Los primeros estudios evaluando la composición química del vapor de los eCigs fueron realizados por Laugesen en 2008 y 2009. La temperatura de la resistencia del dispositivo testado fue de 54ºC durante la activación, es decir, de un 5 a 10% de la temperatura de combustión alcanzada en un cigarrillo tradicional. No se detectaron químicos tóxicos como metales pesados, hidrocarburos policíclicos aromáticos (PAH), fenoles, etc, con la excepción de cantidades anecdóticas de mercurio (0,17 ng) y trazas de formaldehído y acetaldehído. Laugesen evaluó las emisiones estableciendo una calificación sobre los tóxicos emitidos concluyendo que el vapor del eCig se correspondía a 0 mientras que los cigarrillos convencionales estarían en un nivel de toxicidad entre 100 y 134.

La FDA (US Food and Drug Administration) también realizó análisis químicos sobre 18 marcas comerciales de e-liquid en 2009. Detectaron la presencia de Nitrosaminas específicas del tabaco (TSNAs) pero sin declarar los niveles encontrados.

Las N-nitrosaminas son compuestos orgánicos que generalmente se originan debido a la reacción de una amina secundaria con nitritos en un medio muy ácido (por ejemplo, dentro del estómago). Actúan sobre los nucleótidos en el ADN resultando en cambios o mutaciones puntuales de las bases nitrogenadas (transiciones A·T – G·C y G·C – A·T). Las mutaciones sobre el ADN provocan un incremento de la inestabilidad genómica, que si llega a afectar a oncogenes y genes supresores de tumores podría producir la aparición de neoplasias, por lo que se clasifican como sustancias carcinogénicas.

Las Nitrosaminas son sustancias que se encuentran comúnmente de forma natural en muchos productos o que se crean por la forma de preparación de los mismos. Es así que encontramos Nitrosaminas en el cerdo, el pescado, las carnes curadas (jamones, chorizos, salchichón, etc), como también en la cerveza, los biberones de los bebes, los preservativos  y, si seguimos, la lista sería interminable. Para productos de consumo humano, internacionalmente se acepta una cantidad máxima de 4 microgramos de Nitrosaminas por kilogramo, como cantidad “segura”. Pero además, también se encuentran Nitrosaminas en chicles y parches de nicotina de venta en farmacias, en distintas proporciones y por supuesto inferiores al límite legal permitido.

Por otro lado, pequeñas cantidades de Dietilenglicol fueron encontradas en una única muestra que no supondrían preocupación para el consumidor y otro estudio identificó pequeñas cantidades de Amino-tadalafilo y Rimonambant (dos drogas de origen farmacéutico) en una muestra de líquidos.

Consecuentemente, varios laboratorios comenzaron a diseñar experimentos similares sobre los e-líquidos. Cahn y Siegel en 2011 publicaron una revisión completa de lo obtenido hasta la fecha, comparando los resultados con los tóxicos del tabaco. Reportaron que los niveles de TSNAs obtenidos en estos estudios resultaron similares a los medidos en los NRTs (parches de nicotina) farmacéuticos. Los autores concluyeron que, basándose en los análisis químicos, los eCigs son, de lejos, menos dañinos que los cigarrillos de tabaco.

Uno de los mayores estudios sobre la presencia de TSNAs, lo realizaron Kim y Shin en 2013, evaluando 105 e-liquids obtenidos de distribuidores locales en Korea. De media, encontraron 12,9 ηg (nanogramos) de TSNA por ml de líquido; una exposición diaria similar a la experimentada por los usuarios de NRTs (Farsalinos et al 2013). La exposición diaria estimada de nitrosaminas en fumadores de 15 cigarrillos diarios de media, es 1800 veces superior.

Etter et al. 2013, evaluaron la fiabilidad de las concentraciones de nicotina mostradas en el etiquetado y la presencia de impurezas y productos de degradación en 20 muestras. Encontraron que los niveles de nicotina variaban entre un 85 y un 121% respecto al etiquetado, mientras que los productos de degradación de la nicotina estaban presentes en niveles de 0 a 4,4%. Aunque en algunas muestras los niveles resultaron superiores a los especificados por la Farmacopea Europea, no es esperable que causen ningún daño a los usuarios.

Siguiendo la evaluación de la presencia de TSNAs, también se han realizado análisis sobre la presencia de compuestos carbonílicos en los líquidos. Se sabe que la degradación termal del Propilenglicol y el Glicerol puede llevar a la emisión de compuestos tóxicos como los aldehídos (Antal et al. 1985; Stein et al. 1983). Goniewicz et al 2013, evaluaron la emisión de 15 compuestos carbonílicos en 12 marcas de eCigs (la mayoría de tipo cigalike de primera generación). Para producir vapor, los investigadores utilizaron una máquina que emulara el acto de fumar siguiendo un régimen de caladas de 1,8 segundos a intervalos muy cortos de 10 segundos que no representan las condiciones reales de uso (Farsalinos et al. 2013). Estas condiciones son susceptibles de llevar al sobrecalentamiento del dispositivo. Además se utilizó el mismo régimen de caladas en todos los dispositivos, siendo estos significativamente diferentes en el diseño y el contenido de líquido. A pesar de estas limitaciones, de 15 carbonilos, sólo 3 fueron detectados (Formaldehído, Acetaldehído y Acroleína); los niveles medidos fueron de 9 a 450 veces inferiores a las medidas de estos compuestos en humo del cigarrillo convencional, según la bibliografía (no testado en el mismo experimento). Formaldehído y Acetaldehído fueron también encontrados en las emisiones de un inhalador de nicotina pero a menores concentraciones. Además, examinaron la presencia de 11 Compuestos de Carbono Orgánicos Volátiles (VOCs) encontrando únicamente trazas de tolueno (0,2 a 6,3 microgramos en 150 caladas) y xileno (0.1 a 2 ug/150 caladas) en 10 de las muestras. Los niveles de tolueno resultaron 120 veces menores que en el humo del tabaco convencional según la literatura.

Dado que los eCigs presentan varias piezas metálicas en su estructura, que están en contacto directo con el e-liquid, es obvio esperar cierta contaminación de metales en el vapor. En el mismo artículo, se examinó la presencia de 12 metales en las muestras, encontrando emisiones de níquel, cadmio y plomo. Los niveles de níquel fueron similares a los encontrados en el inhalador farmacéutico de nicotina mientras que los niveles de cadmio y plomo resultaron de 2 a 3 veces superiores a los del inhalador; sin embargo, los niveles absolutos fueron a nivel de trazas; unos pocos nanogramos en 150 caladas.

Williams et al. 2013, centraron su investigación en la presencia de metales pesados y partículas de silicatos emitidas por los eCigs. Testaron cartomizadores de primera generación y bajísima calidad y encontraron varios metales en la emisiones, especificando que algunos presentaban niveles superiores a los cigarrillos convencionales. Los cartomizadores comerciales testados, recién adquiridos y desempaquetados, se encontraban en las siguientes condiciones:

                                     

Como se comprende, si ese fuera el estado de los cartomizadores que consumen millones de usuarios cada día, habría surgido un gran escándalo por parte de los propios consumidores. De todas formas continuamos comentando los resultados de este estudio. Como habíamos mencionado, no es inusual encontrar trazas de metales en el vapor, y más bajo estas condiciones experimentales; sin embargo, es improbable que estas pequeñas cantidades supongan una preocupación para la salud de los consumidores. Incluso, si todo el aerosol fuera asimilado por el consumidor (que no es el caso puesto que la mayoría es exhalado), un usuario medio quedaría expuesto de 4 a 40 veces menos cantidad que la admitida para productos medicinales (US Pharmacopeia, 2013). También se encontraron partículas de silicatos en el aerosol. Tales partículas provienen del material de las mechas, sin embargo, los autores no aclaran si lo que se encontró fue óxido de sílice cristalino, responsable de la enfermedad respiratoria. En total, el número de micropartículas (<1000 nm nanómetros) estimado para 10 caladas fue 880 veces inferior en comparación con el humo del tabaco. Hallazgos similares respecto a las micropartículas fueron reportados por Pellegrino et al 2012, donde los cigarrillos convencionales emiten de 6 a 18 veces más.

Finalmente, Burstyn 2014, realizó un estudio de los datos recogidos acerca de los componentes del vapor de los eCig en más de 9000 referencias bibliográficas publicadas al respecto, que fueron estandarizadas y comparadas con valores límite establecidos para la exposición estándar en puestos de trabajo (TLV Threshold Limit Values ) estimados a la baja, para asumir “el peor de los casos”. Tras revisar toda evidencia disponible, los resultados concluyen que no existen pruebas de que la exposición potencial al vapor del eCig pueda asociarse a algún tipo de riesgo para la salud, incluso en casos de exposición en lugares de trabajo. La inmensa mayoría de exposiciones a cada contaminante resultaron estar por debajo del TLV establecido, incluyendo la exposición a acroleína y formaldehído; sólo los componentes mayoritarios como el PG y el Glicerol serían dignos de consideración. Finalmente concluye que con la información de que se dispone sobre la química de los e-liquids y los aerosoles que generan, no existe evidencia de exposición por vía inhalada a contaminantes que pudieran suponer preocupación o riesgo para la salud.

Sólo quedaría añadir los recientes estudios sobre el formaldehído en los eCigs que han supuesto un escándalo mediático sin precedentes y que quedan perfectamente explicados en la siguiente entrada del blog.

En conclusión, los estudios sobre la química del eCig han encontrado que la exposición a tóxicos está muy lejana a la experimentada con el tabaco convencional. Además, siempre debemos tener en cuenta que la inmensa mayoría de los 4000 compuestos tóxicos presentes en el humo del tabaco, están completamente ausentes en el eCig.