Химическая характеристика пара, испускаемого электронным

Mar 31, 2023

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 16497 (2022) Цитировать эту статью

59 тысяч доступов

3 цитаты

26 Альтметрика

Подробности о метриках

Устройства для электронных сигарет четвертого поколения были созданы благодаря технологическим достижениям в области электронного распыления жидкости для электронных сигарет. Использование микропористой керамики в качестве впитывающего материала повышает эффективность нагрева, но неясно, как это влияет на химические выбросы этих устройств. Мы оценили выбросы капсульной электронной сигареты с инновационной технологией на основе керамического фитиля и двух ароматизированных электронных жидкостей, содержащих лактат никотина и бензоат никотина (57 и 18 мг/мл никотина соответственно). Среди изученных вредных и потенциально вредных компонентов (HPHC), перечисленных FDA США и/или TobReg ВОЗ, только 5 (ацетон, ацетальдегид, формальдегид, нафталин и норникотин) были определены количественно на уровнях от 0,14 до 100 нг слоеного-1. В горючей сигарете (ссылка на Кентукки 1R6F) уровни составляли от 0,131 до 168 мкг затяжки-1. Уровни никотина варьировались от 0,10 до 0,32 мг затяжек-1 в трех исследуемых продуктах. Из 19 предложенных HPHC, вызывающих особое беспокойство в электронных сигаретах, только 3 (глицерин, изоамилацетат и пропиленгликоль) были определены количественно. Низкие/необнаружимые уровни HPHC отражают не только оптимальные условия эксплуатации электронной сигареты, включая эффективную подачу жидкости для электронных сигарет с помощью керамического фитиля без перегрева, но и потенциал использования электронных сигарет в качестве альтернативы. к горючим сигаретам.

Электронные сигареты — это устройства с батарейным питанием, предназначенные для доставки никотина и/или других веществ, включая, в некоторых случаях, ароматизаторы. Хотя электронные сигареты были впервые предложены в 1927 году Джозефом Робинсоном1, только в начале 2000-х годов первое поколение электронных сигарет или «сигарет-подобных» стало коммерчески доступным2,3,4. С тех пор развивались последующие поколения устройств: от электронных сигарет с предварительно заправленными или многоразовыми картриджами (2-е поколение) до перезаряжаемых устройств типа резервуара (3-е поколение) с модифицируемыми или «модификациями» компонентами3,4,5,6. Четвертое поколение устройств, известных как «Pods», было создано благодаря достижениям в области технологии электронного распыления3,7,8,9.

Электронные сигареты состоят из мундштука, камеры для жидкости, распылителя и аккумулятора. Распылитель имеет впитывающий материал, который вытягивает жидкость для электронных сигарет на нагревательную спираль с питанием от батареи. Оптимальное производство пара зависит от эффективной подачи жидкости для электронных сигарет в нагревательный змеевик, которая ограничивается капиллярностью и скоростью испарения жидкости для электронных сигарет10,11,12. Уровни мощности, при которых образуется аэрозоль, превышающий способность фитиля подавать жидкость в змеевик, могут привести к перегреву змеевика распылителя и, как следствие, к перегреву жидкости для электронных сигарет10,11. В электронных сигаретах используются различные типы впитывающего материала, различающиеся по размеру и форме3,13. Кремнезем обычно был первым материалом, который использовался в качестве фитиля, за ним следовали хлопок и керамика3,13,14,15. Хлопок обладает хорошими впитывающими свойствами, но менее термически стабилен, чем кремнезем14,16,17, тогда как керамика химически стабильна и термостойка18. Использование микропористой керамики в качестве впитывающего материала увеличилось за последние несколько лет14,16,18,19,20. Сообщается, что его применение повышает эффективность нагрева и уменьшает обугливание14,16,18,19,20.

Жидкости для электронных сигарет являются важной частью любой системы вейпинга, и их состав вместе с характеристиками устройства могут влиять на доставку никотина21. В основном они представляют собой смесь пропиленгликоля (ПГ), глицерина (растительного глицерина или ВГ) и никотина. Жидкости для электронных сигарет могут включать ароматизаторы и обычно имеют различную концентрацию никотина.

Чтобы помочь взрослым потребителям полностью перейти на альтернативные никотиновые продукты, важно, чтобы другие альтернативы обеспечивали эффективную доставку никотина, сравнимую или близкую к доставке обычных/горючих сигарет22,23. Заядлые курильщики (12,4 ± 8,4 сигарет в день, n = 11) обнаружили, что электронные сигареты, особенно первого поколения, были неудовлетворительными, поскольку доставка никотина была неэффективной по сравнению с обычными сигаретами22. В более поздних поколениях устройств удалось улучшить доставку никотина за счет использования различных конструкций и настроек мощности, инновационных материалов и солей никотина в рецептурах электронных сигарет3,21,22,24,25. Например, Боуэн и Син24 сообщили, что сочетание никотина с некоторыми слабыми органическими кислотами, такими как бензойная, лауриновая, левулиновая, салициловая или сорбиновая кислота, обеспечивает удовлетворение, сравнимое с удовлетворением от обычных сигарет. Они предположили, что эффект удовлетворения связан с эффективной передачей никотина в легкие пользователя и быстрым увеличением абсорбции никотина в плазме24. Использование молочной и пировиноградной кислот было исследовано другими авторами, которые сообщили о кинетике поглощения никотина, аналогичной кинетике обычных сигарет и связанной с приемлемыми сенсорными качествами и облегчением тяги23,25,26,27. Комбинация никотина со слабыми органическими кислотами с образованием солей никотина также применяется в фармацевтических составах, используемых в терапевтическом оборудовании дозированных ингаляторов (MDI)28. Его применение в рецептурах электронных сигарет потенциально может имитировать фармакокинетику никотина при курении сигарет, что может помочь курильщикам сигарет перейти на электронные сигареты22,23,25,26,27,29,30,31,32.