'Herbal' but potentially hazardous: an analysis of the constituents and smoke emissions of tobacco-free waterpipe products and the air quality in the cafes where they are served

BACKGROUND: There are limited data on the composition and smoke emissions of 'herbal' shisha products and the air quality of establishments where they are smoked. METHODS: Three studies of 'herbal' shisha were conducted: (1) samples of 'herbal' shisha products were chemically analysed; (2) 'herbal' and tobacco shisha were burned in a waterpipe smoking machine and main and sidestream smoke analysed by standard methods and (3) the air quality of six waterpipe cafes was assessed by measurement of CO, particulate and nicotine vapour content. RESULTS: We found considerable variation in heavy metal content between the three products sampled, one being particularly high in lead, chromium, nickel and arsenic. A similar pattern emerged for polycyclic aromatic hydrocarbons. Smoke emission analyses indicated that toxic byproducts produced by the combustion of 'herbal' shisha were equivalent or greater than those produced by tobacco shisha. The results of our air quality assessment demonstrated that mean PM2.5 levels and CO content were significantly higher in waterpipe establishments compared to a casino where cigarette smoking was permitted. Nicotine vapour was detected in one of the waterpipe cafes. CONCLUSIONS: 'Herbal' shisha products tested contained toxic trace metals and PAHs levels equivalent to, or in excess of, that found in cigarettes. Their mainstream and sidestream smoke emissions contained carcinogens equivalent to, or in excess of, those of tobacco products. The content of the air in the waterpipe cafes tested was potentially hazardous. These data, in aggregate, suggest that smoking 'herbal' shisha may well be dangerous to health.

Sensitive photonic system to measure oxidative potential of airborne nanoparticles and ROS levels in exhaled air

A photonic system has been developed that enables sensitive quantitative determination of reactive oxygen species (ROS) - mainly hydrogen peroxide (H2O2) - in aerosol samples such as airborne nanoparticles and exhaled air from patients. The detection principle relies on the amplification of the absorbance under multiple scattering conditions due to optical path lengthening [1] and [2]. In this study, the presence of cellulose membrane that acts as random medium into the glass optical cell considerably improved the sensitivity of the detection based on colorimetric FOX assay (FeII/orange xylenol). Despite the loss of assay volume (cellulose occupies 75% of cell volume) the limit of detection is enhanced by one order of magnitude reaching the value of 9 nM (H2O2 equivalents). Spectral analysis is performed automatically with a periodicity of 5 to 15 s, giving rise to real-time ROS measurements. Moreover, the elution of air sample into the collection chamber via a micro-diffuser (impinger) enables quantitative determination of ROS contained in or generated from airborne samples. As proof-of-concept the photonic ROS detection system was used in the determination of both ROS generated from traffic pollution and ROS contained in the exhaled breath as lung inflammation biomarkers.

Application of intravoxel incoherent motion perfusion imaging to shoulder muscles after a lift-off test of varying duration.

Intravoxel incoherent motion (IVIM) MRI is a method to extract microvascular blood flow information out of diffusion-weighted images acquired at multiple b-values. We hypothesized that IVIM can identify the muscles selectively involved in a specific task, by measuring changes in activity-induced local muscular perfusion after exercise. We tested this hypothesis using a widely used clinical maneuver, the lift-off test, which is known to assess specifically the subscapularis muscle functional integrity. Twelve shoulders from six healthy male volunteers were imaged at 3 T, at rest, as well as after a lift-off test hold against resistance for 30 s, 1 and 2 min respectively, in three independent sessions. IVIM parameters, consisting of perfusion fraction (f), diffusion coefficient (D), pseudo-diffusion coefficient D* and blood flow-related fD*, were estimated within outlined muscles of the rotator cuff and the deltoid bundles. The mean values at rest and after the lift-off tests were compared in each muscle using a one-way ANOVA. A statistically significant increase in fD* was measured in the subscapularis, after a lift-off test of any duration, as well as in D. A fD* increase was the most marked (30 s, +103%; 1 min, +130%; 2 min, +156%) and was gradual with the duration of the test (in 10(-3) mm(2) /s: rest, 1.41 ± 0.50; 30 s, 2.86 ± 1.17; 1 min, 3.23 ± 1.22; 2 min, 3.60 ± 1.21). A significant increase in fD* and D was also visible in the posterior bundle of the deltoid. No significant change was consistently visible in the other investigated muscles of the rotator cuff and the other bundles of the deltoid. In conclusion, IVIM fD* allows the demonstration of a task-related microvascular perfusion increase after a specific task and suggests a direct relationship between microvascular perfusion and the duration of the effort. It is a promising method to investigate non-invasively skeletal muscle physiology and clinical perfusion-related muscular disorders.

Single Heartstring aortotomy for multiple off-pump venous bypass grafts.

Off-pump coronary bypass grafting may decrease the rate of stroke, due to minimal aortic manipulation. For venous grafts, clampless hemostasis when performing the proximal anastomosis can be achieved using the Heartstring device. We describe a technique using a single device to suture two veins to one aortotomy. This technique requires less space and could be advantageous in very short, small, and calcified aortas. In to our experience, this technique is rapid, simple, easy to reproduce, and cost-saving.

Stability of nanoparticle agglomerates under mechanical stress and its effects on their release into the air

L'exposition professionnelle aux nanomatériaux manufacturés dans l'air présente des risques potentiels pour la santé des travailleurs dans les secteurs de la nanotechnologie. Il est important de comprendre les scénarios de libération des aérosols de nanoparticules dans les processus et les activités associées à l'exposition humaine. Les mécanismes de libération, y compris les taux de libération et les propriétés physico-chimiques des nanoparticules, déterminent leurs comportements de transport ainsi que les effets biologiques néfastes. La distribution de taille des particules d'aérosols est l'un des paramètres les plus importants dans ces processus. La stabilité mécanique d'agglomérats de nanoparticules affecte leurs distributions de tailles. Les potentiels de désagglomération de ces agglomérats déterminent les possibilités de leur déformation sous énergies externes. Cela rend les changements possibles dans leur distribution de taille et de la concentration en nombre qui vont finalement modifier leurs risques d'exposition. Les conditions environnementales, telles que l'humidité relative, peuvent influencer les processus de désagglomération par l'adhérence de condensation capillaire de l'humidité. L'objectif général de cette thèse était d'évaluer les scénarios de libération des nanomatériaux manufacturés des processus et activités sur le lieu de travail. Les sous-objectifs étaient les suivants: 1. Etudier les potentiels de désagglomération des nanoparticules dans des conditions environnementales variées. 2. Etudier la libération des nano-objets à partir de nanocomposites polymères; 3. Evaluer la libération de nanoparticules sur le lieu de travail dans des situations concrètes. Nous avons comparé différents systèmes de laboratoire qui présentaient différents niveau d'énergie dans l'aérosolisation des poudres. Des nanopoudres de TiO2 avec des hydrophilicités de surface distinctes ont été testées. Un spectromètre à mobilité électrique (SMPS), un spectromètre à mobilité aérodynamique (APS) et un spectromètre optique (OPC) ont été utilisés pour mesurer la concentration de particules et la distribution de taille des particules. La microscopie électronique à transmission (TEM) a été utilisée pour l'analyse morphologique d'échantillons de particules dans l'air. Les propriétés des aérosols (distribution de taille et concentration en nombre) étaient différentes suivant la méthode employée. Les vitesses des flux d'air d'aérosolisation ont été utilisées pour estimer le niveau d'énergie dans ces systèmes, et il a été montré que les tailles modales des particules étaient inversement proportionnelles à la vitesse appliquée. En général, les particules hydrophiles ont des diamètres plus grands et des nombres inférieurs à ceux des particules hydrophobes. Toutefois, cela dépend aussi des méthodes utilisées. La vitesse de l'air peut donc être un paramètre efficace pour le classement de l'énergie des procédés pour des systèmes d'aérosolisation similaires. Nous avons développé un système laboratoire pour tester les potentiels de désagglomération des nanoparticules dans l'air en utilisant des orifices critiques et un humidificateur. Sa performance a été comparée à un système similaire dans un institut partenaire. Une variété de nanopoudres différentes a été testée. Le niveau d'énergie appliquée et l'humidité ont été modifiés. Le SMPS et l'OPC ont été utilisés pour mesurer la concentration de particules et la distribution de la taille. Un TEM a été utilisé pour l'analyse morphologique d'échantillons de particules dans l'air. Le diamètre moyen des particules a diminué et la concentration en nombre s'est accrue lorsque des énergies externes ont été appliquées. Le nombre de particules inférieures à 100 nm a été augmenté, et celui au-dessus de 350 nm réduits. Les conditions humides ont faits exactement le contraire, en particulier pour les petites particules. En outre, ils ont réduits les effets de la différence de pression due à l'orifice. Les résultats suggèrent que la désagglomération d'agglomérats de nanoparticules dans l'air est possible dans la gamme d'énergie appliquée. Cependant, l'atmosphère humide peut favoriser leur agglomération et améliorer leurs stabilités en réduisant la libération de nanoparticules dans l'environnement. Nous proposons d'utiliser notre système pour le test de routine des potentiels de désagglomération des nanomatériaux manufacturés et de les classer. Un tel classement faciliterait la priorisation de l'exposition et du risque encouru en fonction du niveau d'ENM. Un système de perçage automatique et un système de sciage manuel ont été développés pour étudier la libération de nanoparticules à partir de différents types de nanocomposites. La vitesse de perçage et taille de la mèche ont été modifiées dans les expériences. La distribution de taille des particules et leur concentration en nombre ont été mesurées par un SMPS et un miniature diffusion size classifier (DISCmini). Les distributions de nanoparticules dans les composites et les particules libérées ont été analysés par un TEM et un microscope électronique à balayage (SEM). Les tests de perçage ont libérés un plus grand nombre de particules que le sciage. Des vitesses de perçage plus rapide et les mèches plus grandes ont augmentés la génération de particules. Les charges de nanoparticules manufacturées dans les composites ne modifient pas leurs comportements de libération dans les expériences de perçage. Toutefois, le sciage différencie les niveaux de libération entre les composites et les échantillons blancs. De plus, les vapeurs de polymères ont été générées par la chaleur de sciage. La plupart des particules libérées sont des polymères contenant des nanoparticules ou sur leurs surface. Les résultats ont souligné l'importance du type de processus et paramètres pour déterminer la libération de nanoparticules de composites. Les émissions secondaires telles que les fumées polymères appellent à la nécessité d'évaluations de l'exposition et de risque pour de tels scénarios. Une revue systématique de la littérature sur le sujet de libérations de nanoparticules dans l'air dans les secteurs industriels et laboratoires de recherche a été effectuée. Des stratégies de recherche des informations pertinentes et de stockage ont été développées. Les mécanismes de libération, tels que la taille de particules d'aérosol et de leur concentration en nombre, ont été comparés pour différentes activités. La disponibilité de l'information contextuelle qui est pertinente pour l'estimation de l'exposition humaine a été évaluée. Il a été constaté que les données relatives à l'exposition ne sont pas toujours disponibles dans la littérature actuelle. Les propriétés des aérosols libérés semblent dépendre de la nature des activités. Des procédés à haute énergie ont tendance à générer des plus hauts niveaux de concentrations de particules dans les gammes de plus petite taille. Les résultats peuvent être utiles pour déterminer la priorité des procédés industriels pour l'évaluation les risques associés dans une approche à plusieurs niveaux. Pour l'évaluation de l'exposition, la disponibilité de l'information peut être améliorée par le développement d'une meilleure méthode de communication des données.

Proton pump inhibitor-responsive oesophageal eosinophilia: an entity challenging current diagnostic criteria for eosinophilic oesophagitis.

Consensus diagnostic recommendations to distinguish GORD from eosinophilic oesophagitis (EoE) by response to a trial of proton pump inhibitors (PPIs) unexpectedly uncovered an entity called 'PPI-responsive oesophageal eosinophilia' (PPI-REE). PPI-REE refers to patients with clinical and histological features of EoE that remit with PPI treatment. Recent and evolving evidence, mostly from adults, shows that patients with PPI-REE and patients with EoE at baseline are clinically, endoscopically and histologically indistinguishable and have a significant overlap in terms of features of Th2 immune-mediated inflammation and gene expression. Furthermore, PPI therapy restores oesophageal mucosal integrity, reduces Th2 inflammation and reverses the abnormal gene expression signature in patients with PPI-REE, similar to the effects of topical steroids in patients with EoE. Additionally, recent series have reported that patients with EoE responsive to diet/topical steroids may also achieve remission on PPI therapy. This mounting evidence supports the concept that PPI-REE represents a continuum of the same immunological mechanisms that underlie EoE. Accordingly, it seems counterintuitive to differentiate PPI-REE from EoE based on a differential response to PPI therapy when their phenotypic, molecular, mechanistic and therapeutic features cannot be reliably distinguished. For patients with symptoms and histological features of EoE, it is reasonable to consider PPI therapy not as a diagnostic test, but as a therapeutic agent. Due to its safety profile, ease of administration and high response rates (up to 50%), PPI can be considered a first-line treatment before diet and topical steroids. The reasons why some patients with EoE respond to PPI, while others do not, remain to be elucidated.

The "Abdominal Circulatory Pump": An Auxiliary Heart during Exercise?

Apart from its role as a flow generator for ventilation the diaphragm has a circulatory role. The cyclical abdominal pressure variations from its contractions cause swings in venous return from the splanchnic venous circulation. During exercise the action of the abdominal muscles may enhance this circulatory function of the diaphragm. Eleven healthy subjects (25 ± 7 year, 70 ± 11 kg, 1.78 ± 0.1 m, 3 F) performed plantar flexion exercise at ~4 METs. Changes in body volume (ΔVb) and trunk volume (ΔVtr) were measured simultaneously by double body plethysmography. Volume of blood shifts between trunk and extremities (Vbs) was determined non-invasively as ΔVtr-ΔVb. Three types of breathing were studied: spontaneous (SE), rib cage (RCE, voluntary emphasized inspiratory rib cage breathing), and abdominal (ABE, voluntary active abdominal expiration breathing). During SE and RCE blood was displaced from the extremities into the trunk (on average 0.16 ± 0.33 L and 0.48 ± 0.55 L, p < 0.05 SE vs. RCE), while during ABE it was displaced from the trunk to the extremities (0.22 ± 0.20 L p < 0.001, p < 0.05 RCE and SE vs. ABE respectively). At baseline, Vbs swings (maximum to minimum amplitude) were bimodal and averaged 0.13 ± 0.08 L. During exercise, Vbs swings consistently increased (0.42 ± 0.34 L, 0.40 ± 0.26 L, 0.46 ± 0.21 L, for SE, RCE and ABE respectively, all p < 0.01 vs. baseline). It follows that during leg exercise significant bi-directional blood shifting occurs between the trunk and the extremities. The dynamics and partitioning of these blood shifts strongly depend on the relative predominance of the action of the diaphragm, the rib cage and the abdominal muscles. Depending on the partitioning between respiratory muscles for the act of breathing, the distribution of blood between trunk and extremities can vary by up to 1 L. We conclude that during exercise the abdominal muscles and the diaphragm might play a role of an "auxiliary heart."