La cigarette électronique peut servir d’aide au sevrage tabagique si les conditions préalables de sécurité et d’efficacité en termes de délivrance de nicotine sont remplies. Les liquides à base de nicotine sont principalement composés de propylène glycol et de glycérol, qui jouent le rôle important de transporteurs aériens. Dorénavant le végétol est proposé à la vente comme substitut du propylène glycol car il améliore la stabilité thermique, l’apport de nicotine et pour diminuer les concentrations d’arômes inhalés. Il a été mis en œuvre diverses méthodes thermiques, physico-chimiques et informatiques pour évaluer l’utilisation du vegetol (1,3 propanediol) comme substitut (ou ingrédient supplémentaire) au propylène glycol dans les compositions e-liquides. Les résultats indiquent que le végétol est stable à la chaleur lorsque les cigarettes électroniques sont utilisées dans les conditions recommandées. Il est démontré que le végétol présente un meilleur profil thermique que le propylène glycol et le glycérol, en montrant moins de sous-produits de décomposition thermique. En outre, le végétol donne à la nicotine un environnement plus basique, assurant un niveau élevé de nicotine sous forme de base libre. Il a été également établi une méthode de calcul basée sur la mécanique quantique pour valider les e-liquides comme exhausteurs de goût. Les résultats ont montré que globalement, le 1,3 propanediol dit vegetol semble avoir de meilleures propriétés aromatisantes que le glycérol et le propylène glycol. Enfin, le végétol semble induire des propriétés aérodynamiques assez similaires à celles du propylène glycol et du glycérol.
D’où provient le besoin d’eliquides au végétol ?
Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), l’épidémie de tabagisme est l’une des plus grandes menaces pour la santé publique auxquelles le monde n’ait jamais été confronté. Le tabac tue jusqu’à la moitié de ses utilisateurs et tue environ 6 millions de personnes chaque année. Dans le cadre de la politique de lutte contre le tabagisme, l’aide à l’arrêt du tabac est l’une des principales recommandations de l’OMS. Les thérapies de substitution de la nicotine (TRN) et les médicaments de sevrage tabagique permettent d’augmenter les chances d’arrêter de fumer d’environ 50 % par rapport à une personne qui essaie d’arrêter sans aide. Le médicament de sevrage tabagique le plus connu est la varénicline. Cette drogue agit en stimulant légèrement les récepteurs de la nicotine dans le cerveau, ce qui est censé à la fois atténuer les envies de fumer et rendre le tabac beaucoup moins agréable. La NRT est une façon médicalement approuvée de prendre de la nicotine par d’autres moyens que le tabac. L’idée derrière ces produits est de permettre aux fumeurs de faire pénétrer la nicotine dans leur corps sans avoir à inhaler les substances toxiques contenues dans la fumée de tabac. Les TSN les plus courants comprennent les patchs cutanés, les gommes, les comprimés, les pastilles, les vaporisateurs nasaux et les inhalateurs buccaux, combinés ou non avec des antidépresseurs sont proposés pour le sevrage tabagique. Mais en termes d’efficacité, les résultats semblent dépendre de différents facteurs dont le niveau de consommation de tabac, la durée de la cure et la qualité du suivi médical. Néanmoins, certaines études récentes indiquent une efficacité assez faible des TSN habituelles, probablement due au fait qu’elles délivrent la nicotine au cerveau moins rapidement que la cigarette. Dans ce contexte, la cigarette électronique apparaît comme un système électronique de délivrance de nicotine susceptible de générer un avantage substantiel en matière de santé publique si l’on passe du tabagisme à l’utilisation de la vapoteuse. Selon Hajek & Coll, le profil spécifique de la délivrance de nicotine par la vapoteuse est susceptible de jouer un rôle majeur dans l’attrait qu’elle exerce sur les fumeurs.
Mais la vapoteuse est un produit de consommation relativement nouveau. La sécurité et l’efficacité de la substitution du tabac et/ou du sevrage tabagique sont encore contestées. Ces deux conditions sont essentielles pour garantir une acceptation correcte par les autorités sanitaires, les médecins, la communauté scientifique et les consommateurs. Il est clair que la sécurité et l’efficacité de la cigarette électronique dépendent clairement de la qualité et des performances des dispositifs électroniques et des propriétés physico-chimiques des compositions liquides de recharge (appelées e-liquide).
De quoi sont composés les e-liquides dans le commerce ?
Les e-liquides commerciaux contenant de la nicotine sont généralement composés de glycols (>75 % en poids), dont le propylène glycol (PG) et le glycérol (VG) qui jouent le rôle de transporteurs aériens. Le PG est utilisé pour sa capacité à solubiliser la nicotine et les arômes, le VG pour ses propriétés hygroscopiques élevées induisant une augmentation significative de la densité de l’aérosol exhalé. Les formulations e-liquides commerciales peuvent également contenir de l’éthanol et/ou de l’eau utilisés comme diluants (<20 % en poids), de la nicotine (0-3 % en poids) et des arômes alimentaires (1-10 % en poids). Les glycols contenant des fonctions hydroxyle géminées comme le PG et le VG peuvent être décomposés dans certaines conditions d’utilisation de la production d’aérosols et peuvent induire la formation de composés volatils toxiques tels que les époxydes (oxyde de propylène, glycidol ou 2,3-époxy-1-propanol) et les aldéhydes (formaldéhyde, acétaldéhyde, acroléine)8,9,10.
La formation de ces sous-produits dépend des caractéristiques thermodynamiques telles que le niveau de puissance de l’appareil, la nature chimique du e-liquide et le régime de soufflage. D’autre part, le PG peut provoquer une irritation de la peau et des voies respiratoires même dans les conditions d’exposition induites par l’utilisation de la vaporette. C’est la raison pour laquelle les principaux fabricants de PG ne soutiennent pas l’utilisation du propylène glycol dans la Cigarette électronique, ni dans les brouillards artificiels (théâtraux) en raison des effets possibles sur les tissus des yeux, du nez, de la gorge et des voies respiratoires.
En ce qui concerne les molécules d’arômes qui sont une partie essentielle des compositions e-liquides, elles appartiennent à l’important groupe des arômes alimentaires autorisés qui représente environ 2 500 molécules. Par ailleurs, le programme mondial d’évaluation de la sécurité des arômes mené par le Comité mixte FAO/OMS d’experts des additifs alimentaires (JECFA) évalue la sécurité des substances aromatisantes mais uniquement pour leur utilisation dans l’alimentation humaine. Des limites d’exposition professionnelle et des limites d’exposition professionnelle (LEP) ont été établies pour un petit nombre de substances aromatisantes. Les LEP n’ont aucun rapport avec l’exposition aux arômes résultant de l’utilisation de la cigarette électronique. Dans ce contexte, les toxicologues recommandent d’utiliser des seuils toxicologiques préoccupants plus élevés pour les ingrédients aromatiques (par exemple 170 ou 980 µg/jour) que pour l’évaluation des contaminants (par exemple 1,5 µg/jour)16. En outre, certaines molécules d’arômes peuvent présenter une toxicité intrinsèque et peuvent être soumises, dans certaines conditions d’utilisation, à une réaction potentielle et à une dégradation thermique induisant la formation d’analytes toxiques dans l’aérosol résultant de la CE17,18,19. Une sélection stricte des molécules d’arômes en termes de toxicité potentielle pour les voies respiratoires et de stabilité thermique, combinée à une limitation de la concentration des arômes dans les compositions, semble être une approche rationnelle et raisonnable.
Et le végétol ?
Dans ce contexte, le vegetol (propanediol) est un diol aliphatique linéaire, ce qui en fait un élément chimique utile. Le végétol est utilisé pour diverses applications, notamment les polymères, les produits de soins personnels, les solvants et les lubrifiants. Il est également autorisé dans les aliments comme support de saveurs et comme substitut du PG. Le végétol est certifiée GRAS (« Generally Recognized As Safe ») par la FDA21. Dans une récente étude de toxicité par inhalation, le vegetol a été testée à 1800 mg/m3, il ne semble pas présenter de danger significatif par inhalation de la phase gazeuse ou d’un mélange gaz/aérosol. Dans les cosmétiques, le végétol est reconnu et utilisé comme une alternative non irritante au PG22. L’objectif a été d’évaluer les propriétés chimiques et physiques du 1,3 propanediol et les caractéristiques des aérosols qui en résultent pour une utilisation prévue dans la vapoteuse. En particulier, la stabilité thermique, la distribution de la taille des particules d’aérosol, la stabilisation de la nicotine et les interactions moléculaires entre le végétol et le goût ont été examinées et prouve sa meilleure compatibilité avec le vapotage.
