Sans danger la cigarette électronique ? Analyse chimique des e-liquides et de leur vapeur

Analyse chimique des composants de la cigarette électronique

Analyse chimique des composants de la cigarette électronique

Presque tous les fabricants indiquent aujourd’hui la composition des liquides de cigarette électronique qu’ils produisent. Il y a bien entendu du propylène glycol et/ou de la glycérine végétale, de l’eau, de la nicotine (ou pas) et des arômes. Ne trouve-t-on pas d’autres éléments dans les liquides et surtout en chauffant, ces substances ne dégagent-elles pas d’autres composés connus pour être plus problématiques ? D’autant plus qu’au delà des liquides la question de l’échauffement du matériel utilisé se pose. C’est ce à quoi les Docteurs Polosa et farsalinos ont essayé de répondre en s’appuyant sur un nombre impressionnant d’études dans l’un des passages de leur vaste revue de littérature de référence sur la cigarette électronique dont je vous propose la traduction sur ce blog. Plutôt de se contenter de citer les résultats de différents travaux scientifiques, les auteurs mettent en évidence les lacunes méthodologiques et les pistes à explorer dans le futur pour identifier si la cigarette électronique présente un danger.

Envie d’en savoir plus sur la revue de littérature la plus récente sur la cigarette électronique ? Voici les différents thèmes abordés :

- Introduction et méthodologie (épisode 1),
Nicotine, cigarette électronique et dépendance (épisode 2)
,
- Les études sur la composition chimique des produits (épisode 3 = l’article que vous êtes en train de lire),
- Les études toxicologiques (épisode 4),
Les études cliniques et les enquêtes (épisode 5),
Tabagisme et vapotage passif (épisode 6),
- Risques de la ecigarette : tabagisme des jeunes, intoxication à la nicotine, explosion (épisode 7),
- La cigarette électronique : positive pour certaines pathologies ? (épisode 8).
Synthèse et conclusion de la revue de littérature sur la ecigarette (épisode 9).

L’intégralité de l’étude est disponible en anglais sur le site en téléchargement  : Safety evaluation and risk assessment of electronic cigarettes as tobacco cigarette substitutes: a systematic review.

Les arômes alimentaires ne sont pas forcément neutres pour la santé lorsqu'on les chauffe et qu'on les inhale

Dangereuse la cigarette électronique : les arômes alimentaires ne sont pas forcément neutres pour la santé lorsqu’on les chauffe et qu’on les inhale

Les études sur la composition chimique des produits sont relativement simples et peu coûteuses à réaliser et fournissent des résultats rapides. Cependant, il y a plusieurs inconvénients à cette approche. Elles se concentrent généralement sur la recherche de produits spécifiques connus (généralement ceux qui sont connus pour être toxiques dans les études sur la fumée de cigarette) et ne parvient pas à identifier des contaminants potentiellement toxiques inconnus qui auraient pu être détectés dans les liquides ou dans la vapeur émise. Des problèmes peuvent également découler de la détection de produits chimiques dans les arômes. De telles substances,bien qu’approuvées pour une utilisation dans l’industrie alimentaire ont des effet largement inconnus lorsqu’ils sont chauffés et inhalés, ainsi l’information sur la présence de telles substances est difficile à interpréter en termes d’ effets in vivo. En fait, les études sur la composition chimique des produits ne fournissent aucune information objective sur les effets de l’utilisation de la cigarette électronique, ils ne peuvent être utilisés pour calculer le risque basé sur des modèles théoriques et des niveaux de sécurité pré-établis déterminées par les autorités de santé.

Laugesen a réalisé les premières études évaluant la composition chimique de la vapeur des cigarettes électroniques [ Laugesen, 2008, 2009]. La température de la résistance de la cigarette électronique a été mesurée à 54°C pendant l’utilisation ce qui correspond à environ 5 à 10 % de la température d’une cigarette classique en combustion. Des produits chimiques toxiques tels que des métaux lourds, des phénols cancérigènes et des hydrocarbures aromatiques polycycliques n’ont pas été détectés, à l’exception d’une quantité ordinaire de mercure (0,17 ng par CE) et des traces de formaldéhyde et de acétaldéhyde. Laugesen évalue les émissions sur la base d’un score d’émissions de substances toxiques et rapporte un score de 0 pour la cigarette électronique contre un score de 100 à 13 pour les cigarettes classiques.

L’ US Food and Drug Administration ( FDA ) a également effectué des analyses chimiques sur 18 produits disponibles dans le commerce en 2009 [ Westenberger, 2009]. Ils ont détecté la présence de nitrosamines spécifiques au tabac ( NST ) mais ne fournissent pas les niveaux trouvés. De petites quantités de diéthylène glycol ont également été trouvés dan un échantillon, lesquelles étaient peu susceptibles de causer un préjudice en utilisation normale. Une autre étude a identifié une petite quantités d’amino- tandalafil et de rimonambant dans du liquide de cigarette électronique [ Hadwiger et al. 2010].

Par la suite, plusieurs laboratoires ont effectué des tests similaires, la plupart sur des liquides, avec Cahn et Siegel qui ont publié une revue de littérature sur l’ analyse chimique des cigarettes électroniques en comparant les résultats avec les cigarettes classiques et d’autres produits du tabac [ Cahn et Siegel,2011]. Ils ont indiqué que les niveaux de NST étaient similaires à ceux mesurés dans les substituts nicotiniques pharmaceutiques. Les auteurs ont conclu que, sur la base d’analyses chimiques les cigarettes électroniques sont beaucoup moins nocives que les cigarettes classiques.

 

Molécule de nitrosamine au fort pouvoir cancérogène : 1800 fois plus présent dans la fumée du tabac que dans la vapeur de cigarette électronique

Molécule de nitrosamine cancérogène : 1800 fois plus présent dans la fumée du tabac que dans la vapeur de ecigarette

La plus complètes étude sur les NST a été réalisée récemment par un groupe sud-coréen qui a évaluer 105 liquides obtenus auprès de détaillants locaux [ Kim et Shin, 2013]. En moyenne, ils ont trouvé 12,99 g de NST par ml de liquide, avec un niveau d’exposition quotidien similaire à celui des utilisateurs de substitut nicotinique classique [ Farsalinos et al. 2013-D ]. L’estimation de l’exposition quotidienne aux nitrosamines de la cigarette classique (consommation moyenne de 15 cigarettes par jour  est estimée à jusqu’à 1800 fois plus élevée par rapport à l’utilisation de la cigarette électronique.

 

Etter et ses collègues ont évalué l’ exactitude de l’étiquetage du taux de nicotine et la présence d’impuretés dans la nicotine et la dégradation des produits sur 20 échantillons de liquide de cigarette électronique [ Etter et al. 2013]. Ils ont constaté que les taux de nicotine étaient compris entre 85 et  121 % de ce qui était indiqué, alors que la dégradation nicotinique des produits était comprise entre 0 et 4,4%.

Bien que dans certains échantillons les niveaux étaient plus élevés que ceux des normes European Pharmacopoeia, ils ne devraient causer aucun préjudice mesurable aux utilisateurs. En plus de l’ évaluation de la présence de nitrosamines spécifiques du tabac, les analyses ont été effectuées pour détecter des composés carbonylés. Il est connu que la dégradation thermique du propylène glycol et du glycérol (glycérine végétale) peut conduire à l’émission de composés toxiques, tels que les aldéhydes [ Antal et al. 1985; Stein et al. 1983 ]. Goniewicz et ses collègues ont évalué l’émission de 15 carbonyles sur 12 marques de cigarettes électroniques (principalement de première génération ) [ Goniewicz et al. 2013]. pour produire de la vapeur, les chercheurs ont utilisé une machine à fumer et ont suivi un rythme de bouffées de 1,8 seconde espacées d’un très court temps de 10 secondes qui ne représente pas une utilisation réaliste [ Farsalinos et al. 2013c ], bien que la durée des aspirations était faible, l’intervalle entre ces bouffées était remarquablement bref, ce qui pourrait entraîner une surchauffe. En outre, le même nombre de bouffées a été utilisé sur tous les appareils testés, mais il y avait une importante différence dans la conception et le contenu de liquide entre les dispositifs. En dépit de ces limitations, sur 15 carbonyles, seulement 3 ont été détectés (le formaldéhyde, l’acétaldéhyde et acroléine ), les niveaux étaient de 9 à 450 fois plus faibles par rapport aux émissions de cigarettes classiques (provenant de la littérature existante mais pas testé dans cette même expérience). Le formaldéhyde et l’acétaldéhyde ont également été émis par l’inhalateur de nicotine, mais à plus faible niveau. En outre, ils ont examiné la présence de 11 composés organiques volatils et trouvé seulement des traces de toluène (à des niveaux de 0,2 à 6,3 pg pour 150 bouffées) et du xylene (de 0,1 à 0,2 pg pour 150 bouffées) dans 10 des échantillons, les niveaux de toluène étaient 120 fois inférieurs à ceux des cigarettes classiques (encore issues de la littérature existante, mais non testé dans la même expérience).

Étant donné que les cigarettes électroniques ont plusieurs pièces métalliques entrant directement en contact avec le e-liquide, il est tout à fait évident de s’attendre à une contamination de la vapeur par des métaux. Goniewicz et ses collègues ont examiné des échantillons pour la présence de 12 métaux et ont trouvé des émissions de nickel, de cadmium et de plomb [ Goniewicz et al. 2013], les concentrations de nickel étaient similaires à celles présentes dans un dispositif d’inhalation de nicotine pharmaceutique, tandis que le plomb et le cadmium étaient présents dans des niveaux de 2 à 3 fois plus élevés par rapport à l’inhalateur. Pourtant, les niveaux absolus étaient très faibles (quelques nanogrammes par 150 bouffées).

Williams et al. [ 2013] ont concentré leurs recherches sur la présence de métaux lourds et de particules de silicate émises par la cigarette électronique. Ils ont testé des atomiseurs de première génération et ont trouvé plusieurs métaux émis dans la vapeur de cigarette électronique, en précisant que, dans certains cas les niveaux sont plus élevés par rapport aux cigarettes classiques. Comme mentionné précédemment, il n’est pas inhabituel de trouver des traces de métaux dans la vapeur générée par ces produits sous des conditions expérimentales qui ont peu de lien avec leur utilisation normale, mais il est peu probable que d’aussi faibles niveaux représentent une grave menace pour la santé des utilisateurs. Même si toute la vapeur était inhalée par la consommateur (ce qui n’est pas le cas étant donné que la majeure partie de la vapeur est visiblement expirée), un utilisateur moyen serait exposé à une quantité de métaux de 4 à 40 fois plus faibles que la dose quotidienne maximale autorisée dans les médicaments [ US Pharmacopée, 2013]. Les particules de silicate ont aussi été trouvées dans la vapeur de cigarette électronique. De telles particules proviennent de la matière de la mèche, mais les auteurs n’ont pas précisé si des particules d’oxyde de silice cristalline ont été trouvés, lesquelles sont responsables de maladies respiratoires. Au total, le nombre estimé de microparticules ( < 1000 nm ) pouvant être inhalées par les utilisateurs de cigarette électronique à partir de 10 bouffées étaient 880 fois plus faibles comparativement à une cigarette classique.

Des résultats similaires concernant les microparticules ont été identifiés par Pellegrino et ses collègues qui ont trouvé que les cigarettes classiques en libéraient de 6 à 18 plus que les cigarettes électroniques testées [ Pellegrino et al. 2012]. Burstyn a récemment passé en revue les données sur les caractéristiques chimiques de la vapeur et les liquides de cigarette électronique ( y compris les rapports qui n’ont pas été évalués par des pairs) et estimé que le risque pour les consommateurs sur la base de normes d’exposition en milieu de travail ( c’est-à- dure Seuil Valeurs limites [ SVL ] ) [ Burstyn, 2014 ]. Après avoir examiné tous les éléments de preuve disponibles, l’auteur conclu qu’il n’y avait aucune preuve que la vapotage expose à des contaminants dans la vapeur qui pourrait justifier des problèmes de santé. il ajoute que la surveillance de leur utilisation est recommandée en en raison des niveaux élevés de propylene glycol et de glycérol (glycérine végétale) inhalés ( qui ne sont pas considérés comme des contaminants, mais sont des ingrédients des liquides de cigarette électronique). Il existe peu de données sur l’ exposition chronique par inhalation de ces substances par des humains, cependant il existe certains résultats d’études toxicologiques ( qui sont abordées également dans l’article).

En conclusion, les études sur la composition chimique des produits ont constaté que l’exposition à des produits chimiques toxiques de la cigarette électronique est beaucoup plus faible par qu’avec des cigarettes classiques. De plus en comparant les niveaux de produits chimiques spécifiques libérés par le tabac et la cigarette électronique, il faut noter que la grande majorité des plus de 4000 produits chimiques présents dans la fumée de tabac sont complètement absent de la cigarette électronique. De toute évidence, la surveillance de son utilisation est justifiée pour évaluer objectivement les effets in vivo et parce que les effets de l’inhalation des substances aromatisantes approuvés pour un usage alimentaire sont en grande partie inconnue.

Au final on peut noter que la majorité des études s’appuient sur du matériel aujourd’hui dépassé et sur certains liquides dont on peut douter de la qualité. Rare sont les études à se focaliser sur le modèle le plus répandu aujourd’hui : la cigarette électronique Ego. Or il est très probable que le modèle utilisé et la qualité de la fabrication va directement jouer sur les résultats. Un modèle qui chauffe de façon excessive peut conduire à des niveaux plus élevés de substances telles que l’acroléine par rapport à un modèle bien calibré.

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Sylvain Filatriau

 

Une réflexion au sujet de « Sans danger la cigarette électronique ? Analyse chimique des e-liquides et de leur vapeur »

  1. Peut-être que la cigarette électronique est nocive mais faudrait-il l’interdire par un principe de précaution ? Dans tous les cas, elle est bien moins toxique que la cigarette traditionnelle (cet article le prouve une nouvelle fois) et elle est de toute façon destinée à une utilisation provisoire, à court terme, pour se sevrer du tabac et de la nicotine. A la différence de la « cigarette à papa » qui rend tellement dépendant qu’elle ne peut conduire à une consommation éphémère… Imaginez-vous consommer des patchs à la nicotine pendant plusieurs années ?

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