Carryover of neotame, WS-23, and other additives from popular disposable e-cigarettes to aerosol

Ogni volta che una persona utilizza una sigaretta elettronica usa e getta, inala una nebbia creata dal riscaldamento di un liquido. Questo liquido è una miscela complessa, che solitamente contiene un fluido base, nicotina e una varietà di additivi progettati per rendere l'esperienza più accattivante. Tra questi additivi vi sono i dolcificanti, che mascherano il sapore amaro della nicotina, e i refrigeranti sintetici, che creano una sensazione di freschezza nella gola simile al mentolo ma senza il suo odore distintivo. Sebbene gli scienziati sappiano da tempo che questi ingredienti si trovano all'interno del serbatoio di liquido del dispositivo, una domanda critica rimaneva senza risposta: quanto di queste sostanze chimiche riesce effettivamente dal liquido alla nebbia che l'utente respira? Comprendere questo trasferimento è essenziale perché i rischi per la salute di una sostanza dipendono fortemente da quanto di essa entra nei polmoni, non solo da quanto ne è presente nella bottiglia.

Un team di ricercatori dell'Università di Yale si è posto l'obiettivo di risolvere questo enigma esaminando le sigarette elettroniche usa e getta più popolari attualmente vendute negli Stati Uniti. Si sono concentrati su due additivi specifici che sono diventati onnipresenti in questi prodotti: il neotame, un dolcificante artificiale migliaia di volte più dolce dello zucchero, e il WS-23, un refrigerante sintetico ampiamente utilizzato per fornire un effetto rinfrescante senza il sapore della menta. I ricercatori hanno acquistato dodici marchi e aromi popolari di questi dispositivi, insieme a tre dispositivi Senza commercializzati come privi di nicotina e due dispositivi SpreeBar contenenti un analogo della nicotina, per garantire che le loro scoperte si applicassero all'intero mercato. Non si sono limitati a ipotizzare il contenuto; hanno testato fisicamente i dispositivi utilizzando una macchina che simulava i modelli di respirazione umana. La macchina ha effettuato venti tiri da ciascun dispositivo, catturando la nebbia risultante in una trappola congelata che ha condensato il vapore nuovamente in liquido per l'analisi. Confrontando la quantità di ogni sostima chimica trovata nel liquido originale con la quantità catturata nella nebbia, il team ha potuto calcolare esattamente quale percentuale dell'additivo veniva inalata.

I risultati hanno rivelato una netta divisione nel modo in cui diversi prodotti chimici si comportano durante il processo di riscaldamento. I refrigeranti sintetici e la nicotina si sono dimostrati altamente efficienti nel passaggio dal liquido all'aria. In media, l'ottantaquattro per cento del WS-23 e l'ottantotto per cento della nicotina presenti nel liquido sono passati con successo nell'aerosol. Il mentolo e un altro refrigerante chiamato WS-3 hanno seguito un modello simile, con tassi di trasferimento che oscillavano tra l'ottantuno e l'ottantotto per cento. Ciò significa che quando un utente tira un tiro, la stragrande maggioranza di questi agenti rinfrescanti e stimolanti a cui è esposto è la stessa che è stata originariamente miscelata nel liquido.

Al contrario, i dolcificanti artificiali si sono comportati in modo molto diverso. Il neotame, nonostante fosse presente in ogni singolo dispositivo testato, aveva un tasso di trasferimento molto più basso. In media, solo il quaranta per cento del neotame nel liquido è arrivato nella nebbia, con singoli dispositivi che mostravano tassi bassi fino al quindici per cento e alti fino al sessantaquattro per cento. Il sucralosio, un altro dolcificante trovato in alcuni dei dispositivi, ha mostrato un intervallo generalmente più ampio e basso, con solo due dispositivi che lo contenevano e tassi variabili tra il ventisei e il cinquantaquattro per cento. I ricercatori hanno scoperto che la presenza di nicotina non cambiava questi tassi di trasferimento, né l'aroma specifico del dispositivo. La differenza sembrava essere radicata nelle proprietà fisiche delle molecole stesse. Gli agenti rinfrescanti e la nicotina sono più volatili, il che significa che evaporano più facilmente quando riscaldati, mentre i dolcificanti sono più pesanti e meno propensi a trasformarsi in vapore sotto le temperature generate dal dispositivo.

Questo studio ha anche svelato un nuovo dettaglio sulla composizione di questi prodotti. Mentre il neotame è stato trovato in tutti i dispositivi, i ricercatori hanno scoperto che due marchi specifici contenevano anche sucralosio insieme al neotame. Questo segna la prima volta che una tale combinazione di due dolcificanti artificiali è stata riportata nei prodotti per sigarette elettroniche. La presenza di molteplici dolcificanti suggerisce che i produttori possano stratificare diversi composti per creare un profilo sensoriale specifico, potenzialmente per aumentare la dolcezza e mascherare qualsiasi amarezza residua. Tuttavia, questa pratica aggiunge un ulteriore livello di complessità al profilo di sicurezza di questi dispositivi, poiché l'interazione tra queste sostanze chimiche durante il riscaldamento non è ancora pienamente compresa.

I ricercatori sono stati attenti a notare che, sebbene avessero misurato quanto di queste sostanze chimiche raggiungesse la nebbia, non potevano determinare cosa accada al neotame una volta riscaldato. È possibile che parte del dolcificante si decomponga in altre sostanze durante il processo, il che spiegherebbe perché meno di esso sia apparso nella nebbia finale. Lo studio non ha trovato prove di nuove sostanze chimiche inspiegabili nella nebbia utilizzando i loro metodi di rilevamento standard, ma la possibilità di decomposizione termica rimane un'incognita significativa. Le implicazioni per la salute dell'inalazione di neotame e WS-23 a lungo termine sono attualmente poco chiare, poiché la maggior parte dei dati di sicurezza esistenti per queste sostanze proviene da studi su come vengono ingerite o bevute, non inalate.

In definitiva, questo lavoro fornisce una mappa fondamentale di ciò che gli utenti stanno effettivamente respirando. Conferma che, mentre gli agenti rinfrescanti e la nicotina nelle sigarette elettroniche usa e getta vengono trasferiti all'utente con alta efficienza, i dolcificanti vengono trasferiti in modo meno completo, sebbene comunque in quantità sostanziali. Lo studio stabilisce che gli utenti di questi popolari dispositivi sono costantemente esposti a neotame e WS-23, indipendentemente dall'aroma o dal contenuto di nicotina. Questi risultati non dichiarano i prodotti sicuri o non sicuri, ma forniscono i dati necessari per futuri studi tossicologici per determinare gli effetti sulla salute a lungo termine dell'inalazione cronica di questi specifici additivi e dei loro potenziali prodotti di decomposizione.