E-Sigaréts tafladwy a Risgiau Iechyd Cysylltiedig: Astudiaeth Arbrofol
Gadewch neges
E-Sigaréts tafladwy a Risgiau Iechyd Cysylltiedig: Astudiaeth Arbrofol
Haniaethol
Mae'r defnydd o systemau danfon nicotin electronig (ENDS), gan gynnwys e-sigaréts tafladwy, wedi bod yn gyffredin. Roedd dadansoddiadau cemegol presennol o ENDS yn canolbwyntio ar e-hylifau yn hytrach nag erosolau ac wedi methu ag ystyried meintiau gronynnau a ffracsiynau dyddodiad anadlol aerosol, sy'n ffactorau allweddol ar gyfer dosau anadlol. Ymchwiliodd yr astudiaeth hon i'r cyfansoddion cemegol a metel organig mewn aerosol ENDS wedi'i wahanu o ran maint ac asesodd y dosau a adneuwyd a risgiau iechyd y sylweddau hyn. Cynhaliwyd dadansoddiadau cemegol aerosol ar ddau gynnyrch ENDS tafladwy poblogaidd: Puff Bar (Grape) ac Air Bar (Watermelon Ice). Cynhyrchwyd aerosol ENDS a'i ddosbarthu i Ardrawiad Adneuo Unffurf Micro-Orifice i gasglu samplau aerosol maint ar wahân, lle dadansoddwyd cemegau a metelau organig. Amcangyfrifwyd dosau dyddiol ac oes ar gyfer pob cemegyn. Cynhaliwyd asesiadau risg canser a di-ganser yn seiliedig ar y dosau a adneuwyd. Canfuom fod aerosol e-sigaréts yn cynnwys rhai cemegau organig niweidiol a metelau sydd wedi'u dogfennu i arwain at broblemau anadlu. Roedd risgiau canser anadlol amcangyfrifedig sy'n cyfateb i gromiwm o gynhyrchion ENDS a nicel o Air Bar (Watermelon Ice) yn sylweddol uwch na'r risg sy'n dderbyniol yn gonfensiynol. Gall y dull, y canfyddiadau a'r goblygiadau gyfrannu at y llenyddiaeth sy'n bodoli o astudiaethau gwenwyndra ENDS yn ogystal â llywio rheoleiddio tybaco ac astudiaethau ar raddfa fawr yn y dyfodol.
Geiriau allweddol:
e-sigaréts tafladwy; gwenwyndra aerosol; risg i iechyd; dosbarthiad maint gronynnau; dyddodiad anadlol1. Rhagymadrodd
Mae'r defnydd o systemau dosbarthu nicotin electronig (ENDS), gan gynnwys y defnydd o e-sigaréts, yn gyffredin ymhlith ieuenctid ac oedolion ifanc ac mae wedi dod yn broblem iechyd y cyhoedd. Yn ôl ein dadansoddiad eilaidd o ddata Arolwg Cyfweliad Iechyd Gwladol 2019, y cyfraddau mynychder o ddefnydd erioed a defnydd cyfredol o ENDS ymhlith oedolion ifanc oedd 32.4% a 9.4%, yn y drefn honno, yn dilyn tuedd gynyddol dros y degawd diwethaf [1]. Ymhellach, datgelodd astudiaeth a oedd yn defnyddio data o Arolwg Tybaco Ieuenctid Cenedlaethol 2019 fod 27.5% o fyfyrwyr ysgol uwchradd wedi nodi eu bod yn defnyddio e-sigaréts ar hyn o bryd; yn eu plith, dywedodd 34.2% eu bod yn defnyddio e-sigaréts yn aml (hy, wedi'u defnyddio ar 20 diwrnod neu fwy yn y 30 diwrnod diwethaf) [2]. Mae cynhyrchion ENDS yn arbennig o apelio at ieuenctid ac oedolion ifanc oherwydd eu nodweddion y gellir eu haddasu a newydd [3,4,5], risg canfyddedig is [6,7], a derbynioldeb cymdeithasol uwch na sigaréts hylosg [8].
Mae cynhyrchion ENDS yn amrywiol ac wedi bod yn esblygu'n gyflym o gynhyrchion tafladwy tebyg i sigarét (cenhedlaeth gyntaf) i systemau cetris (ail genhedlaeth), i systemau tanc (trydedd genhedlaeth), ac i ddyfeisiau halen nicotin fel JUUL (pedwerydd cenhedlaeth). Yn ddiweddar, mae poblogrwydd JUUL wedi cael ei ddal i fyny gan ddyfeisiau e-sigaréts tafladwy tebyg i JUUL (o hyn ymlaen, "ENDS tafladwy") oherwydd eu hopsiynau blasu, dyluniad a phecynnu trawiadol, pris isel, a chyfleustra (hy, popeth- mewn-un, hunangynhwysol, dim llenwi e-hylif a dim codi tâl batri) [2,9]. Mae'r diwydiant tybaco wedi dangos dyfeisgarwch rhyfeddol wrth ddarparu cynhyrchion newydd/addasedig yn dilyn rheoliadau [10]. Er enghraifft, o'r adeg pan gynhaliwyd yr astudiaeth hon yn gynnar yn 2022, nid yw'r rheoliad blas ffederal yn cyfyngu ar gynhyrchion ENDS tafladwy oherwydd diffiniad cul yr FDA o getrisen [11]. Mewn gwirionedd, mae 85.8% o ddefnyddwyr ieuenctid presennol yn prynu ENDS tafladwy gyda blasau ffrwythau [12].
Mae astudiaethau wedi canfod bod cynhyrchion ENDS yn cynnwys cemegau cyflasyn, y mae rhai ohonynt yn gysylltiedig â llid neu niwed anadlol, megis δ-dodecalactone, menthol, alcohol benzyl, a corylone [13,14,15,16]. At hynny, mae'r elfennau gwresogi (ee, atomizer / coil) a thanciau dyfeisiau ENDS yn cynnwys metelau y gellid eu rhyddhau i e-hylif ac aerosol wrth eu defnyddio, gyda chromiwm a nicel yn brif gyfranwyr at risg canser [17,18]. Fodd bynnag, roedd dadansoddiadau cemegol presennol a gynhaliwyd ar gyfer cynhyrchion ENDS, gan gynnwys ENDS tafladwy, yn canolbwyntio'n bennaf ar e-hylif nad yw o reidrwydd yn adlewyrchu'r cemegau yn aerosol ENDS sydd mewn gwirionedd yn dyddodi yn llwybrau anadlu defnyddwyr ENDS [15,19]. Er bod llond llaw o astudiaethau a ddadansoddodd aerosol ENDS [20,21,22] ac a asesodd y risgiau iechyd cysylltiedig [18], methodd yr astudiaethau hyn ag ystyried maint gronynnau aerosol ENDS a'r anadlol sy'n gysylltiedig â maint. ffracsiynau dyddodiad tra'n amcangyfrif y risgiau iechyd. Mae hwn yn fater difrifol gan fod maint y gronynnau yn effeithio'n uniongyrchol ar leoliad dyddodiad anadlol a ffracsiwn dyddodiad yn y llwybrau anadlu. Mewn gwirionedd, mae'r aerosol ENDS a gynhyrchir o anweddu yn gymysgedd o ddefnynnau hylif gyda diamedr y gronynnau aerosol yn amrywio o feintiau ultrafine (llai na 0.1 µm) i feintiau micron (hyd at tua 4 µm). Felly, disgwylir i erosol ENDS wedi'i fewnanadlu fynd i mewn ac adneuo mewn gwahanol ranbarthau llwybr anadlu dynol gyda dosau amrywiol wedi'u hadneuo. Yn bwysig, disgwylir y bydd y rhan fwyaf o aerosol ENDS yn dyddodi yn y llwybr anadlol isaf, gan gael effeithiau negyddol ar iechyd yn ôl pob tebyg oherwydd arwynebedd enfawr y llwybr anadlu yn y rhanbarth alfeolaidd [23]. Y dos a adneuwyd yw rhagflaenydd y dos mewnol cyn ystyried clirio anadlol a chyfradd amsugno ac felly gall fod yn fynegai colyn ar gyfer asesiad risg iechyd cysylltiedig â anwedd. Dosbarthiad maint aerosol ENDS a ffracsiynau dyddodiad anadlol yw'r ffactorau allweddol i amcangyfrif y mynegai colyn hwn yn gywir [23], ac felly dylid ei gynnwys mewn asesiad risg iechyd.
Llenwodd yr astudiaeth hon y bylchau gwybodaeth trwy ddefnyddio dull gwell o amcangyfrif y dosau o gemegau a adneuwyd mewn dau gynnyrch ENDS tafladwy a fabwysiadwyd yn gyffredin a'u risgiau iechyd cysylltiedig â chanser ac nad ydynt yn ganser. Roedd y dull arbrofol yn ystyried y ffracsiynau dyddodiad anadlol aerosol sy'n dibynnu ar faint a chynhaliodd ddadansoddiad o gyfansoddion cemegol ar wahân maint ar aerosol ENDS. Gallai canfyddiadau o'n hastudiaeth wella cywirdeb amcangyfrif dosau o gemegau ENDS a adneuwyd yn ysgyfaint yr anwedd, a allai yn ei dro lywio rheoliadau tybaco ac astudiaethau ar raddfa fawr yn y dyfodol sy'n asesu risgiau iechyd sy'n gysylltiedig â defnyddio cynnyrch ENDS tafladwy.
2. Defnyddiau a Dulliau
2.1. Casgliad Erosol Erosol Wedi'i Wahanu â Maint Casgliad
Cynhaliwyd dadansoddiadau cemegol aerosol yn yr astudiaeth hon ar y ddau gynnyrch ENDS tafladwy poblogaidd canlynol: Puff Bar (Grape) a Air Bar (Watermelon Ice). Roedd dewis y ddau gynnyrch ENDS tafladwy hyn yn seiliedig ar nifer yr achosion o gynhyrchion ENDS tafladwy o astudiaeth ar wahân gan y tîm ymchwil a archwiliodd ymddygiadau myfyrwyr coleg o ran defnyddio ENDS. Y ddau gynnyrch ENDS tafladwy hyn oedd y rhai a fabwysiadwyd amlaf ymhlith cyfranogwyr yr astudiaeth.
Yn yr astudiaeth hon, casglwyd samplau aerosol ENDS wedi'u gwahanu o ran maint trwy ddefnyddio Effaithydd Adneuo Unffurf Micro-Orifice (MOUDI 110-R, MSP Co., Shoreview, MN, UDA). Mae'r MOUDI yn gallu casglu samplau aerosol gyda diamedrau gronynnau yn amrywio o 0.056 i 18 µm yn ei 11 cam casglu (hy, samplu ar wahân maint). Mae'n perfformio'n well na offerynnau aerosol darllen uniongyrchol cyffredin fel cownteri gronynnau a sbectromedrau na allant drin aerosol e-sigaréts a gynhyrchir yn ffres â chrynodiad aerosol uchel iawn. Mae gan bob cam MOUDI ystod maint gronynnau casgladwy, a gellir cyfrifo ffracsiwn dyddodiad ysgyfaint cyfartalog yn seiliedig ar yr ystod maint gronynnau hwnnw (gweler Atodiad A Tabl A1). Defnyddiwyd samplau aerosol ENDS a gasglwyd gan MOUDI mewn gwahanol gamau ar gyfer cyfrifiadau dosbarthiad maint gronynnau a dadansoddiadau cyfansoddiad cemegol.
I gasglu samplau aerosol ENDS tafladwy, gosodwyd hidlwyr bilen polytetrafluoroethylene (PTFE) (PALL Co., Port Washington, NY, UDA) ar bob cam MOUDI, a gweithredwyd y MOUDI ar gyfradd llif samplu 30 L/min. Defnyddiwyd chwistrell 100 ml i dynnu aerosol ENDS o'r ddau gynnyrch ENDS tafladwy ac yna pwmpio'r aerosol ENDS yn uniongyrchol i MOUDI ar gyfer casglu samplau. Ailadroddwyd y weithdrefn hon 10 gwaith (10 pwff) i gronni swm digonol o erosol ENDS ar bob cam MOUDI ar gyfer dadansoddi pwysau a sylweddau dilynol. Ar ôl yr arbrawf casglu sampl, dadlwythwyd hidlwyr PTFE gyda samplau aerosol ENDS a gasglwyd o'r MOUDI, wedi'u pwysoli'n unigol gan ficro-bwysedd, ac yna eu hanfon i labordai ar gyfer dadansoddiad cemegol organig a dadansoddiad metel i nodi cyfansoddion cemegol sy'n dibynnu ar faint yn aerosol ENDS. Cynhaliwyd y casgliad sampl deirgwaith ar gyfer pob cynnyrch ENDS er mwyn sicrhau dibynadwyedd data a'r gallu i'w ailadrodd. Mae dosbarthiad maint gronynnau aerosol ENDS a'r data cyfansoddol cemegol sy'n dibynnu ar faint yn chwarae rhan allweddol wrth amcangyfrif y dos a adneuwyd o gemegyn ENDS penodol yn ysgyfaint yr anwedd.
2.2. Dadansoddi Cemegol a Metel Organig
Cynhaliwyd y dadansoddiad cemegol organig ar gyfer aerosol ENDS gan ddefnyddio sbectrometreg màs cromatograffaeth nwy (GC/MS) i ganfod màs cemegau organig fel nicotin, PG, VG, ac asiantau cyflasyn ar hidlwyr MOUDI ar gyfer caffael gwybodaeth sy'n dibynnu ar faint. Yn benodol, dadosodwyd y ddau ENDS tafladwy i ddod o hyd i'r wiciau anwedd e-hylif-socian. Echdynnwyd y prif gydrannau cemegol yn yr e-hylif yn gyntaf ag asetonitrile a'u dadansoddi gan GC/MS. Yna, echdynnwyd samplau aerosol ENDS ar hidlwyr MOUDI yn yr un modd a'u crynhoi ar gyfer dadansoddiad GC/MS. Roedd gan y dadansoddiad cemegol GC/MS ffynhonnell ïon ïoneiddio electron (GC/EI-MS, Agilent 6890N GC, a 5975 anadweithiol XL MSD), a mesurwyd cemegau i gyd gan ddefnyddio safonau dilys neu ddirprwyol. Disgrifir gweithdrefnau manwl ar gyfer dadansoddi organig mewn man arall [23]. Yn y dadansoddiad cemegol organig, penderfynwyd ar adennill analytes targed trwy sbeicio swm hysbys o gemegau ar hidlwyr gwag (n=3) a'u hechdynnu gyda'r un gweithdrefnau â chasglu samplau aerosol. Cynhaliwyd y dadansoddiad metel gan ddefnyddio Sbectrometreg Màs Plasma Cypledig Anwythol (ICP/MS) i ganfod màs metelau peryglus fel nicel, cromiwm, a phlwm ar wahanol hidlwyr MOUDI i gael gwybodaeth sy'n dibynnu ar faint. Proseswyd yr hidlwyr MOUDI yn gyntaf ar gyfer trwytholch asid a threuliad gan ddefnyddio HNO distyll dwbl tra-lân3a HF, ac yna anweddwyd yr hydoddiannau sampl wedi'u treulio i sychder cychwynnol. Dilynwyd protocol a oedd wedi'i hen sefydlu yn flaenorol ar gyfer y dadansoddiad ICP/MS gan ddefnyddio'r Cwad Triphlyg ICP/MS (Model 8800, Agilent Technologies, Santa Clara, CA, UDA) [24]. Yn y modd hwn, gellir caffael elfennau metel i lawr i lefelau is-ppb (ng/g) gyda ±5% o drachywiredd.
Ffocws y dadansoddiad labordy yn yr astudiaeth hon yw'r cemegau a metelau organig niweidiol a nodwyd yn flaenorol yn aerosol ENDS ac a gyhoeddwyd yn y llenyddiaeth [14,18,25,26,27,28,29]. Felly, roedd dyluniad ein dadansoddiad cemegol organig yn canolbwyntio ar nicotin, toddydd cludo (ee, glyserol, glycol propylen, fformaldehyd, asetaldehyde, acrolein, aseton, methylglyoxal, asid benzoig, a sitrad triethyl), yn ogystal â chyflasyn a chemegau eraill ( ee, ethylvanillin, vanillin, sinamaldehyde, menthol, acetoin, citral, bensyl alcohol, benzaldehyde, diacetyl, asetad ethyl, ethyl maltol, triacetin, methyl anthranilate, methyl dihydrojasmonate, melonal, corylone, δone, -etercalone, a -etercalone 3-hecsen-1-ol). Yn yr un modd, canfuwyd mwy nag 20 o fetelau yn ein dadansoddiad metel, ond roedd ffocws yr astudiaeth hon ar nicel (Ni), manganîs (Mn), sinc (Zn), cromiwm (Cr), a phlwm (Pb).
2.3. Amcangyfrif Dosau a Adneuwyd o Sylweddau ENDS
I amcangyfrif y risgiau iechyd sy'n gysylltiedig ag anadlu sylweddau ENDS yn ysgyfaint anwedd, cyfrifwyd y dos dyddiol cyfartalog (ADD) a'r dos dyddiol cyfartalog oes (LADD). Cyfrifwyd ADD a LADD yn seiliedig ar yr hafaliadau confensiynol canlynol:𝐴𝐷𝐷=𝐶×𝐶𝑅×𝐶𝑇𝐵𝑊×𝐴𝑇���=�×��×����×��
(1)
𝐿𝐴𝐷𝐷=𝐶×𝐶𝑅×𝐶𝑇𝐵𝑊×𝐿𝐸����=�×��×����×��
(2)
lle 𝐶� yw crynodiad y datguddiad (ng/m3), 𝐶𝑅�� yw'r gyfradd cyswllt (m3/day), 𝐶𝑇�� yw'r amser cyswllt, y tybir ei fod yn 30 mlynedd (10,950 diwrnod) ar gyfer y boblogaeth anwedd pen uchel, 𝐵𝑊�� yw pwysau'r corff (70 kg), 𝐴𝑇�� yw'r amser cyfartalog , sy'n hafal i 𝐶𝑇�� (10,950 diwrnod), a 𝐿𝐸�� yw'r disgwyliad oes, sef 70 mlynedd (25,550 diwrnod) yn unol â thybiaethau datguddiad rhagosodedig USEPA. Yn achos anweddu, mae'r term 𝐶×𝐶𝑅�×�� yn hafal i gymeriant dyddiol y sylwedd ENDS (ng/day), a dylai cymeriant dyddiol y sylwedd trwy anwedd ddod o gyfanswm pwffs anwedd mewn un. dydd. Yn seiliedig ar y llenyddiaeth, adroddir am bwff dyddiol cyfartalog anwedd tua 163 pwff y dydd [30]. Felly, yn seiliedig ar y dyluniad arbrofol a chanlyniadau'r astudiaeth hon, gellir wedyn addasu Hafaliadau (1) a (2) ar gyfer y gosodiad anwedd fel a ganlyn:𝐴𝐷𝐷𝑗=∑𝑖𝐴𝐷𝐷𝑖,𝑗=0.1𝑀𝑖,𝑗×𝐶𝑅𝑝×𝐶𝑇𝐵𝑊×𝐴𝑇����=∑�����,�=0.1��,�×���×����×��
(3)
𝐿𝐴𝐷𝐷𝑗=∑𝑖𝐿𝐴𝐷𝐷𝑖,𝑗=0.1𝑀𝑖,𝑗×𝐶𝑅𝑝×𝐶𝑇𝐵𝑊×𝐿𝐸�����=∑������,�=0.1��,�×���×����×��
(4)
lle 𝑀𝑖,𝑗��,� yw màs sylwedd ENDS penodol j (cemegol organig neu fetel) yn yr aerosol ENDS a geir ar gam MOUDI I (i {{{{}}}} i 11) o'r GC Dadansoddiadau MS ac ICP/MS. Gan fod 𝑀𝑖,𝑗��,� yn seiliedig ar 10 pwff, mae 0.1𝑀𝑖,𝑗��,� yn hafal i fàs y sylwedd ENDS mewn un pwff. 𝐶𝑅𝑝��� yw cyfradd cyswllt aerosol ENDS yn yr uned pwff/diwrnod. Yn seiliedig ar y llenyddiaeth, gosodwyd 𝐶𝑅𝑝��� i fod yn 163 pwff y dydd [30]. Yn seiliedig ar y rhain, mae 𝐴𝐷𝐷𝑖,𝑗����,� yn adlewyrchu dos dyddiol cyfartalog sylwedd penodol j sydd wedi'i gynnwys yn aerosol ENDS o fewn ystod maint i (MOUDI cam i); 𝐿𝐴𝐷𝐷𝑖,𝑗�����,� yw dos dyddiol cyfartalog oes o sylwedd penodol j sydd wedi'i gynnwys yn aerosol ENDS o fewn ystod maint i. Mae'r crynodeb yn Hafaliadau (3) a (4) yn nodi bod dos sylwedd ENDS penodol mewn ysgyfaint anwedd gweithredol yn cael ei gyfrifo trwy agregu'r dosau o bob un o'r 11 cam MOUDI unigol (∑𝐴𝐷𝐷𝑖,𝑗∑����,� a ∑𝐿𝐴𝐷𝐷𝑖,𝑗∑�����,�).Gellir addasu hafaliadau (3) a (4) ymhellach drwy ystyried ffactor pwysig ffracsiynau dyddodiad anadlol aerosol i amcangyfrif y dos a adneuwyd yn ysgyfaint yr anwedd (hy, y dos a gyfrannwyd gan aerosol ENDS sydd mewn gwirionedd yn cael ei ddyddodi yn y llwybrau anadlu) fel a ganlyn:𝐴𝐷𝐷′𝑗=∑𝑖𝐴𝐷𝐷𝑖,𝑗×𝐷𝐹𝑖���′�=∑�����,�×���
(5)
𝐿𝐴𝐷𝐷′𝑗=∑𝑖𝐿𝐴𝐷𝐷𝑖,𝑗×𝐷𝐹𝑖����′�=∑������,�×���
(6)
lle 𝐷𝐹𝑖��� yw'r ffracsiwn dyddodiad anadlol cymedrig (o {{0}}.0 i 1.0) ar gyfer maint aerosol casgladwy cam MOUDI i. Mae'r system resbiradol ddynol a ddefnyddir yn yr astudiaeth hon yn cwmpasu'r llwybrau anadlu tracheobronciol i'r rhanbarth alfeolaidd, a mabwysiadwyd y data cyhoeddedig cyfatebol o ffracsiynau dyddodiad anadlol aerosol ar gyfer caffael y ffracsiynau dyddodiad cymedrig (gweler Atodiad A Tabl A1 am yr amcangyfrif 𝐷𝐹𝑖���) [ 23]. Yn y modd hwn, mae 𝐴𝐷𝐷′𝑗���′� a 𝐿𝐴𝐷𝐷′𝑗����′� yn cymryd i ystyriaeth ffracsiynau màs sylwedd realistig sy'n dibynnu ar faint yn aerosol ENDS yn ogystal â'r ffracsiwn o'r ENDS a fewnanadlir yn wir sy'n cyfrannu aerosol i'r dos a adneuwyd.2.4. Amcangyfrif Risgiau Canser a Di-ganser
Yna defnyddiwyd yr amcangyfrif 𝐴𝐷𝐷′𝑗���′� o Equation (5) i gyfrifo’r cyniferydd perygl (Pencadlys) ar gyfer asesu’r risg iechyd di-ganser a achosir gan y sylwedd j mewn cynnyrch ENDS tafladwy (cemegol organig neu fetel) fel a ganlyn:𝐻𝑄𝑗=𝐴𝐷𝐷′𝑗𝑅𝑓𝐷𝑗 {<1 No adverse health effect is expected>1 Mae effaith andwyol bosibl ar iechyd ���=���′����� {<1 No adverse health effect is expected>1 Mae effaith andwyol ar iechyd yn bosibl
(7)
lle 𝑅𝑓𝐷𝑗���� yw'r dos cyfeirio (RfD) a gyhoeddwyd ar gyfer y sylwedd ENDS j. Sylwch, yn yr achos mai dim ond y crynodiad cyfeirio (RfC) oedd ar gael ar gyfer sylwedd penodol, cafodd yr RfC ei drosi i RfD gan ddefnyddio cyfradd anadliad resymol o 20 m.3/diwrnod a phwysau corff diofyn o 70 kg (hy, RfD=RfC × 20/70) [18]. Ymhellach, cymhwyswyd y mynegai peryglon (HI) i'r sylweddau, sy'n achosi effeithiau iechyd tebyg nad ydynt yn ganser ar yr un organ/system darged (ee, system resbiradol). Felly, yr HI yw crynodeb yr holl 𝐻𝑄𝑗��� (𝐻𝐼=∑𝐻𝑄𝑗��=∑���) cysylltiedig. Pan fo'r pencadlys neu'r HI yn uwch na 1.0, mae'n dangos bod effeithiau andwyol nad ydynt yn ganseraidd ar iechyd yn bosibl i ddefnyddwyr ENDS tafladwy. canserau sy'n gysylltiedig â defnydd cynnyrch ENDS tafladwy fel a ganlyn:𝐶𝑎𝑛𝑐𝑒𝑟 𝑅𝑖𝑠𝑘𝑗=𝐿𝐴𝐷𝐷′𝑗×𝐶𝑆𝐹𝑗 {<10−6 Acceptable cancer risk >10−6 Risg canser annerbyniol ������ �����{{2}����′�×��{<10−6 Acceptable cancer risk >10−6 Risg canser annerbyniol
(8)
lle 𝐶𝑆𝐹𝑗���� yw'r ffactor llethr canser cyhoeddedig (hy, gallu canser) sylwedd ENDS penodol j (cemegol organig neu fetel). Ar gyfer asesiad risg canser, amcangyfrifir bod y risg o ganser yn fwy na 10−6(un mewn miliwn) yn dynodi risg canser annerbyniol i ddefnyddwyr ENDS tafladwy. Lluniwyd gwerthoedd RfD, RfC, a CSF mewn Hafaliadau (7) ac (8) ar gyfer asesiadau risg canser a di-ganser o wefannau swyddogol EPA yr UD a CalEPA [31,32,33,34].3. Canlyniadau
3.1. Sylweddau Wedi'u Canfod mewn Aerosol ENDS
Mae Tabl 1 a Thabl 2 yn dangos y cemegau organig (dethol) a'r metelau a ganfuwyd o'r aerosol a gynhyrchir o'r ddau gynnyrch ENDS tafladwy, Puff Bar (Grape) a Air Bar (Watermelon Ice), yn y drefn honno. Mynegir y canlyniadau meintiol fel màs y sylwedd a ganfuwyd ar yr hidlydd (ng), sef cyfartaledd samplau hidlo triphlyg o'r un cam MOUDI. Ar gyfer cyfansoddion organig, yn seiliedig ar ein dadansoddiad cemegol, mae Puff Bar (Grape) a Air Bar (Watermelon Ice) yn cynnwys nicotin, propylen glycol (PG), glyserol (VG), asid benzoig, triethyl citrate, ethyl maltol, a {{2 }}hecsen-1-ol. Mae'n hysbys bod PG a VG yn doddyddion cludo a ddefnyddir yn gyffredin yn e-hylif cynhyrchion ENDS. Yn ogystal, mae Puff Bar hefyd yn cynnwys methyl anthranilate, -terpineol, a perillartine, tra bod Air Bar hefyd yn cynnwys alcohol bensyl, vanillin, melonal, methyl dihydrojasmonate, a -decalactone. Mae cemegau organig fel vanillin, melonal, ethyl maltol, ac alcohol bensyl yn cael eu hychwanegu fel cyfryngau cyflasyn [35]. Ar gyfer dadansoddi metel, dim ond yn Nhabl 1 a Thabl 2 y rhestrwyd metelau sydd wedi'u dogfennu i fod yn gysylltiedig ag effeithiau andwyol ar iechyd. Mae metelau a ganfuwyd ar hidlwyr yn cynnwys cromiwm, nicel, manganîs, plwm, alwminiwm a sinc, ac mae pob un ohonynt wedi'u dogfennu i gael effaith negyddol ar y system resbiradol (a hyd yn oed canser yr ysgyfaint) a'r system nerfol ganolog [18]. Mae Tabl 1 a Thabl 2 hefyd yn cyflwyno dosbarthiad màs erosol ENDS a gasglwyd gan MOUDI yn seiliedig ar yr ystodau maint aerosol casgladwy. Yn gyffredinol, roedd màs y cemegau organig wedi'i ddosbarthu'n normal a'i uchafbwynt o gwmpas cam 6 (maint aerosol casgladwy o 1.8 Yn fwy na neu'n hafal i d Mwy na neu'n hafal i 1.0 µm), sy'n gymesur â'r dosraniad màs ( hafal i ddosbarthiad maint gronynnau) yr aerosol ENDS. Fodd bynnag, ni welsom y metelau yn dilyn dosbarthiad o'r fath. Gyda'r data cyfansoddol sylwedd sy'n dibynnu ar faint uchod, gellir wedyn amcangyfrif y dos o sylwedd penodol sy'n gysylltiedig â ENDS (cemegol organig neu fetel) a adneuwyd yn ysgyfaint yr anwedd yn ogystal â'r risgiau iechyd cysylltiedig.
Tabl 1 .Sylweddau a ganfuwyd mewn samplau aerosol ENDS wedi'u gwahanu o ran maint a gynhyrchir gan Air Bar (Watermelon Ice).
Tabl 2 .Sylweddau a ganfuwyd mewn samplau aerosol ENDS wedi'u gwahanu o ran maint a gynhyrchwyd gan Puff Bar (Grape).
3.2. Dosau Adneuo Anadlol Amcangyfrifedig o Sylweddau ENDS
Mae Tabl 3 a Thabl 4 yn dangos amcangyfrif o ADD a LADD ar gyfer y cemegau a'r metelau organig hynny a restrir yn Nhabl 1 a Thabl 2. Cyfrifwyd yr amcangyfrif o ADD a LADD yn seiliedig ar Hafaliadau (1)–(6), gan ystyried paramedrau defnydd ENDS realistig , cyfansoddiad sylwedd sy'n dibynnu ar faint aerosol, a'r ffracsiynau dyddodiad anadlol aerosol confensiynol. Mae'r ADD a'r LADD yn mesur y dos anadlol a adneuwyd o sylwedd diddordeb ENDS. Fel y dangosir yn Nhabl 3 a Thabl 4, roedd y dosau a adneuwyd sy'n cyfateb i nicotin, glycol propylen, glyserol, ac asid benzoig yn gymharol uwch na rhai cemegau organig eraill. Ymhlith y metelau, roedd sinc, alwminiwm, nicel a chromiwm yn tueddu i fod â dosau a adneuwyd cymharol uwch. Yn gyffredinol, arweiniodd Air Bar (Watermelon Ice) at ddosau uwch o gemegau organig a metelau o'i gymharu â Puff Bar (Grape). Yn arbennig, roedd aerosol ENDS a gynhyrchwyd o Air Bar (Watermelon Ice) yn cynnwys dosau amcangyfrifedig uwch o nicotin, propylen glycol, glyserol, cromiwm, nicel, manganîs, plwm, alwminiwm, a sinc, o'i gymharu â'r hyn o Puff Bar (Grape).
Tabl 3 .Amcangyfrif o ddosau a adneuwyd gan yr ysgyfaint a risgiau canser a di-ganser o erosol ENDS a gynhyrchir gan Air Bar-Watermelon Ice.
Tabl 4 .Amcangyfrif o ddosau a adneuwyd gan yr ysgyfaint a risgiau canser a di-ganser o erosol ENDS a gynhyrchir gan Puff Bar-Grape.
3.3. Risgiau Canser Tybiedig a Risgiau Di-ganser o Sylweddau ENDS
Amcangyfrifwyd y risgiau canser a risgiau nad ydynt yn ganser ar gyfer y metelau dethol a ddarganfuwyd yn aerosol ENDS yn seiliedig ar yr ADD a'r LADD cyfatebol a chyflwynir y canlyniadau yn Nhabl 3 a Thabl 4. Mae'r tablau hyn hefyd yn dangos gwerthoedd CSF a gyhoeddwyd gan yr UD. EPA a CalEPA ac fe'u cymhwyswyd yn ein hamcangyfrif risg canser [32]. Ymhlith y metelau a ddarganfuwyd yn yr aerosol a gynhyrchir gan Air Bar (Watermelon Ice), amcangyfrifwyd y risgiau canser o gromiwm a nicel oedd 1.0 × 10−3ac 1.5 × 10−6, yn y drefn honno, a ystyrir yn sylweddol uwch na’r risg derbyniol o 10−6. Ar gyfer y metelau yn yr aerosol a gynhyrchir gan Puff Bar (Grape), y risg canser anadlol amcangyfrifedig sy'n cyfateb i gromiwm oedd 3.9 × 10−4, sydd hefyd yn fwy na'r risg derbyniol confensiynol. Ar gyfer yr amcangyfrif risg nad yw'n ganser (a fesurir gan y pencadlys), defnyddiwyd yr RfD (neu RfC) sy'n cyfateb i'r metelau hynny a gyhoeddwyd gan EPA yr UD a CalEPA (a restrir yn Nhabl 3 a Thabl 4) [31,33,34]. Mae canlyniadau'r asesiad risg nad yw'n ymwneud â chanser yn dangos bod gwerthoedd y pencadlys ar gyfer yr holl fetelau yn Nhabl 3 a Thabl 4 i gyd yn llai nag 1.{{10}}, gan ddangos na fyddai unrhyw un o'r metelau yn unig yn achosi effaith sylweddol ar y system resbiradol neu CNS. Fodd bynnag, wrth grynhoi'r risgiau iechyd di-ganser sy'n cyfateb i'r un organ darged, canfuwyd bod cromiwm a nicel yn yr aerosol a gynhyrchir gan Air Bar (Watermelon Ice) yn peri risg anadlol o HI=1.14, sy'n uwch na'r lefel dderbyniol o 1.0, gan nodi risg bosibl ar gyfer effeithiau anadlol andwyol (di-ganser) ymhlith pobl sy'n defnyddio Air Bar (Watermelon Ice) yn rheolaidd. Fodd bynnag, ni chanfuwyd effeithiau andwyol tebyg yn yr aerosol a gynhyrchwyd gan Puff Bar (Grape).
4. Trafodaeth
Llenwodd y canlyniadau a gafwyd o'r astudiaeth arbrofol hon y bylchau llenyddiaeth trwy ddarparu amcangyfrif mwy cywir o'r dos anadlol a adneuwyd a'r risgiau iechyd cysylltiedig â chanser ac nad ydynt yn ganser sy'n gysylltiedig â defnydd ENDS tafladwy. Trwy gaffael data cyfansoddion cemegol maint-ar wahân o erosol ENDS ac ystyried ffracsiwn dyddodiad anadlol sy'n dibynnu ar faint aerosol, gellir asesu risgiau iechyd cynhyrchion ENDS tafladwy yn gywir. Un o gryfderau mawr y dull hwn yw ei fod yn ystyried faint o sylweddau ENDS sydd mewn gwirionedd yn dyddodi mewn llwybrau anadlu dynol.
Cadarnhaodd canfyddiadau ein dadansoddiad cemegol fod aerosol e-sigaréts yn cynnwys cemegau a metelau organig niweidiol (ee, alcohol bensyl, -decalactone, cromiwm, nicel) sydd wedi'u dogfennu i achosi problemau anadlol a hyd yn oed canser yr ysgyfaint. Canfuom hefyd fod manganîs a phlwm yn ymddangos yn aerosol ENDS, sydd wedi gwybod effeithiau negyddol ar CNS dynol. Ymhlith y metelau a ganfuwyd, canfuom fod y risgiau canser anadlol amcangyfrifedig sy'n cyfateb i gromiwm o'r ddau gynnyrch ENDS tafladwy yn sylweddol uwch na'r risg derbyniol. Roedd y risg o ganser anadlol sy'n cyfateb i nicel yn yr aerosol o Air Bar (Watermelon Ice) hefyd yn sylweddol uwch na'r risg derbyniol. At hynny, nid oedd cromiwm na nicel yn unig yn y ddau gynnyrch ENDs tafladwy yn gysylltiedig â risgiau iechyd annerbyniol nad ydynt yn ganser. Ac eto, wrth grynhoi eu risgiau unigol nad ydynt yn ganser gyda'r un organ darged, canfuom fod cromiwm a nicel yn yr aerosol ENDS a gynhyrchir gan Air Bar (Watermelon Ice) yn cael effaith ychwanegyn ar y system resbiradol. Roedd y canlyniadau hyn yn adleisio'r dystiolaeth gynyddol sy'n cefnogi'r syniad bod cemegau carcinogenig a niweidiol yn wir yn bryderon i ddefnyddwyr ENDS rheolaidd [18,25,35]. Yn nodedig, roedd ein risgiau canser amcangyfrifedig a di-ganser yn gyffredinol yn is na'r rhai o astudiaeth Fowles et al. [18], o bosibl oherwydd gwahanol fathau o ENDS a dulliau i gael crynodiadau metel. Mae ein hamcangyfrifon yn debygol o fod yn fwy cywir serch hynny oherwydd eu bod yn seiliedig ar y dosau amcangyfrifedig o gemegau a ddyddodwyd yn y llwybrau anadlu dynol yn ogystal â chyfansoddiad sylweddau ENDS a ddadansoddwyd yn arbrofol ac a ddarganfuwyd yn aerosol ENDS.
Cyfraniad unigryw'r astudiaeth hon yw bod amcangyfrif y dosau a adneuwyd a risgiau iechyd cysylltiedig wedi'u cynnwys ym maint gronynnau'r aerosol. Gellid cymhwyso'r dull a ddefnyddiwyd yn yr astudiaeth hon ymhellach i ymchwilio i wenwyndra aerosol ar gyfer cynhyrchion ENDS eraill. Yn benodol, roedd y data cyfansoddol sy'n dibynnu ar faint a gafwyd o'n dadansoddiad cemegol yn darparu gwybodaeth ddefnyddiol i amcangyfrif yn gywir y dos o gemegau ENDS penodol yn y rhanbarth llwybr anadlu dynol. Yn seiliedig ar y data a gafwyd o gasgliad sampl maint ar wahân MOUDI, canfuom fod dosbarthiadau maint gronynnau bron pob cemegyn organig yn gymesur â dosbarthiad màs aerosol ENDS. Roedd y cemegau organig sydd wedi'u cynnwys yn aerosol ENDS wedi'u dosbarthu'n normal ac yn gyffredinol roeddynt ar eu huchaf o gwmpas Cam 6 MOUDI (maint aerosol casgladwy: o 1.0 i 1.8 µm). O ystyried y wybodaeth am ddyddodiad anadlol erosol sy'n dibynnu ar faint (a adroddir yn Atodiad A Tabl A1), mae hyn yn awgrymu y byddai 16% o'r aerosol ENDS mwyaf helaeth a fewnanadlir (1.0–1.8 µm) yn dyddodi yn ysgyfaint yr anwedd o fewn y llwybrau anadlu tracheobronchial a'r rhanbarth alfeolaidd.
Yn ogystal â'r dull arbrofol gwell, mae gan yr astudiaeth hon oblygiadau polisi pwysig. Canfu'r astudiaeth hon fod cyfansoddion a metelau organig niweidiol a allai fod yn niweidiol wedi'u canfod yn yr aerosol o'r ddau ENDS tafladwy, gydag ychydig o fetelau yn cynhyrchu risgiau canser a / neu ganser gor-dderbyniol. Mae'r canlyniadau hyn yn pwysleisio pwysigrwydd rheoleiddio cemegau mor niweidiol a allai fod yn niweidiol. Yn ogystal â gwirio canfyddiadau astudiaethau blaenorol bod elfennau gwresogi ac asiantau cyflasyn mewn e-hylifau o gynhyrchion ENDS yn ffynonellau rhai cemegau niweidiol [18,25], datblygodd ein hastudiaeth fethodoleg ymhellach i amcangyfrif dosau o sylweddau sy'n gysylltiedig â ENDS yn fwy cywir. a allai lywio rheoleiddio cynnyrch tybaco yn well drwy ddarparu amcangyfrif mwy cywir o lefelau gwenwynig. At hynny, gan fod yr FDA wedi gwahardd cynhyrchion ENDS â blas ac eithrio ENDS tafladwy oherwydd diffiniad cul yr FDA o cetris e-sigaréts [11], roedd canfyddiadau o'n hastudiaeth a oedd yn canolbwyntio'n benodol ar ENDS tafladwy yn darparu sylfaen wyddonol ychwanegol i'r FDA ei hystyried. ymestyn y gwaharddiad ar flas i gynhyrchion ENDS tafladwy. Yn ogystal, oherwydd bod cwmnïau ENDS yn aml yn hysbysebu bod ENDS yn cynnwys nicotin, cemegau cyflasyn, a datrysiadau cludo (ee, glycol propylen) ond yn bychanu bodolaeth sylweddau niweidiol yn aerosol ENDS [36], mae gofynion labelu cynnyrch llymach ac ymgyrchoedd gwrth-gyfathrebu effeithiol yn hanfodol. .
Mae gan yr astudiaeth hon gyfyngiadau y mae angen eu cydnabod. Yn gyntaf, er i ni ymchwilio i'r aerosol o ddau ENDS tafladwy a fabwysiadwyd yn gyffredin, nid oeddent yn cynrychioli'r holl gynhyrchion ENDS sy'n amrywio yn ôl blasau, modelau a brandiau. Gall nodweddion cynnyrch gwahanol fod yn gysylltiedig â gwahanol risgiau iechyd. Er enghraifft, canfu un astudiaeth a archwiliodd bensaldehyd mewn aerosolau a gynhyrchir gan ENDS fod y lefelau uchaf o bensaldehyd yn cael eu canfod mewn cynhyrchion ENDS â blas ceirios [37]. Mae angen astudiaethau yn y dyfodol i ymchwilio'n systematig i wenwyndra aerosol ynghyd â nodweddion cynnyrch (ee, blas, model, foltedd pŵer) i lywio camau rheoleiddio tybaco ychwanegol. Yn ail, roedd ein hasesiad o risgiau iechyd canser a di-ganser sy'n gysylltiedig â chyfansoddion organig a metelau o erosol ENDS yn seiliedig ar wybodaeth cryfder canser (CSP) a RfD (neu RfC) a ddarparwyd gan EPA a CalEPA. Fodd bynnag, nid yw gwybodaeth o'r fath wedi'i sefydlu ar gyfer y rhan fwyaf o'r cemegau organig a ganfuwyd yn yr astudiaeth hon. Felly, er y gellir amcangyfrif dosau dyddiol fel ADD a LADD ar gyfer yr holl gemegau organig a geir yn aerosol ENDS, dim ond ar gyfer rhai cemegau y gellir cwblhau asesiadau risg iechyd cysylltiedig. Mae angen astudiaethau yn y dyfodol i ymchwilio ymhellach i risgiau iechyd sy'n gysylltiedig â chemegau eraill pan fydd eu gwybodaeth gwenwyndra (hy CSP, RfD, a RfC) ar gael. Yn olaf, efallai na fydd defnyddio chwistrell i dynnu aerosol o'r cynhyrchion ENDS i gynhyrchu aerosol ENDS yn cynrychioli sefyllfa wirioneddol anweddu. Fodd bynnag, mae'r dull hwn yn ffordd syml a defnyddiol o gynhyrchu aerosol yn effeithlon o gynhyrchion ENDS. Ar gyfer astudiaethau yn y dyfodol, gellir caffael peiriannau pwffio e-sigaréts sydd ar gael yn fasnachol fel CSM-eSTEP (CH Technology USA, Inc., Northeastern, New Jersey) i gynhyrchu aerosol ENDS mwy cynrychioliadol a dibynadwy ar gyfer arbrofion cysylltiedig.
5. Casgliadau
Mae'r astudiaeth hon yn darparu canlyniadau arbrofol gwerthfawr ar y dos anadlol a adneuwyd sy'n gysylltiedig â defnyddio cynnyrch ENDS tafladwy gan ystyried y cyfansoddion sylwedd ENDS sy'n dibynnu ar faint aerosol a ffracsiynau dyddodiad anadlol aerosol, a esgorodd ar amcangyfrifon risg canser a di-ganser mwy cywir. Gall y dull a chanfyddiadau'r astudiaeth gyfrannu at y llenyddiaeth sy'n bodoli ar wenwyndra aerosol ENDS a gall lywio astudiaethau ar raddfa fawr yn y dyfodol sy'n ymchwilio i risgiau iechyd sy'n gysylltiedig ag ENDS. Gall y canfyddiadau hefyd lywio ymdrechion rheoleiddio tybaco megis ymestyn y gwaharddiad blas ffederal i gynhyrchion ENDS tafladwy, gweithredu gofynion labelu cynnyrch llymach, a datblygu ymgyrchoedd cyfathrebu effeithiol i frwydro yn erbyn effaith iechyd cyhoeddus y cynhyrchion ENDS newydd hyn.
Cyfraniadau Awdur
W.-CS, H.-CL ac AB a gynlluniodd a chysyniadodd yr astudiaeth. Cynhaliodd H.-CL ac AB chwiliadau llenyddiaeth a darparu crynodebau o astudiaethau ymchwil blaenorol. W.-CS a gynhaliodd y gwaith labordy. Cynhaliodd H.-CL yr asesiad risg iechyd. Dehonglwyd y canfyddiadau gan H.-CL a W.-CS. H.-CL a W.-CS a ddrafftiodd y llawysgrif. Adolygodd AB y llawysgrif yn feirniadol. Mae pob awdur wedi darllen a chytuno i'r fersiwn cyhoeddedig o'r llawysgrif.
Ariannu
Cefnogwyd yr astudiaeth hon gan R21ES031795 o Sefydliad Cenedlaethol Gwyddorau Iechyd yr Amgylchedd (NIEHS) i W.-CS, R01DA049154 o'r Sefydliad Cenedlaethol ar Gam-drin Cyffuriau (NIDA) i AB a H.-CL, a chefnogaeth gan y Southwest Centre for Alwedigaethol ac Iechyd yr Amgylchedd (SWCOEH), Canolfan Addysg ac Ymchwil y Sefydliad Cenedlaethol dros Ddiogelwch ac Iechyd Galwedigaethol (NIOSH) (T42OH008421) yng Nghanolfan Gwyddor Iechyd Prifysgol Texas yn Ysgol Gyhoeddus Houston (UTHealth). Iechyd.
