《Journal of Aerosol Science》：A New Aerosol Respiratory Deposition Approach: Health Risks of Metals in Aerosols from Electronic Nicotine Delivery Systems and Heated Tobacco Products
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本研究采用新型MALDA-MOUDI系统评估电子烟和加热烟草产品颗粒在呼吸道的沉积量及健康风险，结果显示主动和被动使用下的金属相关非癌和癌症风险均处于可接受水平，验证了该系统的有效性及在环境健康研究中的应用潜力。
Jinho Lee|Wei-Chung Su
德克萨斯大学休斯顿健康科学中心公共卫生学院环境与职业健康科学系，美国德克萨斯州77030
摘要
本研究采用了一种新开发的MALDA-MOUDI方法来研究电子尼古丁输送系统（ENDS）和加热烟草产品（HTP）气溶胶在呼吸道的沉积情况，并利用所得数据评估相关健康风险。MALDA-MOUDI是一种串联系统，将移动气溶胶肺部沉积装置（MALDA）与微孔均匀沉积冲击器（MOUDI）结合在一起，能够有效估算吸入气溶胶在主要呼吸道区域的尺寸依赖性沉积质量。MALDA-MOUDI系统覆盖了从纳米到微米范围内的多种颗粒尺寸，非常适合进行全面的气溶胶暴露研究。为了使用MALDA-MOUDI研究ENDS和HTP气溶胶在呼吸道的沉积情况，进行了一系列实验室实验以获取这些气溶胶在人体呼吸道中的沉积质量。实验中使用了两种类型的ENDS和一种HTP（JUUL、一次性产品和IQOS）来生成测试气溶胶。MALDA-MOUDI呼吸沉积实验在主动（主流）和被动（二手）两种条件下进行。基于假设的主动和被动使用情景下测量的呼吸沉积质量，系统地评估了金属引起的健康风险。研究结果表明，来自测试的ENDS和HTP释放的金属所导致的非癌症和癌症风险处于可接受的水平。MALDA-MOUDI系统是气溶胶呼吸沉积研究的宝贵工具，也可应用于更广泛的环境和职业气溶胶暴露研究，以评估气溶胶颗粒中有毒物质相关的健康风险。
部分内容摘录
引言
气溶胶呼吸沉积的研究是气溶胶研究的重要组成部分。吸入气溶胶后，部分颗粒会沉积在呼吸道中，其沉积比例因颗粒大小而异（ICRP 1994, NCRP 1997, Miller等人，2016）。沉积的颗粒可能将有毒物质引入呼吸道，导致潜在的肺部问题，如慢性支气管炎、哮喘加重以及肺功能下降等。
MALDA-MOUDI串联系统
研究表明，MALDA-MOUDI系统能够生成可靠的大小依赖性呼吸气溶胶沉积数据，这些数据与传统肺部沉积曲线高度吻合，因此非常适合用于气溶胶暴露研究（Lee和Su，2025）。图1展示了MALDA-MOUDI系统及其用于确定吸入气溶胶在主要呼吸道区域沉积质量的实验流程。在MALDA-MOUDI实验中，Micro-MALDA和Nano-MALDA分别连接到MOUDI上。
气溶胶呼吸沉积
图3展示了三种测试产品产生的气溶胶的颗粒大小分布。如图3(a)所示，在主动和被动暴露条件下，一次性电子香烟和JUUL表现出双峰颗粒大小分布，而IQOS在两种暴露条件下均呈现单峰分布。值得注意的是，来自测试产品的气溶胶中有相当一部分属于纳米颗粒尺寸范围。
MALDA-MOUDI系统
在气溶胶呼吸沉积研究中，呼吸沉积质量通常比呼吸沉积比例更能提供关于气溶胶暴露相关健康风险的信息。在我们之前的研究中，MALDA仅能根据基于颗粒数量的分布测量结果提供气溶胶呼吸沉积比例。为了进一步估算气溶胶在呼吸道中的沉积质量，需要对气溶胶的颗粒密度进行假设。
结论
在本研究中，新开发的MALDA-MOUDI串联系统被有效应用于确定ENDS和HTP气溶胶在主要呼吸道区域的沉积质量，以评估主动和被动使用情况下金属引起的健康风险。通过气溶胶呼吸沉积实验和对ENDS及HTP气溶胶的金属分析，MALDA-MOUDI方法提供了关于主要人体呼吸道区域中金属尺寸依赖性沉积质量的可靠数据。
作者贡献声明
Wei-Chung Su：撰写 – 审稿与编辑、监督、方法论、资金获取。Jinho Lee：撰写 – 原稿撰写、验证、调查、数据整理
未引用的参考文献
美国有毒物质与疾病登记署；Altman和Bland，1983；美国供暖、制冷和空调工程师协会，2023；加利福尼亚环境保护局；国际标准化组织，2018；国际癌症研究机构人类致癌风险评估工作组，2016；Maloney等人，2016；美国国家科学院、工程院和医学院，2018；国家辐射防护与测量委员会，1997；Samburova等人，利益冲突声明
? 作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本研究得到了墨西哥湾沿岸精准环境健康中心（GC-CPEH）的试点资助，该中心是NIEHS P30环境健康科学核心中心的一部分（资助编号P30ES030285），以及美国国家环境卫生科学研究所（NIEHS）的R21ES031795号资助，还有美国国家职业安全与健康研究所（NIOSH）向西南职业与环境健康中心（SWCOEH）提供的5T42OH008421号资助。
