi kimyoviy moddalarning to'plangan dozalarini va ular bilan bog'liq saraton va saraton bo'lmagan sog'liq uchun xavflarni baholash uchun takomillashtirilgan yondashuvdan foydalangan holda bilim bo'shliqlarini to'ldirdi. Eksperimental yondashuv o'lchamga bog'liq bo'lgan aerozol nafas olish cho'kma fraktsiyalarini ko'rib chiqdi va ENDS aerozolida o'lchamga qarab ajratilgan kimyoviy tarkibiy tahlilni o'tkazdi. Bizning tadqiqotimiz natijalari vaperning o'pkasida to'plangan ENDS kimyoviy moddalarining dozalarini baholashning aniqligini oshirishi mumkin, bu esa o'z navbatida tamaki qoidalari va kelajakdagi keng ko'lamli tadqiqotlarni bir martalik ENDS mahsulotidan foydalanish bilan bog'liq sog'liq uchun xavflarni baholaydi.
2. Materiallar va usullar
2.1. Hajmi bo'yicha ajratilgan ENDS Aerozol namunalari to'plami
Ushbu tadqiqotda aerozol kimyoviy tahlillari quyidagi ikkita mashhur bir martalik ENDS mahsulotida o'tkazildi: Puff Bar (Uzum) va Air Bar (tarvuz muzi). Ushbu ikkita bir martalik ENDS mahsulotini tanlash kollej talabalarining ENDS foydalanish xatti-harakatlarini o'rgangan tadqiqot guruhi tomonidan olib borilgan alohida tadqiqotda bir martalik ENDS mahsulotlarining tarqalishiga asoslangan. Ushbu ikkita bir martalik ENDS mahsuloti tadqiqot ishtirokchilari orasida eng ko'p qabul qilingan mahsulotlar edi.
Ushbu tadqiqotda oʻlchamiga qarab ajratilgan ENDS aerozol namunalari Micro-Orifice Uniform Deposit Impactor (MOUDI 110-R, MSP Co., Shoreview, MN, AQSH) yordamida toʻplangan. MOUDI oʻzining 11 yigʻish bosqichida (yaʼni oʻlchamiga qarab ajratilgan namuna olish) zarrachalar diametri 0.056 dan 18 mkm gacha boʻlgan aerozol namunalarini toʻplash imkoniyatiga ega. U zarracha hisoblagichlari va spektrometrlar kabi to'g'ridan-to'g'ri o'qiladigan oddiy aerozol asboblaridan ustundir, ular juda yuqori aerozol konsentratsiyasiga ega bo'lgan yangi ishlab chiqarilgan elektron sigaret aerozolini ishlata olmaydi. Har bir MOUDI bosqichida yig'iladigan zarrachalar o'lchami diapazoni mavjud va o'pkada cho'kmaning o'rtacha ulushi ushbu zarracha o'lchami diapazoni asosida hisoblanishi mumkin (A Ilova A1-jadvalga qarang). MOUDI tomonidan turli bosqichlarda to'plangan ENDS aerozol namunalari zarrachalar hajmini taqsimlash hisob-kitoblari va kimyoviy tarkib tahlillari uchun ishlatilgan.
Bir martalik ENDS aerozol namunalarini yig'ish uchun politetrafloroetilen (PTFE) membran filtrlari (PALL Co., Port Vashington, NY, AQSh) har bir MOUDI bosqichiga joylashtirildi va MOUDI 30 L/min namuna olish oqimi tezligida ishladi. Ikkita bir martalik ENDS mahsulotidan ENDS aerozolini olish uchun 100 ml shpritsdan foydalanildi va keyin namuna olish uchun ENDS aerozolini to'g'ridan-to'g'ri MOUDI ga pompaladi. Keyingi vazn va moddani tahlil qilish uchun har bir MOUDI bosqichida etarli miqdorda ENDS aerozolini to'plash uchun ushbu protsedura 10 marta (10 marta) takrorlandi. Namuna yig'ish tajribasidan so'ng, yig'ilgan ENDS aerozol namunalari bo'lgan PTFE filtrlari MOUDI dan tushirildi, mikrobalans bilan alohida tortildi va keyin ENDS aerozolidagi o'lchamga bog'liq kimyoviy tarkibiy qismlarni aniqlash uchun organik kimyoviy tahlil va metall tahlillari uchun laboratoriyalarga yuborildi. Namuna yig'ish ma'lumotlar ishonchliligi va takrorlanishini ta'minlash uchun har bir ENDS mahsuloti uchun uch marta o'tkazildi. ENDS aerozol zarralari hajmining taqsimoti va o'lchamga bog'liq bo'lgan kimyoviy tarkibiy ma'lumotlar vaper o'pkasida ma'lum bir ENDS kimyoviy moddasining to'plangan dozasini baholashda muhim rol o'ynaydi.
2.2. Organik kimyoviy va metall tahlili
ENDS aerozolining organik kimyoviy tahlili gaz xromatografiyasi-mass spektrometriyasi (GC/MS) yordamida oʻlchamga bogʻliq maʼlumotlarni olish uchun MOUDI filtrlarida nikotin, PG, VG va aromatizatorlar kabi organik kimyoviy moddalar massasini aniqlash uchun oʻtkazildi. Xususan, elektron suyuqlik bilan namlangan vaping tayoqchalarini aniqlash uchun ikkita bir martalik ENDS qismlarga ajratilgan. Elektron suyuqlikdagi asosiy kimyoviy komponentlar dastlab asetonitril bilan ekstraksiya qilingan va GC/MS tomonidan tahlil qilingan. Keyin, MOUDI filtrlaridagi ENDS aerozol namunalari xuddi shu tarzda ekstraktsiya qilindi va GC/MS tahlili uchun konsentratsiya qilindi. GC/MS kimyoviy tahlili elektron ionlashtiruvchi ion manbai (GC/EI-MS, Agilent 6890N GC va 5975 inert XL MSD) bilan jihozlangan va kimyoviy moddalarning barchasi haqiqiy yoki surrogat standartlardan foydalangan holda aniqlangan. Organik tahlil uchun batafsil protseduralar boshqa joyda tasvirlangan [23]. Organik kimyoviy tahlilda maqsadli tahlil qiluvchi moddalarning tiklanishi ma'lum miqdordagi kimyoviy moddalarni bo'sh filtrlarga (n=3) sepish va ularni aerozol namunalarini yig'ish bilan bir xil protseduralar bilan ajratib olish orqali aniqlandi. Metall tahlili o'lchamga bog'liq ma'lumotlarni olish uchun turli MOUDI filtrlarida nikel, xrom va qo'rg'oshin kabi xavfli metallarning massasini aniqlash uchun Induktiv ravishda bog'langan plazma massa spektrometriyasi (ICP/MS) yordamida o'tkazildi. MOUDI filtrlari birinchi marta ultra toza ikki marta distillangan HNO dan foydalangan holda kislotali yuvish va hazm qilish uchun qayta ishlandi.3va HF, so'ngra hazm qilingan namuna eritmalari boshlang'ich quruqlikka qadar bug'lanadi. ICP/MS Triple Quad (Model 8800, Agilent Technologies, Santa Clara, CA, AQSH) [24] yordamida ICP/MS tahlili uchun avval yaxshi oʻrnatilgan protokolga amal qilingan. Shu tarzda, ±5% aniqlik bilan sub-ppb (ng/g) darajagacha bo'lgan metall elementlarni olish mumkin.
Ushbu tadqiqotda laboratoriya tahlilining diqqat markazida ENDS aerozolida oldindan aniqlangan va adabiyotda chop etilgan zararli organik kimyoviy moddalar va metallar [14,18,25,26,27,28,29]. Shu sababli, bizning organik kimyoviy tahlilimiz dizayni nikotin, tashuvchi erituvchi (masalan, glitserin, propilen glikol, formaldegid, atsetaldegid, akrolein, aseton, metilglioksal, benzoik kislota va trietil sitrat), shuningdek, xushbo'ylashtiruvchi va boshqa kimyoviy moddalarga qaratilgan edi. masalan, etilvanillin, vanilin, sinnamaldegid, mentol, asetoin, sitral, benzil spirt, benzaldegid, diatsetil, etil asetat, etil maltol, triatsetin, metil antranilat, metil dihidrojasmonat, melonal, korildolon, -, kalon, -, 3-hexen-1-ol). Xuddi shu qoidaga ko'ra, bizning metall tahlilimizda 20 dan ortiq metallar aniqlangan, ammo bu tadqiqotda asosiy e'tibor nikel (Ni), marganets (Mn), sink (Zn), xrom (Cr) va qo'rg'oshin (Pb) ga qaratilgan.
2.3. ENDS moddalarining yotqizilgan dozalarini hisoblash
Vapers o'pkasida ENDS moddalarini inhalatsiyalash bilan bog'liq sog'liq uchun xavflarni baholash uchun o'rtacha kunlik doza (ADD) va umr bo'yi o'rtacha kunlik doza (LADD) hisoblab chiqilgan. ADD va LADD quyidagi an'anaviy tenglamalar asosida hisoblab chiqilgan:𝐴𝐷𝐷=𝐶×𝐶𝑅×𝐶𝑇𝐵𝑊×𝐴𝑇���=�×��×����×��
(1)
𝐿𝐴𝐷𝐷=𝐶×𝐶𝑅×𝐶𝑇𝐵𝑊×𝐿𝐸����=�×��×����×��
(2)
bu yerda 𝐶� - ekspozitsiya kontsentratsiyasi (ng/m3), 𝐶𝑅�� - aloqa tezligi (m3/kun), 𝐶𝑇�� - yuqori darajadagi vaper populyatsiyasi uchun 30 yil (10 950 kun) deb taxmin qilingan aloqa vaqti, 𝐵𝑊�� - tana vazni (70 kg), 𝐴𝑇�� - o'rtacha vaqt , bu 𝐶𝑇�� (10,950 kun) ga teng va 𝐿𝐸�� - umr bo’yi umr ko’rish davomiyligi, USEPA sukut bo’yicha ta’sir qilish taxminlariga ko’ra 70 yil (25,550 kun). Vaping holatida 𝐶×𝐶𝑅�×�� atamasi ENDS moddasining kunlik iste'moliga (ng/kun) teng bo'lib, vaping orqali moddaning kunlik iste'moli bir vaqtning o'zida vapingning umumiy nafasidan kelib chiqishi kerak. kun. Adabiyotlarga asoslanib, vaperning o'rtacha kunlik nafas olishi taxminan 163 marta / kunni tashkil qiladi [30]. Shuning uchun, eksperimental dizayn va ushbu tadqiqot natijalariga asoslanib, (1) va (2) tenglamalarni vaping sozlamalari uchun quyidagicha o'zgartirish mumkin:𝐴𝐷𝐷𝑗=∑𝑖𝐴𝐷𝐷𝑖,𝑗=0.1𝑀𝑖,𝑗×𝐶𝑅𝑝×𝐶𝑇𝐵𝑊×𝐴𝑇����=∑�����,�=0.1��,�×���×����×��
(3)
𝐿𝐴𝐷𝐷𝑗=∑𝑖𝐿𝐴𝐷𝐷𝑖,𝑗=0.1𝑀𝑖,𝑗×𝐶𝑅𝑝×𝐶𝑇𝐵𝑊×𝐿𝐸�����=∑������,�=0.1��,�×���×����×��
(4)
Bu yerda 𝑀𝑖,𝑗��,� - MOUDI I bosqichida (i {0}} dan 11 gacha) ENDS aerozolidagi ma'lum ENDS moddasi j (organik kimyoviy yoki metall) ning GK dan massasi. /MS va ICP/MS tahlillari. 𝑀𝑖,𝑗��,� 10 ta pufga asoslanganligi sababli, 0,1𝑀𝑖,𝑗���, bir pufdagi ENDS moddasining massasiga teng. 𝐶𝑅𝑝��� – puf/kun birligidagi ENDS aerozol bilan aloqa qilish tezligi. Adabiyotlarga asoslanib, 𝐶𝑅𝑝��� kuniga 163 puf deb belgilangan edi [30]. Bularga asoslanib, 𝐴𝐷𝐷𝑖,𝑗����,� ENDS aerozolidagi j j o’lchamdagi o’lcham oralig’ida (MOUDI bosqichi i) o’rtacha sutkalik dozasini aks ettiradi; 𝐿𝐴𝐷𝐷𝑖,𝑗�����,� ENDS aerozolidagi j j o’lchamdagi o’lcham oralig’ida mavjud bo’lgan muayyan moddaning umr bo’yi o’rtacha sutkalik dozasi. Tenglamalar (3) va (4) yig'indisi shuni ko'rsatadiki, faol vaperning o'pkasidagi o'ziga xos ENDS moddasining dozasi barcha 11 individual MOUDI bosqichlari (∑𝐴𝐷𝐷𝑖,𝑗∑����,� va ∑𝐿𝐴𝐷𝐷𝑖,𝑗∑�����,�). Tenglamalar (3) va (4) aerozolning nafas olish yo’llarida cho’kish fraksiyalarining muhim omilini hisobga olgan holda vaper o’pkasida to’plangan dozani (ya’ni, dozani) baholash uchun qo’shimcha o’zgartirilishi mumkin. Haqiqatan ham havo yo'llarida to'plangan ENDS aerozolining hissasi) quyidagicha:𝐴𝐷𝐷′𝑗=∑𝑖𝐴𝐷𝐷𝑖,𝑗×𝐷𝐹𝑖���′�=∑�����,�×���
(5)
𝐿𝐴𝐷𝐷′𝑗=∑𝑖𝐿𝐴𝐷𝐷𝑖,𝑗×𝐷𝐹𝑖����′�=∑������,�×���
(6)
bu yerda 𝐷𝐹𝑖��� – MOUDI i bosqichidagi yig‘iladigan aerozol o‘lchami uchun nafas olish yo‘llarining o‘rtacha cho‘kma qismi ({0}}.0 dan 1,0 gacha). Ushbu tadqiqotda ishlatiladigan inson nafas olish tizimi alveolyar hududga traxeobronxial havo yo'llarini qamrab oladi va o'rtacha cho'kma fraktsiyalarini olish uchun aerozolli nafas olish cho'kma fraktsiyalarining tegishli nashr etilgan ma'lumotlari qabul qilingan (taxminiy 𝐷𝐹𝑖���� uchun A Ilova A1-jadvalga qarang) 23]. Shunday qilib, 𝐴𝐷𝐷′𝑗����� va 𝐿𝐴𝐷𝐷′𝑗������ ENDS aerozolidagi moddaning real o’lchamiga bog’liq massa ulushlarini, shuningdek, nafas olayotgan ENDS aerozollarining ulushini hisobga oladi. saqlangan dozaga.2.4. Saraton va saraton bo'lmagan xavflarni baholash
Tenglama (5) dan hisoblangan 𝐴𝐷𝐷′𝑗����� keyin bir martalik ENDS mahsulotida (organik kimyoviy yoki metall) j moddasi keltirib chiqaradigan saraton bo'lmagan sog'liq uchun xavfni baholash uchun xavf koeffitsientini (HQ) hisoblash uchun ishlatilgan. quyida bayon qilinganidek:𝐻𝑄𝑗=𝐴𝐷𝐷′𝑗𝑅𝑓𝐷𝑗 {<1 No adverse health effect is expected>1 Salomatlikka salbiy ta'sir potentsial ���=��������� {<1 No adverse health effect is expected>1 Salomatlikka salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin
(7)
bu yerda 𝑅𝑓𝐷𝑗���� – ENDS j moddasi uchun e’lon qilingan etalon doza (RfD). E'tibor bering, agar ma'lum bir modda uchun faqat mos yozuvlar konsentratsiyasi (RfC) mavjud bo'lsa, RfC 20 m inhalatsiya tezligidan foydalangan holda RfD ga aylantirildi.3/kun va standart tana vazni 70 kg (ya'ni, RfD=RfC × 20/70) [18]. Bundan tashqari, xavflilik indeksi (HI) bir xil maqsadli organ/tizimga (masalan, nafas olish tizimiga) o'xshash saraton bo'lmagan salomatlik ta'sirini keltirib chiqaradigan moddalarga nisbatan qo'llanildi. Shuning uchun, HI barcha tegishli 𝐻𝑄𝑗��� (𝐻𝐼=∑𝐻𝑄𝑗��=∑���) ning yig’indisidir. Agar HQ yoki HI 1,0 dan oshsa, bu bir martalik ENDS foydalanuvchilari uchun saraton bo'lmagan salbiy ta'sirlar mavjudligini ko'rsatadi. Bir martalik ENDS mahsulotidan foydalanish bilan bog'liq saraton kasalliklari:𝐶𝑎𝑛𝑐𝑒𝑟 𝑅𝑖𝑠𝑘𝑗=𝐿𝐴𝐷𝐷′𝑗×𝐶𝑆𝐹𝑗 {<10−6 Acceptable cancer risk >10−6 Nomaqbul saraton xavfi�����������=������×���� {<10−6 Acceptable cancer risk >10−6 Nomaqbul saraton xavfi
(8)
bu yerda 𝐶𝑆𝐹𝑗���� – ma’lum bir ENDS j moddasi (organik kimyoviy yoki metall) ning e’lon qilingan saraton moyillik omili (ya’ni, saraton kuchi). Saraton xavfini baholash uchun saraton xavfi 10 dan oshadi−6(bir milliondan biri) bir martalik ENDS foydalanuvchilari uchun nomaqbul saraton xavfini ko'rsatadi. Saraton va saraton bo'lmagan xavflarni baholash uchun (7) va (8) tenglamalardagi RfD, RfC va CSF qiymatlari AQSh EPA va CalEPA rasmiy veb-saytlaridan tuzilgan [31,32,33,34].3. Natijalar
3.1. ENDS Aerosolida aniqlangan moddalar
1-jadvalda va 2-jadvalda mos ravishda ikkita bir martalik ENDS mahsuloti, Puff Bar (Uzum) va Air Bar (tarvuz muzi) dan hosil bo'lgan aerozoldan aniqlangan (tanlangan) organik kimyoviy moddalar va metallar ko'rsatilgan. Miqdoriy natijalar filtrda aniqlangan moddaning massasi (ng) sifatida ifodalanadi, bu bir xil MOUDI bosqichidagi uch nusxadagi filtr namunalarining o'rtacha qiymati edi. Kimyoviy tahlilimiz asosida organik birikmalar uchun Puff Bar (Uzum) va Air Bar (tarvuz muz) tarkibida nikotin, propilen glikol (PG), glitserin (VG), benzoik kislota, trietil sitrat, etil maltol va {{2 }}hexen-1-ol. Ma'lumki, PG va VG odatda ENDS mahsulotlarining elektron suyuqligida ishlatiladigan tashuvchi erituvchilardir. Bundan tashqari, Puff Bar tarkibida metil antranilat, -terpineol va perillartin, Air Barda esa benzil spirti, vanilin, melonal, metil dihidrojasmonat va -dekalakton mavjud. Xushbo'y moddalar sifatida vanillin, melonal, etil maltol va benzil spirti kabi organik kimyoviy moddalar qo'shiladi [35]. Metalllarni tahlil qilish uchun biz faqat 1-jadval va 2-jadvalda salomatlikka salbiy ta'sir ko'rsatishi hujjatlashtirilgan metallarni sanab o'tdik. Filtrlarda aniqlangan metallarga xrom, nikel, marganets, qo'rg'oshin, alyuminiy va rux kiradi, ularning barchasi hujjatlashtirilgan. nafas olish tizimi (va hatto o'pka saratoni) va markaziy asab tizimiga salbiy ta'sir ko'rsatishi uchun [18]. 1-jadval va 2-jadval, shuningdek, MOUDI tomonidan to'plangan ENDS aerozolining yig'iladigan aerozol o'lchami diapazonlari asosida massa taqsimotini taqdim etadi. Umuman olganda, organik kimyoviy moddalar massasi normal taqsimlangan va 6-bosqich atrofida eng yuqori cho‘qqisiga chiqqan (yig‘iladigan aerozol hajmi 1,8 d dan katta yoki teng. 1,{17}} mkm dan katta yoki teng), bu massa taqsimotiga mutanosib ( zarracha hajmi taqsimotiga teng) ENDS aerozolining. Biroq, biz bunday taqsimotdan keyin metallarni kuzatmadik. Yuqoridagi o'lchamga bog'liq bo'lgan moddani tashkil etuvchi ma'lumotlarga ko'ra, ENDS bilan bog'liq bo'lgan ma'lum bir moddaning (organik kimyoviy yoki metall) vaper o'pkasida to'plangan dozasini, shuningdek, sog'liq uchun xavflarni aniqlash mumkin.
1-jadval.Havo bari (tarvuz muzi) tomonidan ishlab chiqarilgan o'lchamiga qarab ajratilgan ENDS aerozol namunalarida aniqlangan moddalar.
2-jadval.Puff Bar (Grape) tomonidan ishlab chiqarilgan o'lchamiga qarab ajratilgan ENDS aerozol namunalarida aniqlangan moddalar.
3.2. ENDS moddalarining nafas olish yo'llarida yotqizilgan taxminiy dozalari
3-jadval va 4-jadvalda 1-jadval va 2-jadvalda keltirilgan organik kimyoviy moddalar va metallar uchun taxminiy QO'SH va LADD ko'rsatilgan. Hisoblangan QO'SH va LADD ENDSning real foydalanish parametrlarini hisobga olgan holda (1)–(6) tenglamalar asosida hisoblangan. , aerozol hajmiga bog'liq moddalar tarkibi va an'anaviy aerozol nafas olish cho'kma fraktsiyalari. ADD va LADD qiziqtirgan ENDS moddasining nafas olish yo'lida to'plangan dozasini o'lchaydi. 3-jadval va 4-jadvalda ko'rsatilganidek, nikotin, propilen glikol, glitserin va benzoik kislotaga mos keladigan yotqizilgan dozalar boshqa organik kimyoviy moddalarga qaraganda nisbatan yuqori edi. Metalllar orasida rux, alyuminiy, nikel va xromning yotqizilgan dozalari nisbatan yuqori bo'lgan. Umuman olganda, Air Bar (tarvuzli muz) Puff Bar (Uzum) bilan solishtirganda organik kimyoviy moddalar va metallarning yuqori dozalarini to'plashga olib keldi. Xususan, Air Bar (tarvuz muzi) dan hosil bo‘lgan ENDS aerozolida Puff Bar (uzum) bilan solishtirganda nikotin, propilen glikol, glitserin, xrom, nikel, marganets, qo‘rg‘oshin, alyuminiy va ruxning yuqori hisoblangan dozalari bor edi.
3-jadval.Air Bar-Watermelon Ice tomonidan ishlab chiqarilgan ENDS aerozolining o'pkada to'plangan taxminiy dozalari va saraton va saraton bo'lmagan xavflari.
4-jadval.Puff Bar-Grape tomonidan ishlab chiqarilgan ENDS aerozolining o'pkada to'plangan taxminiy dozalari va saraton va saraton bo'lmagan xavflari.
3.3. ENDS moddalarining taxminiy saraton va saraton bo'lmagan xavflari
ENDS aerozolida topilgan tanlangan metallar uchun saraton va saraton bo'lmagan xavflar tegishli ADD va LADD asosida baholangan va natijalar 3-jadval va 4-jadvalda keltirilgan. Ushbu jadvallar AQSh tomonidan nashr etilgan CSF qiymatlarini ham ko'rsatadi. EPA va CalEPA va saraton xavfini baholashda qo'llanilgan [32]. Air Bar (tarvuz muzi) tomonidan ishlab chiqarilgan aerozolda topilgan metallar orasida xrom va nikelning saraton xavfi 1.0 × 10 edi.−3va 1,5 × 10−6, mos ravishda, ular 10 dan qabul qilinadigan xavfdan sezilarli darajada yuqori hisoblanadi−6. Puff Bar (Uzum) tomonidan ishlab chiqarilgan aerozol tarkibidagi metallar uchun xromga mos keladigan nafas olish saratoni xavfi 3,9 × 10 edi.−4, bu ham an'anaviy qabul qilinadigan xavfdan oshadi. Saraton bo'lmagan xavfni baholash uchun (HQ tomonidan o'lchanadi) AQSh EPA va CalEPA tomonidan nashr etilgan metallarga mos keladigan RfD (yoki RfC) ishlatilgan (3-jadvalda va 4-jadvalda keltirilgan) [31,33,34]. Saraton bilan bog'liq bo'lmagan xavfni baholash natijalari shuni ko'rsatadiki, 3-jadval va 4-jadvaldagi barcha metallar uchun HQ qiymatlari 1 dan kichik bo'lgan.{{10}}, ya'ni hech qaysi metalning o'zi bu holatga olib kelmaydi. nafas olish tizimiga yoki markaziy asab tizimiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Shu bilan birga, bir xil maqsadli organga mos keladigan saraton bo'lmagan sog'liq uchun xavflarni sarhisob qilganda, Air Bar (tarvuz muzi) tomonidan ishlab chiqarilgan aerozol tarkibidagi xrom va nikel HI=1 nafas olish xavfini tug'dirishi aniqlandi.14, Bu qabul qilinadigan 1,0 darajasidan yuqori bo'lib, Air Bar (tarvuz muzi) dan muntazam ravishda foydalanadigan odamlar orasida salbiy nafas olish ta'siri (saraton bo'lmagan) uchun potentsial xavfni ko'rsatadi. Shunga o'xshash salbiy ta'sir Puff Bar (Uzum) tomonidan ishlab chiqarilgan aerozolda topilmadi.
4. Munozara
Ushbu eksperimental tadqiqotdan olingan natijalar nafas olish yo'llarida to'plangan dozani va bir martalik ENDS foydalanish bilan bog'liq saraton va saratondan tashqari sog'liq uchun xavflarni aniqroq baholashni ta'minlash orqali adabiyotdagi bo'shliqlarni to'ldirdi. ENDS aerozolidan oʻlcham boʻyicha ajratilgan kimyoviy tarkibiy maʼlumotlarni olish va aerozol oʻlchamiga bogʻliq boʻlgan nafas olish yoʻllarining choʻkma qismini hisobga olgan holda, bir martalik ENDS mahsulotlarining sogʻliq uchun xavflarini toʻgʻri baholash mumkin. Ushbu yondashuvning asosiy kuchi shundaki, u insonning havo yo'llarida yotadigan ENDS moddalarining miqdorini hisobga oladi.
Bizning kimyoviy tahlil natijalarimiz elektron sigaret aerozolida zararli organik kimyoviy moddalar va metallarni (masalan, benzil spirti, -dekalakton, xrom, nikel) o'z ichiga olganligini tasdiqladi, ular nafas olish muammolari va hatto o'pka saratoniga olib kelishi hujjatlashtirilgan. Shuningdek, biz ENDS aerozolida marganets va qo'rg'oshinni topdik, bu insonning markaziy asab tizimiga salbiy ta'sir qiladi. Aniqlangan metallar orasida biz ikkala bir martalik ENDS mahsulotidagi xromga mos keladigan nafas olish yo'llari saratoni xavfi maqbul xavfdan sezilarli darajada yuqori ekanligini aniqladik. Air Bar (tarvuz muzi) aerozolidagi nikelga mos keladigan nafas olish yo'llari saratoni xavfi ham qabul qilinadigan xavfdan sezilarli darajada yuqori edi. Bundan tashqari, ikkita bir martali ishlatiladigan ENDS mahsulotidagi xrom ham, nikel ham saraton bo'lmagan sog'liq uchun qabul qilinishi mumkin bo'lmagan xavflar bilan bog'liq emas. Shunga qaramay, bir xil maqsadli organ bilan ularning saraton bo'lmagan individual xavflarini sarhisob qilganda, biz Air Bar (tarvuz muzi) tomonidan ishlab chiqarilgan ENDS aerozolidagi xrom va nikelning nafas olish tizimiga qo'shimcha ta'sir ko'rsatishini aniqladik. Ushbu natijalar kanserogen va zararli kimyoviy moddalar haqiqatan ham ENDS dan muntazam foydalanuvchilarni tashvishga solayotgani haqidagi tushunchani qo'llab-quvvatlovchi ortib borayotgan dalillarni aks ettirdi [18,25,35]. Shunisi e'tiborga loyiqki, bizning taxmin qilingan saraton va saraton bo'lmagan xavflarimiz, ehtimol, turli xil ENDS turlari va metall konsentratsiyasini olish usullari bilan bog'liq bo'lishi mumkin bo'lgan Fowles va boshqalar [18] tadqiqotidagidan past edi. Bizning taxminlarimiz aniqroq bo'lishi mumkin, chunki ular insonning havo yo'llarida to'plangan kimyoviy moddalarning taxminiy dozalariga, shuningdek, eksperimental tahlil qilingan va ENDS aerozolida topilgan ENDS moddalarining tarkibiga asoslangan.
Ushbu tadqiqotning o'ziga xos hissasi shundaki, to'plangan dozalar va ular bilan bog'liq sog'liq uchun xavflar aerozolning zarracha hajmiga bog'liq. Ushbu tadqiqotda foydalanilgan usul boshqa ENDS mahsulotlari uchun aerozol zaharliligini tekshirish uchun qo'llanilishi mumkin. Xususan, bizning kimyoviy tahlilimiz natijasida olingan o'lchamga bog'liq tarkibiy ma'lumotlar insonning havo yo'llari hududida ENDS kimyoviy moddalarining dozasini to'g'ri baholash uchun foydali ma'lumotlarni taqdim etdi. MOUDI hajmi bo'yicha ajratilgan namunalar to'plamidan olingan ma'lumotlarga asoslanib, biz deyarli barcha organik kimyoviy moddalarning zarracha hajmi taqsimoti ENDS aerozol massasi taqsimotiga mutanosib ekanligini aniqladik. ENDS aerozolidagi organik kimyoviy moddalar odatda tarqalgan bo‘lib, odatda MOUDI 6-bosqichida eng yuqori cho‘qqisiga chiqdi (to‘planadigan aerozol hajmi: 1.0 dan 1,8 mkm gacha). Hajmiga bog‘liq bo‘lgan aerozolning nafas olish yo‘llarida cho‘kishi haqidagi ma’lumotni hisobga olsak (A-ilova A1-jadvalda keltirilgan), bu nafas oladigan eng ko‘p bo‘lgan ENDS aerozolining 16% (1,0–1,8 mkm) vaperning o‘pkasida to‘planishini anglatadi. traxeobronxial havo yo'llari va alveolyar mintaqa.
Takomillashtirilgan eksperimental usuldan tashqari, ushbu tadqiqot muhim siyosiy ta'sirga ega. Ushbu tadqiqot shuni ko'rsatdiki, aerozolda zararli va potentsial zararli organik birikmalar va metallar ikkita bir martalik ENDS dan aniqlangan, bir nechta metallar haddan tashqari qabul qilinadigan saraton va/yoki saraton bo'lmagan xavflarni keltirib chiqaradi. Ushbu natijalar bunday zararli va potentsial zararli kimyoviy moddalarni tartibga solish muhimligini ta'kidlaydi. ENDS mahsulotlarining elektron suyuqliklaridagi isitish elementlari va xushbo'y moddalar ba'zi zararli kimyoviy moddalarning manbalari ekanligi haqidagi oldingi tadqiqotlar natijalarini tekshirishdan tashqari [18,25], bizning tadqiqotimiz ENDS bilan bog'liq moddalarning dozalarini yanada aniqroq baholash uchun metodologiyani ishlab chiqdi. Bu toksik moddalar darajasini aniqroq baholash orqali tamaki mahsulotlarini tartibga solishni yaxshiroq xabardor qilishi mumkin. Bundan tashqari, FDA elektron sigaret kartridjining tor ta'rifi [11] tufayli FDA xushbo'y ENDS mahsulotlarini taqiqlaganligi sababli, bir martalik ENDSga alohida e'tibor qaratilgan tadqiqotimiz natijalari FDA uchun qo'shimcha ilmiy asos bo'lib xizmat qildi. lazzat taqiqini bir martalik ENDS mahsulotlariga uzaytirish. Bundan tashqari, ENDS kompaniyalari odatda ENDS tarkibida nikotin, xushbo'y hidli kimyoviy moddalar va tashuvchi eritmalar (masalan, propilen glikol) borligini e'lon qiladi, lekin ENDS aerozolida zararli moddalar mavjudligini [36] kamaytiradi, shuning uchun mahsulotlarni yorliqlash uchun qattiqroq talablar va samarali qarshi aloqa kampaniyalarini o'tkazish zarur. .
Ushbu tadqiqotda tan olinishi kerak bo'lgan cheklovlar mavjud. Birinchidan, biz ikkita umumiy qabul qilingan bir martalik ENDS dan aerozolni o'rgangan bo'lsak-da, ular lazzatlar, modellar va brendlar bo'yicha o'zgarib turadigan barcha ENDS mahsulotlarini ko'rsatmadi. Turli xil mahsulot xususiyatlari turli xil sog'liq uchun xavflar bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Misol uchun, ENDS tomonidan ishlab chiqarilgan aerozollardagi benzaldegidni o'rgangan bir tadqiqot shuni ko'rsatdiki, benzaldegidning eng yuqori darajasi gilos aromali ENDS mahsulotlarida aniqlangan [37]. Tamaki mahsulotlarini tartibga solish bo'yicha qo'shimcha chora-tadbirlar haqida ma'lumot berish uchun mahsulotning xususiyatlari (masalan, lazzat, model, quvvat kuchlanishi) bilan birgalikda aerozolning toksikligini tizimli ravishda tekshirish uchun kelajakdagi tadqiqotlar zarur. Ikkinchidan, ENDS aerozolidagi organik birikmalar va metallar bilan bog'liq saraton va saraton bo'lmagan sog'liq uchun xavflarni baholashimiz EPA va CalEPA tomonidan taqdim etilgan hujjatlashtirilgan saraton kuchi (CSP) va RfD (yoki RfC) ma'lumotlariga asoslangan. Biroq, ushbu tadqiqotda aniqlangan organik kimyoviy moddalarning aksariyati uchun bunday ma'lumotlar o'rnatilmagan. Shunday qilib, ADD va LADD kabi kunlik dozalarni ENDS aerozolida topilgan barcha organik kimyoviy moddalar uchun taxmin qilish mumkin bo'lsa-da, sog'liq uchun xavfni baholash faqat ba'zi kimyoviy moddalar uchun bajarilishi mumkin. Boshqa kimyoviy moddalarning toksikligi haqida ma'lumot (ya'ni, CSP, RfD va RfC) mavjud bo'lganda, ular bilan bog'liq sog'liq uchun xavflarni qo'shimcha tekshirish uchun kelajakdagi tadqiqotlar zarur. Nihoyat, ENDS aerozolini yaratish uchun ENDS mahsulotlaridan aerozol olish uchun shpritsdan foydalanish vapingning haqiqiy holatini anglatmasligi mumkin. Biroq, bu usul ENDS mahsulotlaridan aerozolni samarali ishlab chiqarishning oddiy va foydali usuli hisoblanadi. Kelgusi tadqiqotlar uchun CSM-eSTEP (CH Technology USA, Inc., Northeastern, Nyu-Jersi) kabi tijoratda mavjud bo'lgan elektron sigaret puflash mashinalari tegishli tajribalar uchun yanada ishonchli va ishonchli ENDS aerozolini yaratish uchun sotib olinishi mumkin.
5. Xulosalar
Ushbu tadqiqot aerozol o'lchamiga bog'liq bo'lgan ENDS moddasining tarkibiy qismlarini va aerozolning nafas olish yo'llarining cho'kma fraktsiyalarini hisobga olgan holda bir martalik ENDS mahsulotidan foydalanish bilan bog'liq bo'lgan nafas olish yo'lida to'plangan doza bo'yicha qimmatli eksperimental natijalar beradi, bu esa saraton va saraton bo'lmagan xavflarni aniqroq baholash imkonini beradi. Tadqiqotdan olingan usul va topilmalar ENDS aerozolining toksikligi bo'yicha mavjud adabiyotlarga hissa qo'shishi va ENDS bilan bog'liq sog'liq uchun xavflarni o'rganadigan kelajakdagi keng ko'lamli tadqiqotlar haqida ma'lumot berishi mumkin. Topilmalar, shuningdek, tamaki chekishni tartibga soluvchi sa'y-harakatlarni ham ma'lum qilishi mumkin, masalan, federal lazzat taqiqini bir martalik ENDS mahsulotlariga kengaytirish, mahsulotlarni yorliqlash bo'yicha qat'iy talablarni joriy etish va ushbu yangi ENDS mahsulotlarining sog'lig'iga ta'siriga qarshi kurashish uchun samarali aloqa kampaniyalarini ishlab chiqish.
Muallif hissalari
W.-CS, H.-CL va AB tadqiqotni ishlab chiqdilar va kontseptualizatsiya qildilar. H.-CL va AB adabiyotlarni izlash va oldingi tadqiqot ishlarining xulosalarini taqdim etdi. W.-CS laboratoriya ishini olib bordi. H.-CL salomatlik xavfini baholashni o'tkazdi. H.-CL va W.-CS topilmalarni sharhladilar. H.-CL va W.-CS qo'lyozmani tuzdilar. AB qo'lyozmani tanqidiy qayta ko'rib chiqdi. Barcha mualliflar qo'lyozmaning nashr etilgan versiyasini o'qib chiqdilar va rozi bo'ldilar.
Moliyalashtirish
Ushbu tadqiqot R21ES031795 tomonidan Atrof-muhit salomatligi fanlari milliy institutidan (NIEHS) W.-CSgacha, R01DA049154 tomonidan Giyohvandlikka qarshi kurash milliy institutidan (NIDA) AB va H.-CLgacha va Janubi-g'arbiy Kasbiy markaz tomonidan qo'llab-quvvatlandi. va Atrof-muhit salomatligi (SWCOEH), Kasalliklarni nazorat qilish va oldini olish markazlari (CDC) Milliy mehnat xavfsizligi va salomatligi instituti (NIOSH) ta'lim va tadqiqot markazi (T42OH008421) Texas universitetining Xyustondagi (UTHealth) jamoat maktabi sog'liqni saqlash fanlari markazi Salomatlik.
