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Articulo de referencia

Composición del aerosol del cigarrillo electrónico

Aerosol ( vapor ) exhalado por un usuario de cigarrillo electrónico. La composición química del aerosol de los cigarrillos electrónicos varía entre fabricantes y dentro de ellos...

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Aerosol (vapor) exhalado por un usuario de cigarrillo electrónico.
Aerosol ( vapor ) exhalado por un usuario de cigarrillo electrónico.

La composición química del aerosol de los cigarrillos electrónicos varía entre fabricantes y dentro de ellos. [ notas 1 ] [ 1 ] Existen datos limitados sobre su química. [ 1 ] Sin embargo, investigadores de la Universidad Johns Hopkins analizaron las nubes de vapor de marcas populares como Juul y Vuse, y encontraron "casi 2000 sustancias químicas, la gran mayoría de las cuales no están identificadas". [ 2 ]

El aerosol de los cigarrillos electrónicos se genera cuando el e-líquido entra en contacto con una bobina calentada a una temperatura de aproximadamente 100–250 °C (212–482 °F) dentro de una cámara, lo que se cree que causa la pirólisis del e-líquido y también podría llevar a la descomposición de otros ingredientes líquidos. [ notas 2 ] [ 4 ] El aerosol (neblina [ 5 ] ) producido por un cigarrillo electrónico se denomina comúnmente, pero de forma imprecisa, vapor . [ notas 3 ] [ 1 ] Los cigarrillos electrónicos simulan la acción de fumar , [ 7 ] pero sin combustión de tabaco . [ 8 ] El aerosol del cigarrillo electrónico se parece en cierta medida al humo del cigarrillo. [ 9 ] Los cigarrillos electrónicos no producen aerosol entre caladas. [ 10 ] El aerosol del cigarrillo electrónico suele contener propilenglicol , glicerina , nicotina , sabores , transportadores de aroma y otras sustancias. [ notas 4 ] [ 12 ] Los niveles de nicotina , nitrosaminas específicas del tabaco (TSNA), aldehídos , metales , compuestos orgánicos volátiles (COV), sabores y alcaloides del tabaco en los aerosoles de cigarrillos electrónicos varían mucho. [ 1 ] El rendimiento de los químicos encontrados en el aerosol del cigarrillo electrónico varía dependiendo de varios factores, incluidos el contenido del e-líquido, la frecuencia de inhalación y el voltaje de la batería . [ notas 5 ] [ 14 ]  

Las partes metálicas de los cigarrillos electrónicos en contacto con el e-líquido pueden contaminarlo con metales. [ 15 ] Se han encontrado metales pesados ​​y nanopartículas metálicas en cantidades ínfimas en el aerosol del cigarrillo electrónico. [ nota 6 ] [ 15 ] Una vez aerosolizados, los ingredientes del e-líquido experimentan reacciones químicas que forman nuevos compuestos que no se encontraban previamente en el líquido. [ 17 ] Muchos productos químicos, incluidos los compuestos carbonílicos como el formaldehído , pueden producirse inadvertidamente cuando el alambre de nicromo ( elemento calefactor ) que toca el e-líquido se calienta y reacciona químicamente con el líquido. [ 18 ] Los líquidos que contienen propilenglicol produjeron las mayores cantidades de carbonilos en los vapores de los cigarrillos electrónicos, [ 18 ] mientras que en 2014 la mayoría de las empresas de cigarrillos electrónicos comenzaron a usar agua y glicerina en lugar de propilenglicol para la producción de vapor. [ 19 ]

El propilenglicol y la glicerina se oxidan para crear aldehídos que también se encuentran en el humo del cigarrillo cuando los líquidos electrónicos se calientan y aerosolizan a un voltaje superior a 3 V. [ 1 ] Dependiendo de la temperatura de calentamiento, los carcinógenos en el aerosol del cigarrillo electrónico pueden superar los niveles del humo del cigarrillo. [ 17 ] Los cigarrillos electrónicos de voltaje reducido generan niveles muy bajos de formaldehído. [ 18 ] Un informe de Public Health England (PHE) encontró que "En configuraciones normales, no hubo liberación de formaldehído o fue insignificante". [ 20 ] Sin embargo, esta afirmación fue contradicha por otros investigadores en un estudio de 2018. Los cigarrillos electrónicos pueden emitir formaldehído en altos niveles (entre cinco y 15 veces más altos que lo que se informa para el humo del cigarrillo) a temperaturas moderadas y en condiciones que se han informado no son adversas para los usuarios. [ 21 ] A medida que evoluciona la ingeniería de los cigarrillos electrónicos, los dispositivos de última generación y más "calientes" podrían exponer a los usuarios a mayores cantidades de carcinógenos. [ 6 ]

Usar

Un diagrama de flujo que representa las acciones y funciones básicas para generar el aerosol de los cigarrillos electrónicos.
Este diagrama de flujo representa las acciones y funciones básicas para generar el aerosol del cigarrillo electrónico. [ 22 ]

Fondo

Existe un debate sobre la composición y la consiguiente carga para la salud del humo del tabaco en comparación con el vapor de los cigarrillos electrónicos . [ 19 ] El humo del tabaco es una mezcla compleja, dinámica y reactiva que contiene alrededor de 5000 sustancias químicas. [ 23 ] En 2021, investigadores de la Universidad Johns Hopkins analizaron los aerosoles de vapeo de marcas populares como Juul y Vuse, y encontraron "casi 2000 sustancias químicas, la gran mayoría de las cuales no están identificadas". [ 24 ] El vapor de los cigarrillos electrónicos contiene muchos de los tóxicos dañinos conocidos que se encuentran en el humo del cigarrillo tradicional , como el formaldehído , el cadmio y el plomo , aunque generalmente en un porcentaje reducido. [ 25 ]

Hay sustancias en el vapor de los cigarrillos electrónicos que no se encuentran en el humo del tabaco. [ 26 ] Los investigadores forman parte del conflicto, con algunos oponiéndose y otros apoyando el uso de cigarrillos electrónicos. [ 27 ] La comunidad de salud pública está dividida, incluso polarizada, sobre cómo el uso de estos dispositivos impactará la epidemia del tabaquismo . [ 28 ] Algunos defensores de los cigarrillos electrónicos piensan que estos dispositivos contienen simplemente "vapor de agua" en los aerosoles de los cigarrillos electrónicos, pero esta opinión es refutada por la evidencia. [ 29 ]

  1. ↑ Los valores de riesgo de cáncer por inhalación proporcionan un riesgo de exposición excesivo a lo largo de la vida, en este caso el riesgo de cáncer de pulmón humano a un nivel de 1 en 100 000 (E-5).
  2. ↑ Los valores de riesgo por inhalación no cancerígeno indican los niveles y los tiempos de exposición en los que no se esperan efectos adversos; aquí se enumeran los valores para la exposición continua de por vida.
  3. ↑ Riesgo unitario en riesgo/pCi = 1,08E-08.

materia particulada

El diseño de ingeniería de un cigarrillo electrónico
Vista explosionada de un cigarrillo electrónico con claromizador transparente y cabezal de doble resistencia intercambiable. Este modelo permite una amplia gama de ajustes.

Patógenos

Se ha descubierto que el líquido para cigarrillos electrónicos está contaminado con hongos y bacterias. [ 31 ] Los líquidos para cigarrillos electrónicos que contienen nicotina se extraen del tabaco, el cual puede contener impurezas. [ 12 ] Se cree que las impurezas específicas del tabaco, como la cotinina , los N'-óxidos de nicotina ( isómeros cis y trans ) y la beta-nornicotirina, son el resultado de la acción bacteriana o la oxidación durante la extracción de nicotina del tabaco. [ 32 ]

Vaporizadores reutilizados y uso compartido de vaporizadores

productos químicos

Los componentes de los cigarrillos electrónicos incluyen una boquilla, un cartucho (depósito de líquido), un elemento calefactor o atomizador , un microprocesador , una batería y algunos tienen una luz LED en la punta. [ 40 ] Son dispositivos desechables o reutilizables. [ 41 ] Los desechables no son recargables y normalmente no se pueden rellenar con líquido. [ 41 ] Existe una amplia gama de dispositivos desechables y reutilizables, lo que da lugar a grandes variaciones en su estructura y rendimiento. [ 41 ] Dado que muchos dispositivos incluyen componentes intercambiables, los usuarios pueden modificar la naturaleza del vapor inhalado. [ 41 ]

Para la mayoría de los cigarrillos electrónicos, muchos aspectos son similares a sus contrapartes tradicionales, como el suministro de nicotina al usuario. [ 42 ] El uso de un cigarrillo electrónico simula la acción de fumar , [ 7 ] con un vapor que se asemeja en cierta medida al humo del cigarrillo. [ 9 ] Los cigarrillos electrónicos no implican la combustión del tabaco , [ 8 ] y no producen vapor entre caladas. [ 10 ] No producen humo ni vapor secundarios. [ 14 ]

La producción de vapor implica básicamente preprocesamiento, generación de vapor y postprocesamiento. [ 41 ] Primero, el cigarrillo electrónico se activa presionando un botón u otros dispositivos que se encienden mediante un sensor de flujo de aire u otro tipo de sensor de activación. [ 41 ] Luego, se libera energía a un LED, otros sensores y otras partes del dispositivo, y a un elemento calefactor u otro tipo de generador de vapor. [ 41 ] Posteriormente, el e-líquido fluye por acción capilar hacia el elemento calefactor u otros dispositivos hacia el generador de vapor del cigarrillo electrónico. [ 41 ] Segundo, el procesamiento del vapor del cigarrillo electrónico implica la generación de vapor. [ 41 ]

El vapor del cigarrillo electrónico se genera cuando el e-líquido se vaporiza mediante el elemento calefactor u otros métodos mecánicos. [ 41 ] El último paso del procesamiento del vapor ocurre cuando el vapor del cigarrillo electrónico pasa a través del conducto de aire principal hacia el usuario. [ 41 ] Para algunos dispositivos avanzados, antes de inhalar, el usuario puede ajustar la temperatura del elemento calefactor, el caudal de aire u otras características. [ 41 ] El líquido dentro de la cámara de un cigarrillo electrónico se calienta a aproximadamente 100-250  °C para crear un vapor aerosolizado . [ 4 ] Se cree que esto produce la pirólisis del e-líquido y también podría conducir a la descomposición de otros ingredientes líquidos. [ 4 ] El aerosol (niebla [ 5 ] ) producido por un cigarrillo electrónico se denomina comúnmente, pero de forma imprecisa, vapor . [ 1 ] En física, un vapor es una sustancia en fase gaseosa, mientras que un aerosol es una suspensión de pequeñas partículas de líquido, sólido o ambos dentro de un gas. [ 1 ]

La potencia de salida del cigarrillo electrónico está correlacionada con el voltaje y la resistencia ( P = V² / R, en vatios ), que es un aspecto que impacta la producción y la cantidad de tóxicos de los vapores del cigarrillo electrónico. [ 43 ] La potencia generada por la bobina de calentamiento no se basa únicamente en el voltaje porque también depende de la corriente , y la temperatura resultante del e-líquido depende de la potencia de salida del elemento calefactor. [ 4 ] La producción de vapor también depende del punto de ebullición del disolvente. [ 43 ] El propilenglicol hierve a 188  °C, mientras que la glicerina hierve a 290  °C. [ 43 ] La temperatura más alta alcanzada por la glicerina puede impactar los tóxicos emitidos por el cigarrillo electrónico. [ 43 ] El punto de ebullición de la nicotina es 247  °C. [ 44 ] Los diseños de cada compañía de cigarrillos electrónicos generan diferentes cantidades de potencia de calentamiento. [ 45 ]

La evidencia indica que los tanques de mayor capacidad, el aumento de la temperatura de la bobina y las configuraciones de goteo parecen ser diseños modificados por el usuario final adoptados por las compañías de cigarrillos electrónicos. [ 41 ] Los cigarrillos electrónicos de voltaje variable pueden elevar la temperatura dentro del dispositivo para permitir a los usuarios ajustar el vapor del cigarrillo electrónico. [ 5 ] No hay información firme disponible sobre las diferencias de temperatura en los dispositivos de voltaje variable. [ 5 ] El tiempo durante el cual el vapor del cigarrillo electrónico se calienta dentro del dispositivo también afecta las propiedades del vapor del cigarrillo electrónico. [ 41 ] Cuando la temperatura del elemento calefactor aumenta, la temperatura del vapor del cigarrillo electrónico en el aire aumenta. [ 41 ] El aire más caliente puede soportar una mayor densidad de aire del e-líquido . [ 41 ]

Los cigarrillos electrónicos tienen una amplia gama de diseños de ingeniería. [ 41 ] Las diferencias en los materiales de fabricación de cigarrillos electrónicos son amplias y a menudo desconocidas. [ 46 ] Existe preocupación por la falta de control de calidad . [ 47 ] Las empresas de cigarrillos electrónicos a menudo carecen de estándares de fabricación [ 31 ] o no existen. [ 48 ] Algunos cigarrillos electrónicos están diseñados y fabricados con un alto estándar. [ 49 ] Los estándares de fabricación de los cigarrillos electrónicos no son equivalentes a los de los productos farmacéuticos . [ 50 ] La mejora de los estándares de fabricación podría reducir los niveles de metales y otros químicos que se encuentran en el vapor de los cigarrillos electrónicos. [ 51 ] El control de calidad está influenciado por las fuerzas del mercado. [ 52 ]

Los diseños de ingeniería suelen afectar la naturaleza, el número y el tamaño de las partículas generadas. [ 53 ] Se cree que una gran cantidad de deposición de partículas de vapor ingresa a los pulmones con cada calada porque el tamaño de las partículas en los vapores de los cigarrillos electrónicos está dentro del rango respiratorio. [ 54 ] Después de una calada, el vapor inhalado cambia en las distribuciones de tamaño de las partículas en los pulmones. [ 1 ] Esto da como resultado partículas exhaladas más pequeñas. [ 1 ] El vapor de los cigarrillos electrónicos está compuesto de partículas finas y ultrafinas de materia particulada . [ 55 ] El vapeo [ notas 7 ] genera materia particulada de 2,5 μm o menos de diámetro (PM 2,5 ), pero en concentraciones notablemente menores en comparación con el humo del cigarrillo. [ 55 ] Las concentraciones de partículas del vapeo oscilaron entre 6,6 y 85,0 μg/m 3 . [ 53 ]

Las distribuciones del tamaño de las partículas de materia particulada del vapeo difieren entre los estudios. [ 1 ] Cuanto mayor sea la duración de la calada, mayor será la cantidad de partículas producidas. [ 53 ] Cuanto mayor sea la cantidad de nicotina en el e-líquido, mayor será la cantidad de partículas producidas. [ 53 ] El saborizante no influye en las emisiones de partículas. [ 53 ] Los distintos tipos de dispositivos, como los cigarrillos electrónicos tipo cigarrillo, los vaporizadores de tamaño mediano, los tanques o los mods, pueden funcionar a diferentes voltajes y temperaturas. [ 55 ] Por lo tanto, el tamaño de las partículas del vapor del cigarrillo electrónico puede variar, debido al dispositivo utilizado. [ 56 ] Comparable al humo del cigarrillo, el modo de distribución del tamaño de las partículas [ nota 8 ] del vapor del cigarrillo electrónico osciló entre 120 y 165  nm, y algunos dispositivos de vapeo producen más partículas que el humo del cigarrillo. [ 53 ]

Ingredientes

La composición y concentración del vapor del cigarrillo electrónico varían entre fabricantes y dentro de ellos. [ 1 ] Existe información limitada sobre su química. [ 1 ] El vapor del cigarrillo electrónico suele contener propilenglicol , glicerina , nicotina , aromatizantes , transportadores de aroma y otras sustancias. [ 12 ] Según muchos estudios, los niveles de disolventes y aromatizantes no se indican en las etiquetas de los líquidos electrónicos. [ 3 ]

El rendimiento de los químicos encontrados en el vapor del cigarrillo electrónico varía según varios factores, incluyendo el contenido del e-líquido, la frecuencia de inhalación y el voltaje de la batería. [ 14 ] Una revisión de 2017 encontró que "Ajustar la potencia de la batería o el flujo de aire inhalado modifica la cantidad de vapor y la densidad química en cada inhalación". [ 58 ] Una alta cantidad de e-líquido contiene propilenglicol y/o glicerina. [ 1 ]

Datos limitados pero consistentes indican que los agentes aromatizantes se encuentran en niveles superiores al límite de seguridad del Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional . [ 45 ] Se han encontrado altas cantidades de agentes aromatizantes en los vapores de los cigarrillos electrónicos. [ 59 ]

El principal componente químico encontrado en el vapor del cigarrillo electrónico fue el propilenglicol. [ 44 ] Un estudio de 2013, realizado en condiciones casi reales en una cámara de pruebas de emisiones, utilizando un sujeto de prueba que dio seis caladas fuertes a un cigarrillo electrónico, resultó en un alto nivel de propilenglicol liberado al aire. [ 55 ] La siguiente mayor cantidad en el vapor del cigarrillo electrónico fue la nicotina. [ 44 ]

Los cigarrillos electrónicos tipo cigarrillo electrónico suelen ser de primera generación, los tanques son comúnmente de segunda generación, los tanques que permiten a los vapeadores ajustar el voltaje son de tercera generación, y los tanques que permiten vapear con resistencias subohm ( Ω ) y establecer límites de control de temperatura son dispositivos de cuarta generación. [ 60 ] Vapear nicotina con cigarrillos electrónicos difiere de fumar cigarrillos tradicionales en muchos aspectos. [ 61 ] Los cigarrillos electrónicos de primera generación suelen estar diseñados para simular el consumo de cigarrillos tradicionales; son vaporizadores de baja tecnología con un número limitado de ajustes. [ 61 ] Los dispositivos de primera generación suelen suministrar una menor cantidad de nicotina. [ 13 ] Los cigarrillos electrónicos de segunda y tercera generación utilizan tecnología más avanzada; cuentan con atomizadores (es decir, resistencias que convierten los líquidos electrónicos en vapor) que mejoran la dispersión de la nicotina y albergan baterías de alta capacidad. [ 61 ]

Los dispositivos de tercera y cuarta generación representan una gama diversa de productos y, estéticamente, constituyen la mayor desviación de la forma tradicional del cigarrillo, ya que muchos son cuadrados o rectangulares y cuentan con atomizadores y baterías personalizables y reconstruibles. [ 62 ] Los cartomizadores son similares en diseño a los atomizadores; su principal diferencia es un material de relleno sintético que envuelve la resistencia calefactora. [ 61 ] Los claromizadores ahora son comunes y similares a los cartomizadores, pero incluyen un tanque transparente de mayor volumen y no tienen material de relleno; además, tienen un cabezal desechable que contiene la(s) resistencia(s) y las mechas. [ 61 ] Los entusiastas del vapeo a menudo comienzan con un dispositivo de primera generación similar a un cigarrillo y tienden a pasar a usar un dispositivo de última generación con una batería más grande. [ 63 ]

Los cigarrillos electrónicos tipo cigarrillo y los tanques se encuentran entre los dispositivos más populares. Sin embargo, los tanques vaporizan la nicotina de manera más eficaz, ofrecen una mayor variedad de sabores y niveles de nicotina, y suelen ser utilizados por usuarios experimentados. En menos de cinco minutos de vapeo con cigarrillos electrónicos tipo cigarrillo, los niveles de nicotina en sangre pueden elevarse hasta aproximadamente 5 ng/ml, mientras que en menos de 30 minutos de uso de 2 mg de chicle de nicotina , los niveles de nicotina en sangre oscilaron entre 3 y 5 ng/ml. [ 64 ] En menos de cinco minutos de uso de sistemas de tanque por vapeadores experimentados, la elevación del nivel de nicotina en sangre puede ser de 3 a 4 veces mayor. [ 64 ]   

Muchos dispositivos permiten al usuario usar componentes intercambiables, lo que resulta en variaciones en la nicotina vaporizada del cigarrillo electrónico. [ 41 ] Una de las características principales de la generación más reciente de dispositivos es que contienen baterías más grandes y son capaces de calentar el líquido a una temperatura más alta, liberando potencialmente más nicotina, formando tóxicos adicionales y creando nubes más grandes de materia particulada. [ 62 ] Una revisión de 2017 encontró que "Muchos usuarios de cigarrillos electrónicos prefieren vapear a altas temperaturas ya que se genera más aerosol por calada. Sin embargo, aplicar un alto voltaje a una bobina de calentamiento de baja resistencia puede calentar fácilmente los líquidos electrónicos a temperaturas superiores a 300  °C; temperaturas suficientes para pirolizar los componentes del líquido electrónico". [ 59 ]

Boquilla de cigarrillo electrónico con partículas de extracto de tabaco aparentemente descompuesto térmicamente e insoluble del aerosol [ 65 ].
Evidencia de material descompuesto térmicamente en la mecha (de un cigarrillo electrónico) cerca del elemento calefactor [ 65 ].

Los niveles de nicotina en el vapor del cigarrillo electrónico varían mucho entre las compañías. [ 66 ] Los niveles de nicotina en el vapor del cigarrillo electrónico también varían mucho de una calada a otra o entre dispositivos de la misma compañía. [ 1 ] La ingesta de nicotina entre usuarios que usan el mismo dispositivo o líquido varía sustancialmente. [ 67 ] Las características de la calada difieren entre fumar y vapear. [ 68 ] Vapear generalmente requiere más "aspiración" que fumar cigarrillos. [ 69 ] Los factores que influyen en el nivel de concentración de nicotina en sangre incluyen el contenido de nicotina en un dispositivo; qué tan bien se vaporiza la nicotina del depósito de líquido; y los aditivos que pueden contribuir a la ingesta de nicotina. [ 70 ] La ingesta de nicotina por vapeo también depende de los hábitos del usuario. [ 71 ]

Otros factores que influyen en la ingesta de nicotina incluyen el diseño de ingeniería, la potencia de la batería y el pH del vapor. [ 70 ] Por ejemplo, algunos cigarrillos electrónicos tienen e-líquidos que contienen cantidades de nicotina comparables a las de otras compañías, aunque el vapor del cigarrillo electrónico contiene cantidades mucho menores de nicotina. [ 70 ] El comportamiento de inhalación varía sustancialmente. [ 72 ] Los nuevos usuarios de cigarrillos electrónicos tienden a dar inhalaciones más cortas que los usuarios experimentados, lo que puede resultar en una menor ingesta de nicotina. [ 67 ] Entre los usuarios experimentados hay una amplia gama en el tiempo de inhalación. [ 17 ] Algunos usuarios experimentados pueden no adaptarse para aumentar su tiempo de inhalación. [ 67 ] Los usuarios inexpertos vapean con menos fuerza que los usuarios experimentados. [ 73 ]

Los cigarrillos electrónicos comparten un diseño común, pero las variaciones en la construcción y las modificaciones del usuario generan una administración de nicotina variada. [ 41 ] Es probable que la disminución de la resistencia del calentador aumente la concentración de nicotina. [ 43 ] Algunos  dispositivos de vapeo de 3,3 V que utilizan elementos calefactores de baja resistencia, como un ohmio de 1,5, que contienen 36  mg/ml de nicotina líquida, pueden obtener niveles de nicotina en sangre después de 10 caladas que pueden ser más altos que con los cigarrillos tradicionales. [ 43 ] Un estudio de 2015 evaluó "una variedad de factores que pueden influir en el rendimiento de nicotina y encontró que aumentar la potencia de salida de 3 a 7,5 W (un aumento de aproximadamente 2,5 veces), al aumentar el voltaje de 3,3 a 5,2  V, condujo a un aumento de aproximadamente 4 a 5 veces en el rendimiento de nicotina". [ 43 ] Un estudio de 2015, utilizando un modelo para aproximar la exposición al aire interior en el lugar de trabajo, anticipa una exposición a la nicotina mucho menor de los cigarrillos electrónicos que de los cigarrillos tradicionales. [ 74 ]

Un informe de la Organización Mundial de la Salud (OMS) de 2016 encontró que "la nicotina en SHA [aerosol de segunda mano] se ha encontrado entre 10 y 115 veces más alta que los niveles en el aire de fondo". [ 75 ] Un informe de Public Health England (PHE) de 2015 concluyó que los cigarrillos electrónicos "liberan niveles insignificantes de nicotina en el aire ambiente". [ 74 ] Un informe del Cirujano General de los Estados Unidos de 2016 afirmó que la exposición a la nicotina por el vapeo de cigarrillos electrónicos no es insignificante y es más alta que en entornos no fumadores. [ 62 ] El vapeo genera más niveles de material particulado y nicotina en el aire circundante en áreas interiores que los niveles en el aire de fondo. [ 76 ] El uso prolongado de cigarrillos electrónicos en interiores en habitaciones que no están suficientemente ventiladas podría superar los límites de exposición ocupacional a los metales inhalados. [ 77 ]

El vapor del cigarrillo electrónico también puede contener pequeñas cantidades de tóxicos , carcinógenos y metales pesados . [ 53 ] La mayoría de los químicos tóxicos encontrados en el vapor del cigarrillo electrónico están por debajo del 1% de los niveles correspondientes permisibles por las normas de exposición en el lugar de trabajo , [ 78 ] pero los valores límite umbral para las normas de exposición en el lugar de trabajo son generalmente mucho más altos que los niveles considerados satisfactorios para la calidad del aire exterior. [ 53 ] Algunos químicos provenientes de la exposición al vapor del cigarrillo electrónico podrían ser más altos que las normas de exposición en el lugar de trabajo. [ 59 ] Un informe de PHE de 2018 afirmó que los tóxicos encontrados en el vapor del cigarrillo electrónico son menos del 5% y la mayoría son menos del 1% en comparación con los cigarrillos tradicionales. [ 79 ]

Aunque varios estudios han encontrado niveles más bajos de carcinógenos en el aerosol de los cigarrillos electrónicos en comparación con el humo emitido por los cigarrillos tradicionales, se ha descubierto que el aerosol de los cigarrillos electrónicos convencionales y de segunda mano contiene al menos diez sustancias químicas que figuran en la lista de la Proposición 65 de California de sustancias químicas conocidas por causar cáncer, defectos de nacimiento u otros daños reproductivos, incluyendo acetaldehído, benceno, cadmio, formaldehído, isopreno , plomo, níquel, nicotina, N -nitrosonornicotina y tolueno. [ 80 ] Se estima que los radicales libres producidos por el uso frecuente de cigarrillos electrónicos son mayores que los de la contaminación del aire. [ 81 ] El vapor de los cigarrillos electrónicos puede contener una variedad de tóxicos, y dado que se han utilizado en métodos no previstos por el fabricante, como el goteo o la mezcla de líquidos, esto podría resultar en la generación de mayores niveles de tóxicos. [ 82 ]

El "goteo", donde el líquido se gotea directamente sobre el atomizador, podría producir un nivel más alto de nicotina cuando el líquido contiene nicotina, y también se puede generar un nivel más alto de químicos al calentar otros componentes del líquido, incluido el formaldehído. [ 82 ] El goteo puede resultar en niveles más altos de aldehídos . [ 83 ] Podría ocurrir una pirólisis considerable durante el goteo. [ 84 ] Las emisiones de ciertos compuestos aumentaron con el tiempo durante el uso como resultado del aumento de residuos de subproductos de polimerización alrededor de la bobina. [ 85 ] A medida que los dispositivos envejecen y se ensucian, los componentes que producen pueden cambiar. [ 41 ] Una limpieza adecuada o un reemplazo más rutinario de las bobinas puede reducir las emisiones al prevenir la acumulación de polímeros residuales. [ 85 ]

Agentes portadores de e-líquido

La glicerina y/o el propilenglicol se utilizan en los líquidos para vapear. Los vaporizadores para producir grandes nubes de vapor generalmente no contienen otros ingredientes.

Glicerina

Durante mucho tiempo se pensó que la glicerina (a menudo llamada glicerina vegetal o VG) era una opción segura. Sin embargo, se sabe que el formaldehído, un carcinógeno , es una impureza presente en la degradación del propilenglicol y el glicerol por vapor. [ 86 ]

propilenglicol

Propilenglicol (a menudo denominado PG).

Varios
Condimento
Tras la investigación de la FDA sobre el vapeo entre los jóvenes, Juul redujo la promoción de algunos sabores dulces.

Los saborizantes se añaden con frecuencia a los líquidos para cigarrillos electrónicos, así como a las mezclas de tabaco seco. Actualmente existen más de 7700 sabores de líquidos para cigarrillos electrónicos disponibles, la mayoría de los cuales no han sido sometidos a pruebas de laboratorio para determinar su toxicidad. [ 88 ]

Hay numerosos sabores (por ejemplo, fruta, vainilla, caramelo, café [ 5 ] ) de e-líquido disponibles. [ 7 ] También hay saborizantes que se asemejan al sabor de los cigarrillos. [ 7 ]

Sustancias psicoactivas
Cannabinoides

El CBD es común en los productos de vapeo. La conversión de CBD a THC puede ocurrir cuando el CBD se calienta a temperaturas entre 250 y 300 °C, lo que podría provocar su transformación parcial en THC. [ 89 ] El CBD es uno de los ingredientes más sospechosos en los productos de vapeo. [ 90 ]

Los cannabinoides sintéticos se ofrecen cada vez más en forma de cigarrillo electrónico como "líquido c". [ 91 ]

Nicotina
Una imagen de la molécula de nicotina.
La molécula de nicotina

Los líquidos electrónicos se compraron en tiendas y en línea para un estudio de 2013. [ 92 ] El Real Colegio de Médicos Generales declaró en 2016 que "Hasta la fecha se han detectado 42 sustancias químicas en el aerosol de los ENDS , aunque, al no estar regulado el mercado de los ENDS, existe una variación significativa entre dispositivos y marcas". [ 93 ]

Las concentraciones de nicotina en los líquidos electrónicos varían. [ 94 ] La cantidad de nicotina indicada en las etiquetas de los líquidos electrónicos puede ser muy diferente de la de las muestras analizadas. [ 1 ] Algunos líquidos electrónicos vendidos como libres de nicotina contenían nicotina, y algunos de ellos en niveles sustanciales. [ 47 ] Los niveles de nicotina de los líquidos analizados estaban entre 14,8 y 87,2  mg/mL y la cantidad real variaba de la cantidad indicada hasta en un 50 %. [ 92 ]

Posiblemente, entre el 60 y el 70 % de la nicotina se vaporiza. [ 95 ] También existen cigarrillos electrónicos sin nicotina. [ 78 ] A través de los cigarrillos electrónicos que contienen nicotina, esta se absorbe por las vías respiratorias superiores e inferiores . [ 96 ] Es posible que se absorba una mayor cantidad de nicotina a través de la mucosa oral y las vías respiratorias superiores . [ 97 ] La composición del e-líquido puede afectar la administración de nicotina. [ 97 ] El e-líquido que contiene glicerina y propilenglicol administra la nicotina de manera más eficiente que un líquido a base de glicerina con la misma cantidad de nicotina. [ 97 ] Se cree que el propilenglicol se vaporiza más rápido que la glicerina, lo que posteriormente transporta una mayor cantidad de nicotina al usuario. [ 97 ]

El vapeo parece proporcionar menos nicotina por calada que fumar cigarrillos . [ 98 ] Los primeros dispositivos generalmente suministraban cantidades bajas de nicotina que los cigarrillos tradicionales , pero los dispositivos más nuevos que contienen una alta cantidad de nicotina en el líquido pueden suministrar nicotina en cantidades similares a las de los cigarrillos tradicionales. [ 70 ] Al igual que los cigarrillos tradicionales, los cigarrillos electrónicos suministran nicotina rápidamente al cerebro. [ 99 ] La concentración máxima de nicotina suministrada por los cigarrillos electrónicos es comparable a la de los cigarrillos tradicionales. [ 100 ] Los cigarrillos electrónicos tardan más en alcanzar la concentración máxima que los cigarrillos tradicionales, [ 100 ] pero suministran nicotina a la sangre más rápidamente que los inhaladores de nicotina . [ 101 ] El rendimiento de nicotina que obtienen los usuarios es similar al de los inhaladores de nicotina. [ 102 ]

Los modelos más recientes de cigarrillos electrónicos administran nicotina a la sangre más rápidamente que los dispositivos más antiguos. [ 103 ] Los cigarrillos electrónicos con baterías más potentes pueden administrar un nivel más alto de nicotina en el vapor. [ 52 ] Algunas investigaciones indican que los usuarios experimentados de cigarrillos electrónicos pueden obtener niveles de nicotina similares a los del tabaco. [ 64 ] Algunos vapeadores [ nota 9 ] pueden obtener niveles de nicotina comparables a los del tabaco, y esta capacidad generalmente mejora con la experiencia. Los usuarios de cigarrillos electrónicos aún pueden obtener niveles de nicotina en sangre similares a los de los cigarrillos tradicionales, particularmente los fumadores experimentados, pero se necesita más tiempo para obtener dichos niveles. [ 104 ]

Subproductos

Metales y otros contenidos
Un atomizador reparador de cigarrillos electrónicos intacto
Componentes sin ensamblar de un atomizador reparador de cigarrillos electrónicos

Una revisión sistemática de 2020 encontró aluminio , antimonio , arsénico , cadmio , cobalto , cromo , cobre , hierro , plomo , manganeso , níquel , selenio , estaño y zinc , posiblemente debido al contacto de la bobina. [ 105 ]

Las partes metálicas de los cigarrillos electrónicos en contacto con el e-líquido pueden contaminarlo. [ 15 ] La temperatura del atomizador puede alcanzar hasta 500  °F. [ 106 ] El atomizador contiene metales y otras partes donde se almacena el líquido, y el cabezal del atomizador está hecho de una mecha y una bobina metálica que calienta el líquido. [ 107 ] Debido a este diseño, algunos metales pueden encontrarse en el vapor del cigarrillo electrónico. [ 107 ] Los dispositivos de cigarrillos electrónicos difieren en la cantidad de metales en el vapor. [ 108 ] Esto puede estar asociado con la antigüedad de los distintos cartuchos, y también con lo que contienen los atomizadores y las bobinas. [ 108 ]

El comportamiento de uso puede contribuir a variaciones en los metales específicos y las cantidades de metales que se encuentran en el vapor del cigarrillo electrónico. [ 109 ] Un atomizador hecho de plástico podría reaccionar con el e-líquido y liberar plastificantes . [ 107 ] Las cantidades y tipos de metales u otros materiales que se encuentran en el vapor del cigarrillo electrónico dependen del material y otros diseños de fabricación del elemento calefactor. [ 110 ] Los dispositivos de cigarrillos electrónicos pueden estar hechos de cerámica, plásticos, caucho, fibras de filamento y espumas, algunos de los cuales pueden encontrarse en el vapor del cigarrillo electrónico. [ 110 ]

Las piezas de los cigarrillos electrónicos, incluidos los cables expuestos, los recubrimientos de los cables, las uniones de soldadura, los conectores eléctricos, el material del elemento calefactor y el material de la mecha de fibra vítrea, representan la segunda fuente significativa de sustancias a las que los usuarios pueden estar expuestos. [ 13 ] Se han detectado partículas de metal y silicato, algunas de las cuales se encuentran en niveles más altos que en los cigarrillos tradicionales, en el aerosol de los cigarrillos electrónicos, como resultado de la degradación de la bobina metálica utilizada para calentar la solución. [ 111 ] Otros materiales utilizados son el vidrio Pyrex en lugar de plásticos y el acero inoxidable en lugar de aleaciones metálicas. [ 112 ]

Se han encontrado metales y nanopartículas metálicas en cantidades ínfimas en el vapor de los cigarrillos electrónicos. [ 15 ] Aluminio, [ 53 ] antimonio, [ 113 ] bario, [ 107 ] boro, [ 113 ] cadmio, [ 114 ] cromo, [ 1 ] cobre, [ 15 ] hierro, [ 15 ] lantano , [ 113 ] plomo, [ 114 ] magnesio, [ 115 ] manganeso, [ 107 ] mercurio, [ 116 ] níquel, [ 114 ] potasio, [ 113 ] silicato, [ 15 ] plata, [ 15 ] sodio, [ 115 ] estroncio, [ 107 ] estaño, [ 15 ] titanio, [ 107 ] zinc, [ 107 ] y circonio se han encontrado en el vapor de los cigarrillos electrónicos. [ 107 ] El arsénico puede filtrarse del propio dispositivo y terminar en el líquido, y luego en el vapor del cigarrillo electrónico. [ 117 ] Se ha encontrado arsénico en algunos líquidos electrónicos y en el vapor de los cigarrillos electrónicos. [ 113 ]

Se han identificado diferencias considerables en la exposición a metales en los cigarrillos electrónicos analizados, particularmente metales como el cadmio, el plomo y el níquel. [ 107 ] Los cigarrillos electrónicos de primera generación de baja calidad producen varios metales en su vapor; en algunos casos, las cantidades fueron mayores que en el humo del cigarrillo. [ 15 ] Un estudio de 2013 encontró que las partículas metálicas en el vapor del cigarrillo electrónico estaban en concentraciones entre 10 y 50 veces menores que las permitidas en los medicamentos para inhalación. [ 12 ]

Un estudio de 2018 encontró cantidades significativamente más altas de metales en muestras de vapor de cigarrillos electrónicos en comparación con los e-líquidos antes de que entraran en contacto con los cigarrillos electrónicos personalizados proporcionados por usuarios habituales de cigarrillos electrónicos. [ 118 ] El plomo y el zinc fueron un 2000 % más altos y el cromo, el níquel y el estaño un 600 % más altos. [ 118 ] Los niveles de níquel, cromo, plomo y manganeso en el vapor de los cigarrillos electrónicos superaron los estándares ocupacionales o ambientales en al menos el 50 % de las muestras. [ 118 ] El mismo estudio encontró que el 10 % de los e-líquidos analizados contenían arsénico y las cantidades se mantuvieron aproximadamente iguales a las del vapor de los cigarrillos electrónicos. [ 118 ]

Se encontró que las cantidades promedio de exposición al cadmio de 1200 caladas de cigarrillos electrónicos eran 2,6 veces menores que la Exposición Diaria Permisible crónica de medicamentos inhalados, descrita por la Farmacopea de los Estados Unidos . [ 107 ] Una muestra analizada resultó en una exposición diaria un 10 % mayor que la PDE crónica de medicamentos inhalados, mientras que en cuatro muestras las cantidades fueron comparables a los niveles del aire exterior. [ 107 ] Se ha encontrado cadmio y plomo en el vapor de los cigarrillos electrónicos en niveles 2 a 3 veces mayores que con un inhalador de nicotina. [ 15 ] Un estudio de 2015 afirmó que la cantidad de cobre se ha encontrado seis veces mayor que con el humo del cigarrillo. [ 51 ] Un estudio de 2013 afirmó que los niveles de níquel se han encontrado 100 veces mayores que el humo del cigarrillo. [ 119 ]

Un estudio de 2014 afirmó que se han encontrado niveles de plata en mayor cantidad que en el humo del cigarrillo. [ 51 ] El aumento de las cantidades de cobre y zinc en el vapor generado por algunos cigarrillos electrónicos puede ser el resultado de la corrosión en el conector eléctrico de latón, como lo indican las partículas de cobre y zinc en el e-líquido. [ 13 ] Además, una junta de soldadura de estaño puede estar sujeta a corrosión, lo que puede resultar en mayores cantidades de estaño en algunos e-líquidos. [ 13 ]

Generalmente, los niveles bajos de contaminantes pueden incluir metales de las resistencias calefactoras, soldaduras y mecha. [ 81 ] Los metales níquel, cromo y cobre recubiertos de plata se han utilizado para fabricar los elementos calefactores de los cigarrillos electrónicos, que normalmente tienen cables delgados. [ 70 ] Los atomizadores y las resistencias calefactoras posiblemente contengan aluminio. [ 107 ] Es probable que representen la mayor parte del aluminio en el vapor del cigarrillo electrónico. [ 107 ] El cromo utilizado para fabricar los atomizadores y las resistencias calefactoras es probablemente el origen del cromo. [ 107 ] El cobre se utiliza comúnmente para fabricar atomizadores. [ 107 ] Los atomizadores y las resistencias calefactoras comúnmente contienen hierro. [ 107 ]

El cadmio, el plomo, el níquel y la plata se originaron en el elemento calefactor. [ 120 ] Las partículas de silicato pueden originarse en las mechas de fibra de vidrio. [ 121 ] Se han encontrado nanopartículas de silicato en los vapores generados por las mechas de fibra de vidrio. [ 16 ] El estaño puede originarse en las uniones de soldadura del cigarrillo electrónico . [ 53 ] El níquel que potencialmente se encuentra en el vapor del cigarrillo electrónico puede originarse en el atomizador y las bobinas de calentamiento. [ 107 ] Las nanopartículas pueden ser producidas por el elemento calefactor o por pirólisis de sustancias químicas que tocan directamente la superficie del cable. [ 81 ]

Las nanopartículas de cromo, hierro, estaño y níquel que potencialmente se encuentran en el vapor del cigarrillo electrónico pueden provenir de las resistencias calefactoras del mismo. [ 110 ] El Kanthal y el nicromo son resistencias calefactoras de uso frecuente que pueden explicar la presencia de cromo y níquel en el vapor del cigarrillo electrónico. [ 107 ] Los metales pueden provenir del "cartomizador" de los dispositivos de última generación, donde el atomizador y el cartucho están integrados en una sola unidad. [ 32 ] Las partículas de metal y vidrio pueden crearse y vaporizarse debido al calentamiento del líquido con fibra de vidrio. [ 14 ]

Soluciones

Se han desarrollado bobinas metálicas recubiertas con cerámica microporosa para proteger los metales contra la oxidación.

Comparación de los niveles de metales en el aerosol de los cigarrillos electrónicos

Abreviaturas: EC, cigarrillo electrónico; NM, no medido. [ 122 ] ∗Los hallazgos son una comparación entre el uso diario de cigarrillos electrónicos y los límites reglamentarios de Exposición Diaria Permisible crónica de medicamentos inhalados descritos por la Farmacopea de los Estados Unidos para cadmio, cromo, cobre, plomo y níquel, el Nivel de Riesgo Mínimo descrito por la Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades para manganeso y el Límite de Exposición Recomendado descrito por el Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional para aluminio, bario, hierro, estaño, titanio, zinc y circonio, [ 107 ] refiriéndose a un volumen de inhalación diario de 20 m 3 de aire y un volumen de 10 h de 8,3 m 3 ; los valores están en μg. [ 123 ]

Carbonilos y otros contenidos
La molécula de nitrosamina cetona (NNK) derivada de la nicotina.
La molécula de nitrosamina cetona (NNK) derivada de la nicotina

Los fabricantes de cigarrillos electrónicos no divulgan completamente la información sobre los químicos que pueden liberarse o sintetizarse durante su uso. [ 1 ] Los químicos en el vapor del cigarrillo electrónico pueden ser diferentes a los del líquido. [ 32 ] Una vez vaporizados, los ingredientes del e-líquido experimentan reacciones químicas que forman nuevos compuestos que no se encontraban previamente en el líquido. [ notas 10 ] [ 17 ] Muchos químicos, incluidos compuestos carbonílicos como formaldehído , acetaldehído , acroleína y glioxal, pueden producirse inadvertidamente cuando el alambre de nicromo (elemento calefactor) que toca el e-líquido se calienta y reacciona químicamente con el líquido. [ 18 ] Se han encontrado acroleína y otros carbonilos en vapores de cigarrillos electrónicos creados por cigarrillos electrónicos no modificados, lo que indica que la formación de estos compuestos podría ser más común de lo que se pensaba. [ 4 ]

Una revisión de 2017 encontró que "Aumentar el voltaje de la batería de 3,3 V a 4,8 V duplica la cantidad de e-líquido vaporizado y aumenta la generación total de aldehído más del triple, con un aumento de la emisión de acroleína de diez veces". [ 81 ] Un estudio de 2014 afirmó que "aumentar el voltaje de 3,2 a 4,8 V resultó en un aumento de 4 a >200 veces en los niveles de formaldehído, acetaldehído y acetona". [ 18 ] La cantidad de compuestos carbonílicos en los aerosoles de cigarrillos electrónicos varía sustancialmente, no solo entre diferentes marcas sino también entre diferentes muestras de los mismos productos, desde 100 veces menos que el tabaco hasta valores casi equivalentes. [ 62 ]

Los líquidos que contienen propilenglicol produjeron las mayores cantidades de carbonilos en los aerosoles de cigarrillos electrónicos. [ 18 ] El propilenglicol podría convertirse en óxido de propileno cuando se calienta y se aerosoliza. [ nota 11 ] [ 53 ] [ 104 ] La glicerina puede generar acroleína cuando se calienta a temperaturas más altas. [ nota 12 ] [ 12 ] Algunos productos de cigarrillos electrónicos tenían acroleína identificada en el vapor del cigarrillo electrónico, en cantidades mucho menores que en el humo del cigarrillo. [ 12 ] Varias compañías de cigarrillos electrónicos han reemplazado la glicerina y el propilenglicol con etilenglicol . [ 3 ] En 2014, la mayoría de las compañías de cigarrillos electrónicos comenzaron a usar agua y glicerina como reemplazo del propilenglicol. [ 19 ]

En 2015, los fabricantes intentaron reducir la formación de formaldehído y sustancias metálicas en el vapor de los cigarrillos electrónicos mediante la producción de un líquido electrónico en el que el propilenglicol se sustituye por glicerina. [ 125 ] Acetol , [ 126 ] beta-nicotirina , [ 101 ] butanal , [ 18 ] crotonaldehído , [ 127 ] gliceraldehído , [ 13 ] glicidol , [ 29 ] glioxal, [ 128 ] dihidroxiacetona, [ 29 ] dioxolanos , [ 13 ] ácido láctico , [ 13 ] metilglioxal , [ 129 ] miosmina , [ 101 ] ácido oxálico , [ 13 ] propanal , [ 130 ] ácido pirúvico , [ 13 ] e isómeros de alcohol vinílico se han encontrado en el vapor del cigarrillo electrónico. [ 29 ] Hidroximetilfurfural y furfural se han encontrado en los vapores del cigarrillo electrónico. [ 131 ] Las cantidades de furanos en los vapores de los cigarrillos electrónicos estaban altamente asociadas con la potencia del cigarrillo electrónico y la cantidad de edulcorante. [ 131 ]

La cantidad de carbonilos varía mucho entre diferentes compañías y dentro de varias muestras de los mismos cigarrillos electrónicos. [ 18 ] Se han encontrado oxidantes y especies reactivas de oxígeno (OX/ROS) en el vapor del cigarrillo electrónico. [ 4 ] Los OX/ROS podrían reaccionar con otros químicos en el vapor del cigarrillo electrónico porque son altamente reactivos, causando alteraciones en su composición química . [ 4 ] Se ha encontrado que el vapor del cigarrillo electrónico contiene OX/ROS aproximadamente 100 veces menos que el humo del cigarrillo. [ 4 ] Una revisión de 2018 encontró que el vapor del cigarrillo electrónico que contiene radicales de oxígeno reactivos parece ser similar a los niveles en los cigarrillos tradicionales. [ 132 ] El glioxal y el metilglioxal encontrados en los vapores de los cigarrillos electrónicos no se encuentran en el humo del cigarrillo. [ 133 ]

Información general sobre la composición del aerosol de los cigarrillos electrónicos.
Información general sobre qué contiene el aerosol de los cigarrillos electrónicos [ 134 ]

Se ha identificado contaminación con diversos productos químicos. [ 5 ] Algunos productos contenían cantidades traza de los fármacos tadalafilo y rimonabant . [ 5 ] La cantidad de cualquiera de estas sustancias que puede transferirse de la fase líquida a la fase gaseosa es baja. [ 135 ]

Las impurezas de nicotina en el e-líquido varían mucho entre las compañías. [ 66 ] Los niveles de sustancias químicas tóxicas en el vapor del cigarrillo electrónico son en algunos casos similares a los de los productos de reemplazo de nicotina . [ 136 ] Se han encontrado nitrosaminas específicas del tabaco (TSNA), como la cetona de nitrosamina derivada de la nicotina (NNK) y la N- nitrosonornicotina (NNN), e impurezas específicas del tabaco en el vapor del cigarrillo electrónico en niveles muy bajos, [ 114 ] comparables a las cantidades encontradas en los productos de reemplazo de nicotina. [ 15 ] Un estudio de 2014 que probó 12 dispositivos de cigarrillo electrónico encontró que la mayoría de ellos contenían nitrosaminas específicas del tabaco en el vapor del cigarrillo electrónico. [ 137 ] Por el contrario, el inhalador de nicotina probado no contenía nitrosaminas específicas del tabaco. [ 137 ]

Se han encontrado N-nitrosoanabasina y N'-nitrosoanatabina en el vapor del cigarrillo electrónico en niveles inferiores a los del humo del cigarrillo. [ 138 ] Se han encontrado nitrosaminas específicas del tabaco (TSNA), cetona de nitrosamina derivada de la nicotina (NNK), N- nitrosonornicotina (NNN) y N'-nitrosoanatabina en el vapor del cigarrillo electrónico en diferentes niveles según el dispositivo. [ 139 ] Dado que la producción de e-líquido no está regulada rigurosamente, algunos e-líquidos pueden tener cantidades de impurezas superiores a los límites establecidos para los productos de nicotina de grado farmacéutico. [ 32 ]

m- xileno , p -xileno , o -xileno , acetato de etilo, etanol, metanol, piridina, acetilpirazina, 2,3,5-trimetilpirazina, octametilciclotetrasiloxano, [ 140 ] catecol , m- cresol y o -cresol se han encontrado en el vapor del cigarrillo electrónico. [ 140 ] Un estudio de 2017 encontró que "Las concentraciones máximas detectadas de benceno, metanol y etanol en las muestras fueron superiores a sus límites máximos autorizados como disolventes residuales en productos farmacéuticos". [ 140 ] Se han encontrado cantidades traza de tolueno [ 114 ] y xileno en el vapor del cigarrillo electrónico. [ 15 ]

Hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), [ 15 ] aldehídos , compuestos orgánicos volátiles (COV), compuestos fenólicos , sabores, alcaloides del tabaco, o -metilbenzaldehído, 1-metilfenantreno, antraceno, fenantreno, pireno y cresol se han encontrado en el vapor del cigarrillo electrónico. [ 1 ] Si bien se desconoce la causa de estas diferentes concentraciones de alcaloides menores del tabaco, Lisko y colegas (2015) especularon que las posibles razones pueden derivarse del proceso de extracción del e-líquido (es decir, purificación y fabricación) utilizado para obtener nicotina del tabaco, así como del control de calidad deficiente de los productos de e-líquido. [ 62 ] En algunos estudios, se han encontrado pequeñas cantidades de COV, incluido el estireno, en el vapor del cigarrillo electrónico. [ 32 ] Un estudio de 2014 encontró que las cantidades de HAP estaban por encima de los límites de exposición seguros especificados. [ 141 ]

Se han encontrado niveles bajos de isopreno, ácido acético, 2-butanodiona, acetona, propanol y diacetina, y trazas de aceite de manzana (3-metilbutil-3-metilbutanoato) en el vapor del cigarrillo electrónico. [ 53 ] Se han encontrado sustancias aromatizantes de granos de café tostados en el vapor del cigarrillo electrónico. [ 12 ] Se han encontrado los compuestos aromáticos acetamida y cumarina en el vapor del cigarrillo electrónico. [ 142 ] Se han encontrado acrilonitrilo y etilbenceno en el vapor del cigarrillo electrónico. [ 143 ] Se han encontrado benceno y 1,3-butadieno en el vapor del cigarrillo electrónico en concentraciones mucho menores que en el humo del cigarrillo. [ 110 ]

Algunos cigarrillos electrónicos contienen diacetilo y acetaldehído en el vapor. [ 144 ] Se han encontrado niveles de diacetilo y acetilpropionilo en el vapor de los cigarrillos electrónicos superiores a los aceptados por el Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional, [ 145 ] aunque normalmente se encuentran en niveles inferiores que en los cigarrillos tradicionales. [ 145 ] Un informe de PHE de 2018 indicó que el diacetilo se identificó en cantidades cientos de veces menores que las encontradas en el humo del cigarrillo. [ 146 ] Un informe de la OMS de 2016 encontró que el acetaldehído del vapor de segunda mano era entre dos y ocho veces mayor en comparación con los niveles del aire ambiente. [ 75 ]

Formaldehído
Un cigarrillo electrónico con batería de voltaje variable
Un cigarrillo electrónico de segunda generación con forma de bolígrafo.

Un informe de la OMS de 2016 encontró que el formaldehído del vapor de segunda mano era aproximadamente un 20 % mayor en comparación con los niveles del aire ambiente. [ 75 ] El uso normal de cigarrillos electrónicos genera niveles muy bajos de formaldehído. [ 147 ] Diferentes configuraciones de potencia produjeron diferencias significativas en la cantidad de formaldehído en el vapor del cigarrillo electrónico en diferentes dispositivos. [ 148 ] Los dispositivos de cigarrillos electrónicos de última generación pueden crear mayores cantidades de carcinógenos. [ 6 ] Algunos cigarrillos electrónicos de última generación permiten a los usuarios aumentar el volumen de vapor ajustando el voltaje de salida de la batería. [ 18 ]

Dependiendo de la temperatura de calentamiento, los carcinógenos en el vapor del cigarrillo electrónico pueden superar los niveles del humo del cigarrillo. [ 17 ] Los dispositivos de cigarrillos electrónicos que utilizan baterías de mayor voltaje pueden producir carcinógenos, incluido el formaldehído, en niveles comparables a los del humo del cigarrillo. [ 149 ] Los dispositivos de última generación y de tipo "tanque" con voltajes más altos (5,0 V [ 17 ] ) podrían producir formaldehído en niveles comparables o superiores a los del humo del cigarrillo. [ 6 ] 

Un estudio de 2015 planteó la hipótesis, a partir de los datos, de que a alto voltaje (5,0  V), un usuario que vapeara a una tasa de 3 ml/día inhalaría 14,4 ± 3,3 mg de formaldehído al día en agentes liberadores de formaldehído. [ 17 ] El estudio de 2015 utilizó una máquina de inhalación que demostró que un cigarrillo electrónico de tercera generación encendido al máximo nivel generaría niveles de formaldehído entre cinco y quince veces mayores que los del humo del cigarrillo. [ 20 ] Un informe de PHE de 2015 concluyó que los altos niveles de formaldehído solo se producían en inhalaciones en seco sobrecalentadas, y que las inhalaciones en seco resultaban desagradables y se evitaban en lugar de inhalarse, y que, en condiciones normales, la liberación de formaldehído era nula o insignificante. [ 20 ]

Un estudio de 2018 confirmó que los cigarrillos electrónicos pueden emitir formaldehído en niveles altos (más de 5 veces superiores a los reportados para el humo del cigarrillo) a temperaturas moderadas y en condiciones que, según se ha informado, no son adversas para los usuarios. [ 21 ] Pero los usuarios de cigarrillos electrónicos pueden "aprender" a superar el sabor desagradable debido a la elevada formación de aldehído, cuando el deseo de nicotina es suficientemente alto. [ 4 ] Los cigarrillos electrónicos de alto voltaje son capaces de producir grandes cantidades de carbonilos. [ 18 ] Los cigarrillos electrónicos de voltaje reducido (3,0  V [ 1 ] ) tenían niveles de aerosol de formaldehído y acetaldehído aproximadamente 13 y 807 veces menores que con el humo del cigarrillo. [ 18 ]

Análisis químico de cartuchos, soluciones y aerosoles de cigarrillos electrónicos

Abreviaturas: TSNA, nitrosoaminas específicas del tabaco; LC-MS, cromatografía líquida-espectrometría de masas; MAO-A y B, monoaminooxidasa A y B; PAH, hidrocarburos aromáticos policíclicos; GS-MS, cromatografía de gases-espectrometría de masas; ICP-MS, plasma acoplado inductivamente-espectrometría de masas; CO, monóxido de carbono; VOC, compuestos orgánicos volátiles; UPLC-MS, cromatografía líquida de ultra alto rendimiento-espectrometría de masas; HPLC-DAD-MMI-MS, cromatografía líquida de alto rendimiento-detector de matriz de diodos-ionización multimodo-espectrometría de masas. [ 150 ]

Aldehídos en el aerosol de los cigarrillos electrónicos

∗Abreviaturas: <LOQ, por debajo del límite de cuantificación pero por encima del límite de detección; ND, no detectado; NT, no analizado. [ 151 ]

Nitrosaminas específicas del tabaco en productos que contienen nicotina.

∗ng/g, pero no para chicle y parche. [ 8 ] ng/pieza de chicle es para chicle y ng/parche es para parche. [ 8 ]

Comparación de los niveles de sustancias tóxicas en el aerosol de los cigarrillos electrónicos

Abreviaturas: μg , microgramo; ng , nanogramo; ND, no detectado. [ 17 ] ∗Se eligieron quince caladas para estimar la liberación de nicotina de un cigarrillo tradicional. [ 17 ]

Cada cartucho de cigarrillo electrónico, que varía según el fabricante, produce de 10 a 250 caladas de vapor. [ 152 ] Esto equivale a entre 5 y 30 cigarrillos tradicionales. [ 152 ] Una calada suele durar de 3 a 4 segundos. [ 81 ] Un estudio de 2014 encontró que existen grandes diferencias en las caladas diarias en vapeadores experimentados, que normalmente varían de 120 a 225 caladas por día. [ 81 ] De calada a calada, los cigarrillos electrónicos no proporcionan tanta nicotina como los cigarrillos tradicionales. [ 153 ] Una revisión de 2016 encontró que "la nicotina contenida en el aerosol de 13 caladas de un cigarrillo electrónico en el que la concentración de nicotina del líquido es de 18  mg por mililitro se ha estimado que es similar a la cantidad en el humo de un cigarrillo de tabaco típico, que contiene aproximadamente 0,5 mg de nicotina." [ 154 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ Una revisión de 2014 encontró que "se han reportado amplias variaciones en los niveles de sustancias químicas como nitrosaminas específicas del tabaco, aldehídos, metales, compuestos orgánicos volátiles , compuestos fenólicos, hidrocarburos aromáticos policíclicos, saborizantes, portadores de disolventes, alcaloides del tabaco y drogas en soluciones de recarga de cigarrillos electrónicos, cartuchos, aerosoles y emisiones ambientales". [ 1 ]
  2. ↑ Una revisión de 2014 encontró que "se genera suficiente calor durante el soplado como para causar la descomposición del fluido y/o la pirolisis de los componentes del dispositivo, con lo cual se pueden formar sustancias tóxicas/cancerígenas". [ 3 ]
  3. ↑ El término vapor es un nombre inapropiado debido a que el aerosol generado por los cigarrillos electrónicos tiene una fase tanto particulada como gaseosa. [ 6 ]
  4. ↑ El aerosol del cigarrillo electrónico está compuesto por gotitas de e-líquidos, que contienen principalmente propilenglicol, glicerina, nicotina, agua, saborizantes (si se agregan al e-líquido), conservantes y también pequeñas cantidades de subproductos de la descomposición térmica de algunos de estos componentes. [ 11 ]
  5. ↑ Una revisión de 2017 encontró que "La composición física del aerosol puede ser alterada por muchos factores: la temperatura de la bobina metálica, la velocidad de flujo del e-líquido a través de la bobina calentada, la composición química de la bobina, la conexión de la bobina a la fuente de alimentación, el material absorbente que transporta el e-líquido y los contactos calientes del aerosol". [ 13 ]
  6. ↑ Una revisión de 2017 encontró que "A medida que los componentes metálicos de los cigarrillos electrónicos se someten a ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento, trazas de estos componentes metálicos pueden filtrarse al e-líquido, lo que provoca que el dispositivo emita nanopartículas metálicas". [ 16 ]
  7. ↑ La actividad de inhalar un líquido aerosolizado y luego exhalarlo se conoce como "vapear". [ 6 ]
  8. ↑ Horiba afirma: "La moda es el pico de la distribución de frecuencia, o puede ser más fácil visualizarla como el pico más alto observado en la distribución. La moda representa el tamaño de partícula (o rango de tamaño) que se encuentra con mayor frecuencia en la distribución." [ 57 ]
  9. ↑ Al usuario se le denomina "vapeador". [ 6 ]
  10. ↑ La presencia de nuevos compuestos químicos se forma a partir del proceso de calentamiento y la aromatización del e-líquido. [ 124 ]
  11. ↑ Una revisión de 2017 encontró que "Cuando se calienta a altas temperaturas, como puede ocurrir con el uso de dispositivos EC avanzados, el propilenglicol puede formar productos de deshidratación térmica como acetaldehído, formaldehído y óxido de propileno". [ 81 ]
  12. ↑ Una revisión de 2017 encontró que "la descomposición térmica de los disolventes de los cigarrillos electrónicos produce la liberación de metales tóxicos y la formación de una variedad de compuestos orgánicos como acroleína a partir de glicerol y óxido de propileno a partir de propilenglicol". [ 95 ]

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  • Base de datos de líquidos electrónicos : un proyecto del Centro para la Ciencia Regulatoria del Tabaco y la Salud Pulmonar, financiado por los NIH/FDA.