Naukowcy tworzą narzędzia kompatybilne ze smartfonami, aby oceniać działanie e-papierosów zawierających nikotynę.
Niedawne badanie przeprowadzone przez naukowców z USC Viterbi School of Engineering, we współpracy z Keck School of Medicine of USC, Huntington Medical Research Institutes (HMRI) i UC Irvine, rzuca światło na szkodliwy wpływ papierosów elektronicznych i tradycyjnych na zdrowie układu krążenia. Odkrycia pokazują, że choć elektroniczne papierosy uszkadzają naczynia krwionośne, konwencjonalne papierosy uszkadzają przede wszystkim serce.
Badanie opublikowane w Dziennik Amerykańskiego Towarzystwa Kardiologicznego (JAHA) był prowadzony przez Rashida Alaviego, gdy był doktorantem inżynierii mechanicznej w laboratorium Niemy Pahlevana, kierownika katedry wczesnej kariery inżynierskiej Gordona S. Marshalla na USC i członka American Heart Association (FAHA), Pahlevan jest czołowym specjalistą w fizyce przepływu do zastosowań w diagnostyce medycznej i leczeniu i jest uznawany za innowatora w nieinwazyjnych technikach pomiarowych pozwalających uzyskać wgląd w zdrowie serca.
Przedmiot badań i metodologia
W badaniu zastosowano innowacyjną technikę analizy opartą na dynamice płynów w celu pomiaru wpływu narażenia na nikotynę za pośrednictwem oparów e-papierosów i oparów tradycyjnych papierosów. Chociaż badanie przeprowadzono na modelach zwierzęcych, można je również zastosować u ludzi, podobnie jak miało to miejsce w przypadku innych zastosowań, w tym niewydolności serca. W przypadku ludzi można używać kamer smartfonów do wykrywania nieprawidłowości w funkcjonowaniu układu krążenia.
Pahlevan wyjaśnia, jak działa ten proces. „W zastosowaniach u ludzi aparat smartfona rejestruje obrazy skóry szyi. Następnie algorytm wyodrębnia rozszerzenie ścian naczyń na podstawie wibracji skóry zarejestrowanych na obrazach. Ten przebieg dylatacji odzwierciedla przebieg ciśnienia w dużych tętnicach, takich jak tętnica szyjna, gdzie lepkosprężystość ścian jest minimalna”.
Wyniki pokazują, że zawierające nikotynę papierosy elektroniczne negatywnie wpływają na czynność naczyń i sprzężenie lewa komora-tętnica. Stwierdzono również, że tradycyjne papierosy znacząco zaburzają funkcję skurczową lewej komory. Odkrycia te wskazują na potencjalne długoterminowe konsekwencje dla zdrowia układu krążenia.
„Waporyzacja nikotyną powoduje przyspieszone starzenie się układu naczyniowego” – powiedział Pahlevan.
Konsekwencje dla zdrowia publicznego
Choć elektroniczne papierosy zawierające nikotynę zyskały popularność jako potencjalna pomoc w rzuceniu tradycyjnego palenia, ich wpływ na zdrowie układu krążenia pozostawał słabo poznany – aż do teraz.
„Ludzie uważają, że e-papierosy są znacznie lepsze od tradycyjnych papierosów, dlatego rezygnują z tradycyjnego palenia i wypróbowują e-papierosy z nikotyną. Jednak e-papierosy zawierające nikotynę mają tak wiele działań niepożądanych, dlatego należy je dokładnie rozważyć” – powiedział Pahlevan.
„Celem tego badania było podniesienie świadomości na temat wapowania i jego długoterminowego wpływu na układ sercowo-naczyniowy” – powiedział Alavi, którego praca znalazła się w pierwszej czwórce w konkursie USC Viterbi Best PhD Dissertation Award, a obecnie jest autorem James Boswell stażysta podoktorski w Caltech i HMRI. „Kiedy naczynia ulegną uszkodzeniu, ostatecznie wpłynie to na serce. Chcemy pomóc ludziom podejmować świadome decyzje dotyczące używania danej substancji lub nie” – dodał Alavi.
Narzędzie na smartfony, dodaje Alavi, może być również wykorzystywane w ostatecznej aplikacji przez osoby wapujące, aby umożliwić im ocenę, czy są zagrożeni.
Metoda częstotliwości wewnętrznej, będąca nową techniką analizy opartą na dynamice płynów, „jest wyraźnie bardzo czuła w wychwytywaniu nieprawidłowości w układzie sercowo-naczyniowym, nawet bardziej niż niektóre standardowe pomiary hemodynamiczne”. Ponadto ekscytujące jest to, że tę technikę można zastosować w aplikacjach telefonów komórkowych w celu oceny czynności serca” – powiedział dr Robert Kloner, dyrektor naukowy w HMRI i profesor medycyny (naukowiec kliniczny) w Keck School of Medicine of Medicine USC.
Podejście to ma znaczny potencjał w zastosowaniach u ludzi. Opracowując nową, opłacalną metodę wykrywania uszkodzeń układu sercowo-naczyniowego, wykorzystującą wyłącznie pomiary fali ciśnienia tętnicy szyjnej (tętna szyi), badanie toruje drogę do szybszych, łatwiejszych i szerzej zakrojonych testów.
Kolejnym krokiem jest przetestowanie narzędzia w badaniach klinicznych na ludziach.
Odniesienie: „Niekorzystne skutki sercowo-naczyniowe nikotyny dostarczanej przez przewlekłe elektroniczne papierosy lub standardowe papierosy przechwytywane przez wewnętrzne częstotliwości sercowo-naczyniowe” autorstwa Rashida Alavi, Wangde Dai, Sohrab P. Mazandarani, Rebecca J. Arechavala, David A. Herman, Michael T. Kleinman, Robert A. Kloner i Niema M. Pahlevan, 11 września 2024 r., Dziennik Amerykańskiego Towarzystwa Kardiologicznego.
DOI: 10.1161/JAHA.124.035462
Badanie sfinansowane przez Uniwersytet Kalifornijski i Fundację Jamesa G. Boswella.
Ujawnienia: NM Pahlevan posiada udziały w Ventric Health (Avicena LLC) i ma umowę konsultingową z Ventric Health (Avicena LLC).
