afزبان
صفحه اصلی - دانش - جزئیات

سیگارهای الکترونیکی یکبار مصرف و خطرات مرتبط با سلامتی: یک مطالعه تجربی

Sep 13, 2024

پیام بگذارید

سیگارهای الکترونیکی یکبار مصرف و خطرات مرتبط با سلامتی: یک مطالعه تجربی

چکیده

استفاده از سیستم های الکترونیکی تحویل نیکوتین (ENDS)، از جمله سیگارهای الکترونیکی یکبار مصرف، رایج بوده است. آنالیزهای شیمیایی موجود ENDS به جای ذرات معلق در هوا بر روی مایعات الکترونیکی متمرکز بود و اندازه ذرات و کسرهای رسوب تنفسی آئروسل را که فاکتورهای کلیدی برای دوزهای استنشاقی هستند در نظر نگرفت. این مطالعه ترکیبات شیمیایی و فلزی آلی را در آئروسل ENDS جدا شده بر اساس اندازه بررسی کرد و دوزهای رسوب‌شده و خطرات سلامتی این مواد را ارزیابی کرد. تجزیه و تحلیل شیمیایی آئروسل بر روی دو محصول یکبار مصرف محبوب ENDS انجام شد: نوار پفکی (انگور) و نوار هوا (یخ هندوانه). برای جمع‌آوری نمونه‌های آئروسل تفکیک‌شده با اندازه، که در آن مواد شیمیایی آلی و فلزات مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند، یک آئروسل ENDS تولید و به یک ضربه‌گیر رسوب یکنواخت Micro-Orifie تحویل داده شد. دوز روزانه و طول عمر برای هر ماده شیمیایی برآورد شد. ارزیابی خطر سرطان و غیر سرطان بر اساس دوزهای سپرده شده انجام شد. ما دریافتیم که آئروسل سیگار الکترونیکی حاوی مواد شیمیایی آلی و فلزات مضر خاصی است که منجر به مشکلات تنفسی می شود. خطرات تخمینی سرطان تنفسی مربوط به کروم از هر دو محصول ENDS و نیکل از Air Bar (یخ هندوانه) بطور قابل ملاحظه ای بالاتر از خطر قابل قبول معمول بود. روش، یافته‌ها و پیامدها می‌توانند به ادبیات موجود مطالعات سمیت ENDS و همچنین اطلاع‌رسانی به مقررات تنباکو و مطالعات در مقیاس بزرگ آینده کمک کنند.

کلمات کلیدی:

سیگارهای الکترونیکی یکبار مصرف؛ سمیت آئروسل؛ خطر سلامتی؛ توزیع اندازه ذرات؛ رسوب تنفسی

1. مقدمه

استفاده از سیستم های تحویل الکترونیکی نیکوتین (ENDS)، از جمله استفاده از سیگارهای الکترونیکی، در بین جوانان و بزرگسالان جوان رایج است و به یک موضوع بهداشت عمومی تبدیل شده است. با توجه به تجزیه و تحلیل ثانویه ما از داده‌های نظرسنجی مصاحبه ملی سلامت در سال 2019، میزان شیوع استفاده همیشه و استفاده فعلی از ENDS در میان بزرگسالان جوان به ترتیب 32.4% و 9.4% بوده است که طی دهه گذشته روند افزایشی داشته است [1]. علاوه بر این، مطالعه ای با استفاده از داده های نظرسنجی ملی تنباکو جوانان در سال 2019 نشان داد که 27.5 درصد از دانش آموزان دبیرستانی مصرف فعلی سیگار الکترونیکی را گزارش کردند. در میان آنها، 34.2٪ استفاده مکرر از سیگار الکترونیکی را گزارش کردند (یعنی در 20 روز یا بیشتر در 30 روز گذشته استفاده شده است) [2]. محصولات ENDS به دلیل ویژگی های قابل سفارشی سازی و جدید [3،4،5]، خطر کمتر درک شده [6،7]، و مقبولیت اجتماعی بالاتر نسبت به سیگارهای قابل احتراق [8] برای جوانان و بزرگسالان جوان جذاب هستند.

محصولات ENDS متنوع هستند و به سرعت از محصولات یکبار مصرف سیگار مانند (نسل اول) به سیستم‌های کارتریج (نسل دوم)، سیستم‌های مخزن (نسل سوم) و دستگاه‌های نمک نیکوتین مانند JUUL (نسل چهارم) تکامل یافته‌اند. اخیراً، محبوبیت JUUL توسط دستگاه‌های سیگار الکترونیکی یکبار مصرف مشابه JUUL (از این پس، "ENDS یکبار مصرف") به دلیل گزینه‌های طعم‌دهنده، طراحی و بسته‌بندی چشم‌نواز، قیمت پایین و راحتی (یعنی همه در یک، مستقل، بدون پر کردن مایع الکترونیکی و بدون شارژ باتری) [2،9]. صنعت تنباکو نبوغ قابل توجهی در ارائه محصولات جدید/تغییر یافته طبق مقررات نشان داده است [10]. به عنوان مثال، از زمانی که این مطالعه در اوایل سال 2022 انجام شد، محصولات یکبار مصرف ENDS به دلیل تعریف محدود FDA از کارتریج، توسط مقررات طعم فدرال محدود نشده بودند [11]. در واقع، 85.8٪ از کاربران جوان فعلی، ENDS یکبار مصرف را با طعم میوه خریداری می کنند [12].

مطالعات نشان داده‌اند که محصولات ENDS حاوی مواد شیمیایی طعم‌دهنده هستند که برخی از آنها با تحریک یا آسیب تنفسی مرتبط هستند، مانند δ-دودکالاکتون، منتول، بنزیل الکل و کوریلون [13،14،15،16]. علاوه بر این، عناصر گرمایش (به عنوان مثال، اتومایزر/کویل) و مخازن دستگاه‌های ENDS از فلزاتی تشکیل شده‌اند که می‌توانند در حین استفاده به مایع الکترونیکی و آئروسل رها شوند و کروم و نیکل از عوامل اصلی خطر سرطان هستند [17،18]. با این حال، تجزیه و تحلیل های شیمیایی موجود برای محصولات ENDS، از جمله ENDS یکبار مصرف، عمدتاً بر روی مایع الکترونیکی متمرکز شده است که لزوماً منعکس کننده مواد شیمیایی موجود در آئروسل ENDS نیست که در واقع در مجاری هوایی کاربران ENDS رسوب می کند [15،19]. اگرچه تعداد کمی از مطالعات وجود دارد که آئروسل ENDS [20،21،22] را تجزیه و تحلیل کرده و خطرات بهداشتی مرتبط را ارزیابی کرده است [18]، این مطالعات اندازه ذرات آئروسل ENDS و دستگاه تنفسی مرتبط با اندازه را در نظر نگرفتند. کسری رسوب در حالی که خطرات سلامتی را برآورد می کند. این یک مسئله جدی است زیرا اندازه ذرات به طور مستقیم بر محل رسوب تنفسی و کسر رسوب در راه های هوایی تأثیر می گذارد. در واقع، آئروسل ENDS تولید شده از بخار، ترکیبی از قطرات مایع با قطر ذرات آئروسل است که از اندازه های بسیار ریز (کمتر از 0.1 میکرومتر) تا اندازه های میکرون (تا حدود 4 میکرومتر) متغیر است. بنابراین، انتظار می رود آئروسل ENDS استنشاقی با دوزهای مختلف رسوب شده وارد و در مناطق مختلف راه هوایی انسان رسوب کند. مهمتر از همه، انتظار می رود که بیشتر آئروسل ENDS در دستگاه تنفسی تحتانی رسوب کند و احتمالاً به دلیل مساحت بسیار زیاد سطح راه هوایی در ناحیه آلوئولی، تأثیرات منفی بر سلامتی بگذارد [23]. دوز سپرده شده مقدمه دوز داخلی قبل از در نظر گرفتن ترخیص کالا از گمرک تنفسی و سرعت جذب است و از این رو ممکن است به عنوان شاخص محوری ارزیابی خطر سلامت مرتبط با بخارپز عمل کند. توزیع اندازه آئروسل ENDS و کسرهای رسوب تنفسی عوامل کلیدی برای تخمین دقیق این شاخص محوری هستند [23]، و بنابراین باید در ارزیابی خطر سلامت گنجانده شود.

این مطالعه با استفاده از یک رویکرد بهبودیافته برای تخمین دوزهای رسوب‌شده مواد شیمیایی در دو محصول یکبار مصرف ENDS و خطرات سرطانی و غیرسرطانی مرتبط با آنها، شکاف‌های دانش را پر کرد. رویکرد تجربی بخش‌های رسوب تنفسی آئروسل وابسته به اندازه را در نظر گرفت و تجزیه و تحلیل ترکیبات شیمیایی جدا شده بر اساس اندازه را روی آئروسل ENDS انجام داد. یافته‌های مطالعه ما می‌تواند دقت تخمین دوزهای مواد شیمیایی ENDS رسوب‌شده در ریه‌های بخار را بهبود بخشد، که به نوبه خود می‌تواند قوانین تنباکو و مطالعات مقیاس بزرگ آینده را که خطرات سلامتی مرتبط با استفاده از محصول یکبار مصرف ENDS را ارزیابی می‌کنند، آگاه کند.

2. مواد و روشها

2.1. مجموعه نمونه آئروسل ENDS با اندازه تفکیک شده

آنالیزهای شیمیایی آئروسل در این مطالعه بر روی دو محصول محبوب یکبار مصرف ENDS انجام شد: پاف بار (انگور) و نوار هوا (یخ هندوانه). انتخاب این دو محصول یکبار مصرف ENDS بر اساس شیوع محصولات یکبار مصرف ENDS از یک مطالعه جداگانه توسط تیم تحقیقاتی انجام شد که رفتارهای استفاده از ENDS دانشجویان را مورد بررسی قرار داد. این دو محصول یکبار مصرف ENDS متداول‌ترین محصولاتی بودند که در میان شرکت‌کنندگان در مطالعه مورد استفاده قرار گرفتند.

در این مطالعه، نمونه‌های آئروسل ENDS تفکیک‌شده با اندازه با استفاده از یک ضربه‌گیر رسوب یکنواخت Micro-Orifice (MOUDI 110-R, MSP Co., Shoreview, MN, USA) جمع‌آوری شد. MOUDI قادر به جمع‌آوری نمونه‌های آئروسل با قطر ذرات در محدوده 056/0/18 میکرومتر 0 تا 18 میکرومتر در 11 مرحله جمع‌آوری خود (یعنی نمونه‌برداری بر اساس اندازه) است. این دستگاه از ابزارهای آئروسل خوان مستقیم معمولی مانند شمارنده ذرات و طیف سنج هایی که نمی توانند آئروسل سیگار الکترونیکی تازه تولید شده با غلظت آئروسل بسیار بالا را کنترل کنند، بهتر عمل می کند. هر مرحله MOUDI دارای محدوده اندازه ذرات قابل جمع آوری است و میانگین کسر رسوب ریه را می توان بر اساس آن محدوده اندازه ذرات محاسبه کرد (به پیوست A جدول A1 مراجعه کنید). نمونه های آئروسل ENDS جمع آوری شده توسط MOUDI در مراحل مختلف برای محاسبات توزیع اندازه ذرات و تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی استفاده شد.

برای جمع‌آوری نمونه‌های آئروسل یکبار مصرف ENDS، فیلترهای غشایی پلی تترا فلوئورواتیلن (PTFE) (PALL Co.، Port Washington، NY، USA) در هر مرحله MOUDI قرار گرفتند و MOUDI با سرعت جریان نمونه‌برداری 30 لیتر در دقیقه عمل کرد. یک سرنگ 100 میلی‌لیتری برای کشیدن آئروسل ENDS از دو محصول یکبار مصرف ENDS و سپس پمپ کردن آئروسل ENDS مستقیماً به MOUDI برای جمع‌آوری نمونه استفاده شد. این روش 10 بار (10 پاف) تکرار شد تا مقدار کافی آئروسل ENDS در هر مرحله MOUDI برای تجزیه و تحلیل وزن و ماده بعدی جمع شود. پس از آزمایش جمع‌آوری نمونه، فیلترهای PTFE با نمونه‌های آئروسل ENDS جمع‌آوری‌شده از MOUDI تخلیه شدند، به‌صورت جداگانه توسط میکروبالانس وزن‌گذاری شدند، و سپس برای آنالیز شیمیایی آلی و تجزیه فلز به آزمایشگاه‌ها فرستاده شدند تا ترکیبات شیمیایی وابسته به اندازه در آئروسل ENDS شناسایی شوند. جمع‌آوری نمونه سه بار برای هر محصول ENDS برای اطمینان از قابلیت اطمینان و تکرارپذیری داده‌ها انجام شد. توزیع اندازه ذرات آئروسل ENDS و داده‌های تشکیل‌دهنده شیمیایی وابسته به اندازه نقش کلیدی در تخمین دوز رسوب‌شده یک ماده شیمیایی خاص ENDS در ریه‌های بخار دارد.

2.2. تجزیه و تحلیل شیمیایی آلی و فلزات

تجزیه و تحلیل شیمیایی آلی برای آئروسل ENDS با استفاده از کروماتوگرافی گازی-طیف‌سنجی جرمی (GC/MS) برای تشخیص جرم مواد شیمیایی آلی مانند نیکوتین، PG، VG و عوامل طعم‌دهنده در فیلترهای MOUDI برای کسب اطلاعات وابسته به اندازه انجام شد. به طور خاص، دو ENDS یکبار مصرف برای تعیین محل فتیله های بخار خیس شده در مایع الکترونیکی جدا شدند. اجزای شیمیایی اصلی در e-liquid ابتدا با استونیتریل استخراج و توسط GC/MS آنالیز شدند. سپس نمونه‌های آئروسل ENDS بر روی فیلترهای MOUDI به همان روش استخراج و برای تجزیه و تحلیل GC/MS تغلیظ شدند. آنالیز شیمیایی GC/MS با یک منبع یون یونیزاسیون الکترون (GC/EI-MS، Agilent 6890N GC و 5975 inert XL MSD) مجهز شد و مواد شیمیایی همه با استفاده از استانداردهای معتبر یا جایگزین اندازه‌گیری شدند. روش های دقیق برای تجزیه و تحلیل ارگانیک در جای دیگری توضیح داده شده است [23]. در تجزیه و تحلیل شیمیایی آلی، بازیابی آنالیت‌های هدف با ریختن مقدار مشخصی از مواد شیمیایی روی فیلترهای خالی (n=3) و استخراج آنها با روش‌های مشابه جمع‌آوری نمونه‌های آئروسل تعیین شد. تجزیه و تحلیل فلز با استفاده از طیف سنجی جرمی پلاسمای جفت القایی (ICP/MS) برای تشخیص جرم فلزات خطرناک مانند نیکل، کروم و سرب روی فیلترهای مختلف MOUDI برای به دست آوردن اطلاعات وابسته به اندازه انجام شد. فیلترهای MOUDI ابتدا برای اسیدشویی و هضم با استفاده از HNO دو تقطیر فوق تمیز پردازش شدند.3و HF، و سپس محلول های نمونه هضم شده تا خشک شدن اولیه تبخیر شدند. پروتکلی که قبلا به خوبی تثبیت شده بود برای تجزیه و تحلیل ICP/MS با استفاده از ICP/MS Triple Quad (مدل 8800، Agilent Technologies، سانتا کلارا، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا) دنبال شد [24]. به این ترتیب، عناصر فلزی تا سطوح زیر ppb (ng/g) با دقت ± 5 درصد قابل دستیابی هستند.

تمرکز تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی در این مطالعه، مواد شیمیایی آلی مضر و فلزات است که قبلاً در آئروسل ENDS شناسایی شده و در ادبیات منتشر شده است [14،18،25،26،27،28،29]. بنابراین، طراحی تجزیه و تحلیل شیمیایی آلی ما بر روی نیکوتین، حلال حامل (به عنوان مثال، گلیسرول، پروپیلن گلیکول، فرمالدئید، استالدئید، آکرولئین، استون، متیل گلیوکسال، بنزوئیک اسید، و تری اتیل سیترات)، و همچنین طعم‌دهنده و سایر مواد شیمیایی متمرکز شد. به عنوان مثال، اتیلوانیلین، وانیلین، سینامالدئید، منتول، استوئین، سیترال، بنزیل الکل، بنزآلدئید، دی استیل، اتیل استات، اتیل مالتول، تری استین، متیل آنترانیلات، متیل دی هیدروژاسمونات، ملونال، کوریلون کالنول، د-د-داکتالد 3-هگزن-1-ol). به همین ترتیب، بیش از 20 فلز در آنالیز فلزات ما شناسایی شد، اما تمرکز این مطالعه بر روی نیکل (Ni)، منگنز (Mn)، روی (Zn)، کروم (Cr) و سرب (Pb) بود.

2.3. تخمین دوزهای رسوب شده مواد ENDS

برای تخمین خطرات سلامتی مرتبط با استنشاق مواد ENDS در ریه‌های ویپر، میانگین دوز روزانه (ADD) و میانگین دوز روزانه در طول عمر (LADD) محاسبه شد. ADD و LADD بر اساس معادلات متعارف زیر محاسبه شدند:

𝐴𝐷𝐷=𝐶×𝐶𝑅×𝐶𝑇𝐵𝑊×𝐴𝑇���=�×��×����×��

(1)

𝐿𝐴𝐷𝐷=𝐶×𝐶𝑅×𝐶𝑇𝐵𝑊×𝐿𝐸����=�×��×����×��

(2)

که در آن 𝐶 تمرکز نوردهی (ng/m3) ، 𝐶𝑅�� نرخ تماس (متر3/روز)، 𝐶𝑇�� زمان تماس است که برای جمعیت بخار گران قیمت 30 سال (10950 روز) در نظر گرفته می شود، 𝐵𝑊�� وزن بدن (70 کیلوگرم)، 𝐴𝑇��� میانگین زمان است. ، که برابر است با 𝐶𝑇�� (10950 روز)، و 𝐿 در مورد ویپینگ، عبارت 𝐶×𝐶𝑅�×�� برابر است با میزان مصرف روزانه ماده ENDS (ng/day) و میزان مصرف روزانه این ماده از طریق ویپینگ باید از مجموع پف های ویپینگ در یک مورد باشد. روز بر اساس ادبیات، میانگین پف‌های روزانه یک بخار گزارش شده حدود 163 پف در روز است [30]. بنابراین، بر اساس طرح تجربی و نتایج این مطالعه، معادلات (1) و (2) را می توان برای تنظیم بخار به صورت زیر تغییر داد:

𝐴𝐷𝐷𝑗=∑𝑖𝐴𝐷𝐷𝑖,𝑗=0.1𝑀𝑖,𝑗×𝐶𝑅𝑝×𝐶𝑇𝐵𝑊×𝐴𝑇����=∑�����,�=0.1��,�×���×����×��

(3)

𝐿𝐴𝐷𝐷𝑗=∑𝑖𝐿𝐴𝐷𝐷𝑖,𝑗=0.1𝑀𝑖,𝑗×𝐶𝑅𝑝×𝐶𝑇𝐵𝑊×𝐿𝐸�����=∑������,�=0.1��,�×���×����×��

(4)

که در آن 𝑀𝑖، تجزیه و تحلیل /MS و ICP/MS. از آنجایی که 𝑀𝑖، 𝐶𝑅𝑝��� نرخ تماس آئروسل ENDS در واحد پف / روز است. بر اساس ادبیات، 𝐶𝑅𝑝��� 163 پف در روز تعیین شد [30]. بر اساس این موارد، 𝐴𝐷𝐷𝑖، 𝐿𝐴𝐷𝐷𝑖، مجموع در معادلات (3) و (4) نشان می دهد که دوز یک ماده ENDS خاص در ریه های بخارساز فعال با تجمیع دوزهای هر 11 مرحله MOUDI منفرد محاسبه می شود (∑𝐴𝐷𝐷𝑖،𝑗∑�����، و ∑𝐿𝐴𝐷𝐷𝑖، توسط آئروسل ENDS که در واقع در راه های هوایی رسوب می کند) به شرح زیر کمک می کند:

𝐴𝐷𝐷′𝑗=∑𝑖𝐴𝐷𝐷𝑖,𝑗×𝐷𝐹𝑖���′�=∑�����,�×���

(5)

𝐿𝐴𝐷𝐷′𝑗=∑𝑖𝐿𝐴𝐷𝐷𝑖,𝑗×𝐷𝐹𝑖����′�=∑������,�×���

(6)

که در آن 𝐷𝐹𝑖��� میانگین کسر رسوب تنفسی (از {0}}.0 تا 1.0) برای اندازه آئروسل قابل جمع آوری مرحله i MOUDI است. سیستم تنفسی انسان مورد استفاده در این مطالعه، راه‌های هوایی تراکئوبرونشیال به ناحیه آلوئولی را پوشش می‌دهد، و داده‌های منتشر شده مربوطه از کسرهای رسوب تنفسی آئروسل برای به دست آوردن میانگین کسرهای رسوبی به کار گرفته شد (پیوست A جدول A1 را برای تخمین 𝐷𝐹🝑* مراجعه کنید) 23]. به این ترتیب، 𝐴𝐷𝐷′𝑗������������������������������ و �� به دوز سپرده شده

2.4. تخمین خطرات سرطانی و غیر سرطانی

سپس از 𝐴𝐷𝐷′𝑗����� از معادله (5) برای محاسبه ضریب خطر (HQ) برای ارزیابی خطر سلامت غیر سرطانی ناشی از ماده j در یک محصول ENDS یکبار مصرف (مواد شیمیایی آلی یا فلز) استفاده شد. به شرح زیر:

𝐻𝑄𝑗=𝐴𝐷𝐷′𝑗𝑅𝑓𝐷𝑗 {<1 No adverse health effect is expected>1 اثر نامطلوب سلامتی ممکن است ���{=�����������{<1 No adverse health effect is expected>1 اثر نامطلوب سلامتی بالقوه است

(7)

جایی که 𝑅𝑓𝐷𝑗���� دوز مرجع (RfD) منتشر شده برای ماده ENDS j است. توجه داشته باشید که در صورتی که فقط غلظت مرجع (RfC) برای یک ماده خاص در دسترس بود، RfC با استفاده از نرخ استنشاق معقول 20 متر به RfD تبدیل شد.3/day و وزن پیش فرض بدن 70 کیلوگرم (یعنی RfD=RfC × 20/70) [18]. علاوه بر این، شاخص خطر (HI) برای موادی اعمال شد که اثرات سلامت غیر سرطانی مشابهی را بر روی همان اندام/سیستم هدف (مثلاً سیستم تنفسی) القا می‌کنند. بنابراین، HI جمع تمام موارد مرتبط 𝐻𝑄𝑗��� است (𝐻𝐼=∑𝐻𝑄 هنگامی که HQ یا HI از 1.0 تجاوز می کند، نشان می دهد که اثرات نامطلوب سلامتی غیر سرطانی برای استفاده کنندگان از ENDS یکبار مصرف بالقوه است. سرطان های مرتبط با استفاده از محصول یکبار مصرف ENDS به شرح زیر است:

𝐶𝑎𝑛𝑐𝑒𝑟 𝑅𝑖𝑠𝑘𝑗=𝐿𝐴𝐷𝐷′𝑗×𝐶𝑆𝐹𝑗 {<10−6 Acceptable cancer risk >10-6 خطر سرطان غیر قابل قبول��������������=�������������{<10−6 Acceptable cancer risk >10-6 خطر سرطان غیر قابل قبول

(8)

که در آن 𝐶𝑆𝐹𝑗����� فاکتور شیب سرطان منتشر شده (یعنی قدرت سرطان) یک ماده ENDS خاص j (مواد شیمیایی آلی یا فلز) است. برای ارزیابی خطر سرطان، خطر سرطان تخمین زده شده بیش از 10 است−6(یک در یک میلیون) نشان دهنده خطر غیرقابل قبول سرطان برای کاربران ENDS یکبار مصرف است. مقادیر RfD، RfC و CSF در معادلات (7) و (8) برای ارزیابی خطر سرطان و غیرسرطانی از وب‌سایت‌های رسمی EPA و CalEPA ایالات متحده جمع‌آوری شد [31،32،33،34].

3. نتایج

3.1. مواد شناسایی شده در آئروسل ENDS

جدول 1 و جدول 2 به ترتیب مواد شیمیایی آلی و فلزات (انتخابی) شناسایی شده از آئروسل تولید شده از دو محصول یکبار مصرف ENDS، نوار پف (انگور) و نوار هوا (یخ هندوانه) را نشان می دهد. نتایج کمی به عنوان جرم ماده شناسایی شده روی فیلتر (ng) بیان می شود که میانگین نمونه های فیلتر سه تکراری همان مرحله MOUDI بود. برای ترکیبات آلی، بر اساس تجزیه و تحلیل شیمیایی ما، هم نوار پفکی (انگور) و هم نوار هوا (یخ هندوانه) حاوی نیکوتین، پروپیلن گلیکول (PG)، گلیسرول (VG)، اسید بنزوئیک، تری اتیل سیترات، اتیل مالتول و {{2 }}hexen-1-ol. مشخص است که PG و VG حلال های حاملی هستند که معمولاً در مایع الکترونیکی محصولات ENDS استفاده می شوند. علاوه بر این، نوار پف همچنین حاوی متیل آنترانیلات، ترپینول و پریلارتین است، در حالی که بار هوایی حاوی بنزیل الکل، وانیلین، ملونال، متیل دی هیدروژاسمونات و دکالاکتون است. مواد شیمیایی آلی مانند وانیلین، ملونال، اتیل مالتول و بنزیل الکل به عنوان طعم دهنده اضافه می شوند [35]. برای تجزیه و تحلیل فلزات، ما فقط فلزاتی را فهرست کرده ایم که مرتبط با اثرات نامطلوب سلامتی در جدول 1 و جدول 2 است. فلزات شناسایی شده روی فیلترها شامل کروم، نیکل، منگنز، سرب، آلومینیوم و روی هستند که همه آنها مستند شده اند. تأثیر منفی بر سیستم تنفسی (و حتی سرطان ریه) و سیستم عصبی مرکزی [18]. جدول 1 و جدول 2 همچنین توزیع جرم آئروسل ENDS جمع آوری شده توسط MOUDI را بر اساس محدوده اندازه آئروسل جمع آوری شده نشان می دهد. به طور کلی، جرم مواد شیمیایی آلی به طور معمول در اطراف مرحله 6 توزیع شده و به اوج خود رسید (اندازه آئروسل جمع آوری 1.8 بزرگتر یا مساوی d بزرگتر یا مساوی 1.{17}} میکرومتر)، که متناسب با توزیع جرم است ( برابر با توزیع اندازه ذرات) آئروسل ENDS. با این حال، ما فلزات را به دنبال چنین توزیعی مشاهده نکردیم. با داده‌های تشکیل‌دهنده ماده وابسته به اندازه بالا، دوز یک ماده خاص مرتبط با ENDS (مواد شیمیایی آلی یا فلز) رسوب‌شده در ریه‌های بخار و همچنین خطرات سلامتی مرتبط را می‌توان تخمین زد.

جدول 1.مواد شناسایی شده در نمونه‌های آئروسل ENDS جدا شده با اندازه تولید شده توسط Air Bar (یخ هندوانه)

Table

جدول 2.مواد شناسایی شده در نمونه‌های آئروسل ENDS جدا شده با اندازه تولید شده توسط نوار پفکی (انگور).

Table

3.2. تخمین دوزهای رسوب شده تنفسی مواد ENDS

جدول 3 و جدول 4 ADD و LADD تخمینی را برای آن دسته از مواد شیمیایی آلی و فلزات فهرست شده در جدول 1 و جدول 2 نشان می دهد. ADD و LADD تخمین زده شده بر اساس معادلات (1)-(6)، با در نظر گرفتن پارامترهای واقعی استفاده از ENDS محاسبه شدند. ترکیب مواد وابسته به اندازه آئروسل و فراکسیون رسوب تنفسی معمولی آئروسل. ADD و LADD دوز رسوب‌شده تنفسی ماده مورد نظر ENDS را اندازه‌گیری می‌کنند. همانطور که در جدول 3 و جدول 4 نشان داده شده است، دوزهای رسوبی مربوط به نیکوتین، پروپیلن گلیکول، گلیسرول و اسید بنزوئیک نسبتاً بالاتر از سایر مواد شیمیایی آلی بود. در میان فلزات، روی، آلومینیوم، نیکل و کروم دوزهای رسوبی نسبتاً بالاتری داشتند. به طور کلی، نوار هوا (یخ هندوانه) در مقایسه با نوار پفکی (انگور) منجر به دوزهای رسوب بیشتری از مواد شیمیایی آلی و فلزات شد. به ویژه، آئروسل ENDS تولید شده از نوار هوا (یخ هندوانه) حاوی دوزهای تخمینی بالاتری از نیکوتین، پروپیلن گلیکول، گلیسرول، کروم، نیکل، منگنز، سرب، آلومینیوم و روی در مقایسه با نوار پاف (انگور) بود.

جدول 3.دوزهای تخمینی رسوب شده در ریه و خطرات سرطانی و غیر سرطانی آئروسل ENDS تولید شده توسط Air Bar-Watermelon Ice.

Table

جدول 4.دوزهای تخمین زده شده در ریه و خطرات سرطانی و غیر سرطانی آئروسل ENDS تولید شده توسط Puff Bar-Grape.

Table

3.3. تخمین خطرات سرطانی و غیر سرطانی مواد ENDS

خطرات سرطانی و غیر سرطانی برای فلزات منتخب موجود در آئروسل ENDS بر اساس ADD و LADD مربوطه برآورد شد و نتایج در جدول 3 و جدول 4 ارائه شده است. این جداول همچنین مقادیر CSF را نشان می دهد که توسط ایالات متحده منتشر شده است. EPA و CalEPA و در برآورد خطر سرطان ما استفاده شدند [32]. در میان فلزات موجود در آئروسل تولید شده توسط Air Bar (یخ هندوانه)، خطر سرطان تخمین زده شده کروم و نیکل 1.{5}} × 10 بود.−3و 1.5 × 10−6به ترتیب، که بطور قابل ملاحظه ای بالاتر از ریسک قابل قبول 10 در نظر گرفته می شوند−6. برای فلزات موجود در آئروسل تولید شده توسط پف بار (انگور)، خطر سرطان تنفسی تخمین زده شده مربوط به کروم 3.9 × 10 بود.−4، که از ریسک قابل قبول متعارف نیز فراتر می رود. برای تخمین خطر غیر سرطانی (اندازه گیری شده توسط HQ)، از RfD (یا RfC) مربوط به آن فلزات منتشر شده توسط EPA و CalEPA ایالات متحده استفاده شد (ذکر شده در جدول 3 و جدول 4) [31،33،34]. نتایج ارزیابی خطر غیر سرطانی نشان می‌دهد که مقادیر HQ برای همه فلزات در جدول 3 و جدول 4 همه کمتر از 1 بوده است. تأثیر قابل توجهی بر روی سیستم تنفسی یا CNS ایجاد می کند. با این حال، هنگام جمع‌بندی خطرات سلامت غیرسرطانی مربوط به همان اندام هدف، مشخص شد که کروم و نیکل موجود در آئروسل تولید شده توسط Air Bar (یخ هندوانه) خطر تنفسی HI را ایجاد می‌کند=1. که بالاتر از سطح قابل قبول 1.0 است، که نشان دهنده خطر بالقوه برای اثرات نامطلوب تنفسی (غیر سرطانی) در بین افرادی است که به طور منظم از Air Bar (یخ هندوانه) استفاده می کنند. با این حال، اثرات نامطلوب مشابهی در آئروسل تولید شده توسط پاف بار (انگور) یافت نشد.

4. بحث

نتایج به‌دست‌آمده از این مطالعه تجربی، شکاف‌های ادبیات را با ارائه تخمین دقیق‌تری از دوز رسوب‌شده تنفسی و خطرات سرطانی و غیرسرطانی مرتبط با استفاده از ENDS یکبار مصرف پر کرد. با به دست آوردن داده های تشکیل دهنده شیمیایی تفکیک شده از آئروسل ENDS و در نظر گرفتن کسر رسوب تنفسی وابسته به اندازه آئروسل، خطرات سلامتی محصولات یکبار مصرف ENDS را می توان به دقت ارزیابی کرد. نقطه قوت اصلی این رویکرد این است که مقدار مواد ENDS را که در واقع در مجاری هوایی انسان رسوب می‌کنند، در نظر می‌گیرد.

یافته‌های تجزیه و تحلیل شیمیایی ما تأیید کرد که آئروسل سیگار الکترونیکی حاوی مواد شیمیایی آلی و فلزات مضر (به عنوان مثال، بنزیل الکل، دکالاکتون، کروم، نیکل) است که مستند به ایجاد مشکلات تنفسی و حتی سرطان ریه است. ما همچنین منگنز و سرب را در آئروسل ENDS یافتیم که اثرات منفی شناخته شده ای بر CNS انسان دارد. در میان فلزات شناسایی شده، ما دریافتیم که خطرات تخمینی سرطان تنفسی مربوط به کروم از هر دو محصول یکبار مصرف ENDS به طور قابل ملاحظه ای بالاتر از خطر قابل قبول بود. خطر سرطان تنفسی مربوط به نیکل موجود در آئروسل از نوار هوا (یخ هندوانه) نیز بطور قابل ملاحظه ای بالاتر از خطر قابل قبول بود. علاوه بر این، نه کروم و نه نیکل به تنهایی در دو محصول یکبار مصرف END با خطرات غیرقابل قبولی برای سلامتی مرتبط نبودند. با این حال، هنگام جمع‌بندی خطرات غیر سرطانی فردی آن‌ها با همان اندام هدف، متوجه شدیم که کروم و نیکل موجود در آئروسل ENDS تولید شده توسط Air Bar (یخ هندوانه) اثر افزایشی بر سیستم تنفسی دارد. این نتایج بازتاب شواهد رو به رشدی بود که از این ایده حمایت می‌کردند که مواد شیمیایی سرطان‌زا و مضر در واقع نگرانی‌هایی برای کاربران عادی ENDS هستند [18،25،35]. قابل ذکر است که خطرات سرطانی و غیرسرطانی تخمینی ما عموماً کمتر از مطالعات فاولز و همکاران [18] بود که احتمالاً به دلیل انواع مختلف ENDS و روش‌های بدست آوردن غلظت فلزات است. تخمین‌های ما احتمالاً دقیق‌تر هستند، زیرا براساس دوزهای تخمینی مواد شیمیایی رسوب‌شده در راه‌های هوایی انسان و همچنین ترکیب مواد ENDS که به‌طور تجربی در آئروسل ENDS آنالیز و یافت شده‌اند، بود.

سهم منحصر به فرد این مطالعه این است که تخمین دوزهای سپرده شده و خطرات بهداشتی مرتبط در اندازه ذرات آئروسل لحاظ شده است. روش مورد استفاده در این مطالعه می تواند بیشتر برای بررسی سمیت آئروسل برای سایر محصولات ENDS استفاده شود. به طور خاص، داده‌های تشکیل‌دهنده وابسته به اندازه به‌دست‌آمده از آنالیز شیمیایی ما اطلاعات مفیدی برای تخمین درست دوز مواد شیمیایی خاص ENDS در ناحیه راه هوایی انسان ارائه می‌دهد. بر اساس داده‌های به‌دست‌آمده از مجموعه نمونه اندازه‌ای MOUDI، متوجه شدیم که توزیع اندازه ذرات تقریباً همه مواد شیمیایی آلی با توزیع جرم آئروسل ENDS متناسب است. مواد شیمیایی آلی موجود در آئروسل ENDS به طور معمول توزیع شده و به طور کلی در مرحله MOUDI 6 به اوج خود رسید (اندازه آئروسل قابل جمع آوری: از 1.{4}} تا 1.8 میکرومتر). با توجه به اطلاعات مربوط به رسوب تنفسی آئروسل وابسته به اندازه (گزارش شده در ضمیمه A جدول A1)، این نشان می دهد که 16٪ از فراوان ترین آئروسل ENDS استنشاق شده (1.{11}}–1.8 میکرومتر) در ریه های بخار رسوب می کند. راه های هوایی تراکئوبرونشیال و ناحیه آلوئولی.

این مطالعه علاوه بر روش تجربی بهبود یافته، پیامدهای سیاستی مهمی نیز دارد. این مطالعه نشان داد که ترکیبات و فلزات آلی مضر و بالقوه مضر در آئروسل از دو ENDS یکبار مصرف شناسایی شدند، با چند فلز که خطرات سرطانی و/یا غیر سرطانی بیش از حد قابل قبولی را به همراه داشتند. این نتایج بر اهمیت تنظیم چنین مواد شیمیایی مضر و بالقوه مضر تأکید می کند. علاوه بر تأیید یافته‌های مطالعات قبلی مبنی بر اینکه عناصر گرمایش و عوامل طعم‌دهنده در مایعات الکترونیکی محصولات ENDS منابع برخی از مواد شیمیایی مضر هستند [18،25]، مطالعه ما روشی را برای تخمین دقیق‌تر دوز مواد مرتبط با ENDS توسعه داد. که می‌تواند با ارائه تخمین دقیق‌تری از سطوح سموم، مقررات مربوط به محصولات دخانی را بهتر اطلاع دهد. علاوه بر این، از آنجایی که FDA به دلیل تعریف محدود FDA از کارتریج سیگار الکترونیکی [11]، محصولات ENDS طعم‌دار را به جز ENDS یکبار مصرف ممنوع کرده است، یافته‌های مطالعه ما که به طور خاص بر روی ENDS یکبار مصرف متمرکز شده بود، یک پایه علمی اضافی برای FDA فراهم کرد تا در نظر بگیرد. گسترش ممنوعیت طعم به محصولات یکبار مصرف ENDS. علاوه بر این، از آنجایی که شرکت‌های ENDS معمولاً تبلیغ می‌کنند که ENDS حاوی نیکوتین، مواد شیمیایی طعم‌دهنده و محلول‌های حامل (مثلاً پروپیلن گلیکول) است، اما وجود مواد مضر در آئروسل ENDS [36] را کم‌اهمیت می‌دانند، الزامات سخت‌گیرانه‌تر برچسب‌گذاری محصول و کمپین‌های ارتباطی مؤثر در مقابل ضروری است. .

این مطالعه دارای محدودیت هایی است که باید مورد تایید قرار گیرد. اول، اگرچه ما آئروسل را از دو ENDS یکبار مصرف مورد بررسی قرار دادیم، اما آنها همه محصولات ENDS را که بر اساس طعم، مدل و مارک متفاوت هستند را نشان نمی‌دهند. ویژگی های مختلف محصول ممکن است با خطرات سلامتی متفاوتی همراه باشد. به عنوان مثال، یک مطالعه که بنزآلدئید را در آئروسل های تولید شده توسط ENDS مورد بررسی قرار داد، نشان داد که بالاترین سطوح بنزآلدئید در محصولات ENDS با طعم گیلاس شناسایی شد [37]. مطالعات آتی برای بررسی سیستماتیک سمیت آئروسل همراه با ویژگی‌های محصول (مانند طعم، مدل، ولتاژ برق) برای اطلاع‌رسانی اقدامات نظارتی اضافی برای تنباکو مورد نیاز است. دوم، ارزیابی ما از خطرات سرطان و سلامت غیر سرطانی مرتبط با ترکیبات آلی و فلزات از آئروسل ENDS بر اساس اطلاعات مستند شده درباره قدرت سرطان (CSP) و RfD (یا RfC) ارائه شده توسط EPA و CalEPA بود. با این حال، چنین اطلاعاتی برای بسیاری از مواد شیمیایی آلی شناسایی شده در این مطالعه ایجاد نشده است. بنابراین، اگرچه دوزهای روزانه مانند ADD و LADD را می توان برای تمام مواد شیمیایی آلی موجود در آئروسل ENDS تخمین زد، ارزیابی خطرات سلامت مرتبط فقط برای برخی از مواد شیمیایی قابل تکمیل است. مطالعات آینده برای بررسی بیشتر خطرات بهداشتی مرتبط با سایر مواد شیمیایی زمانی که اطلاعات سمیت آنها (به عنوان مثال، CSP، RfD و RfC) در دسترس قرار گیرد، مورد نیاز است. در نهایت، استفاده از یک سرنگ برای کشیدن آئروسل از محصولات ENDS برای تولید آئروسل ENDS ممکن است وضعیت واقعی بخارپز را نشان ندهد. با این حال، این روش یک روش ساده و مفید برای تولید موثر آئروسل از محصولات ENDS است. برای مطالعات آینده، ماشین‌های پف‌کن سیگار الکترونیکی تجاری موجود مانند CSM-eSTEP (CH Technology USA, Inc., Northeastern, New Jersey) را می‌توان برای تولید یک آئروسل ENDS نماینده و قابل اعتمادتر برای آزمایش‌های مرتبط خریداری کرد.

5. نتیجه گیری

این مطالعه نتایج تجربی ارزشمندی را در مورد دوز رسوب‌شده تنفسی مرتبط با استفاده از محصول یک‌بار مصرف ENDS با در نظر گرفتن اجزای تشکیل‌دهنده ماده ENDS وابسته به اندازه آئروسل و بخش‌های رسوب تنفسی آئروسل ارائه می‌دهد که تخمین‌های دقیق‌تری از سرطان و خطر غیرسرطانی را به همراه داشت. روش و یافته‌های این مطالعه می‌تواند به ادبیات موجود در مورد سمیت آئروسل ENDS کمک کند و می‌تواند به مطالعات بزرگ مقیاس آینده که خطرات سلامتی مرتبط با ENDS را بررسی می‌کنند، کمک کند. این یافته‌ها همچنین می‌تواند به تلاش‌های نظارتی تنباکو مانند گسترش ممنوعیت طعم فدرال به محصولات یکبار مصرف ENDS، اجرای الزامات برچسب‌گذاری سخت‌گیرانه‌تر محصولات، و توسعه کمپین‌های ارتباطی مؤثر برای مبارزه با تأثیرات سلامت عمومی این محصولات جدید ENDS کمک کند.

مشارکت های نویسنده

W.-CS، H.-CL و AB مطالعه را طراحی و مفهوم سازی کردند. H.-CL و AB جستجوهای ادبیات را انجام دادند و خلاصه‌ای از مطالعات تحقیقاتی قبلی را ارائه کردند. W.-CS کار آزمایشگاه را انجام داد. H.-CL ارزیابی خطر سلامتی را انجام داد. H.-CL و W.-CS یافته ها را تفسیر کردند. H.-CL و W.-CS پیش نویس نسخه را تهیه کردند. AB نسخه خطی را به طور انتقادی بازبینی کرد. همه نویسندگان نسخه منتشر شده نسخه خطی را خوانده و با آن موافقت کرده اند.

تامین مالی

این مطالعه توسط R21ES031795 از مؤسسه ملی علوم بهداشت محیطی (NIEHS) تا W.-CS، R01DA049154 از مؤسسه ملی سوء مصرف مواد مخدر (NIDA) به AB و H.-CL، و پشتیبانی از مرکز جنوب غربی برای مشاغل پشتیبانی شده است. و بهداشت محیط (SWCOEH)، مرکز کنترل و پیشگیری از بیماری (CDC) موسسه ملی ایمنی و بهداشت شغلی (NIOSH) مرکز آموزشی و تحقیقاتی (T42OH008421) در مرکز علوم بهداشتی دانشگاه تگزاس در دانشکده عمومی هیوستون (UTHealth) سلامتی

ارسال درخواست

شما نیز ممکن است دوست داشته باشید