Les systèmes électroniques de distribution de nicotine (ENDS) gagnent en popularité ces dernières années. En gros, une unité ENDS est un appareil alimenté par batterie qui chauffe une bobine résistive métallique pour produire une vapeur inhalable d'un e-liquide, sans combustion de tabac. Cet e-liquide se compose généralement de propylène glycol (PG) et de glycérine végétale (VG) ainsi que de nicotine ou d'arômes facultatifs. Conçus à l'origine pour fournir une alternative et un outil de sevrage perçus comme plus sûrs pour l'ajout de cigarettes, les risques cliniques associés à l'utilisation d'ENDS, l'efficacité pour le sevrage tabagique et la toxicité globale sont très controversés.
Les conceptions mécaniques ENDS évoluent au fil du temps pour à la fois fournir de la nicotine plus efficacement et maximiser la saveur. Depuis son émergence, tant la conception que les constituants (véhicule, concentration en nicotine et arôme) sont très variables avec très peu de réglementation. La figure 1 décrit la progression des différentes générations de technologie ENDS ainsi que les nouveaux appareils basés sur Pod, y compris la conception JUUL populaire.
Le point commun à toutes les générations d'ENDS est l'utilisation de PG/VG comme véhicule, ainsi que de la nicotine et des arômes. En raison de la grande différence de conception et de génération de vapeur entre les dispositifs ENDS, il existe une grande variabilité dans les constituants du solvant utilisé, ainsi que la vapeur produite, ce qui a un impact sur la taille et la distribution des particules et, finalement, sur le dépôt. Des études montrent que la puissance et la température des unités ENDS peuvent avoir un effet significatif sur la taille des particules générées par la vapeur. Par exemple, une augmentation de la puissance a entraîné une augmentation de la taille des particules générées et les modes à haute température ont donné la plus petite taille de particules1. De nombreux sous-produits dangereux de la vapeur électronique ont été identifiés comme des toxines cardiovasculaires telles que l'acétaldéhyde, l'acroléine et le formaldéhyde2 avec des traces de métaux lourds 3.
Il y a eu une augmentation spectaculaire de l'utilisation de l'appareil JUUL ENDS au cours des dernières années, en particulier chez la jeune génération de non-fumeurs. L'attrait du JUUL est initialement attribué à sa nature compacte et à sa conception discrète ressemblant à une clé USB. Le JUUL offre la teneur en nicotine la plus élevée en raison de son intégration dans des sels protonés plutôt qu'en base libre dans une solution de PG/VG. La teneur en sels de benzoate de nicotine dans les dosettes JUUL peut atteindre 60 mg/mL, par rapport à la première à la troisième génération classique d'ENDS allant de 0 à 30 mg/mL. Malgré ce taux élevé de nicotine, les aérosols JUUL sont perçus comme étant moins abrasifs et irritants pour les voies respiratoires de l'utilisateur grâce aux sels de nicotine.
De plus, la légalisation du cannabis médical et récréatif a permis aux cannabinoïdes synthétiques, au cannabinol (CBD) et au tétrahydrocannabinol psychoactif (THC) de pénétrer le marché ENDS pour une livraison efficace du cannabis.
Les données cliniques ont montré que l'administration ENDS de cannabis, par rapport à la feuille de cannabis fumée, entraîne une absorption plus rapide, une plus grande déficience cognitive et un effet psychomoteur global.4. Non seulement cela est dangereux en raison de l'absorption rapide et de l'exacerbation des conséquences comportementales, mais ces FINS de cannabis du marché noir sont hautement non réglementées.
Le Center for Disease Control (CDC) et la Food and Drug Administration (FDA) ont récemment signalé la présence d'acétate de vitamine E utilisé dans certaines de ces unités ENDS qui a conduit à la cigarette électronique ou au vapotage, aux lésions pulmonaires associées à l'utilisation de produits (EVALI) et Décès d'EVALI. L'acétate de vitamine E est utilisé dans les produits du marché illégal à la fois comme agent épaississant et comme diluant d'huile de THC. Alors que la vitamine E est identifiée comme l'un des coupables d'EVALI, d'autres diluants et charges ayant des effets toxiques potentiels n'ont pas encore été identifiés.
Étant donné que les unités ENDS n'ont vraiment gagné en popularité dans le monde qu'au cours des 5 dernières années, il n'existe pas encore de données cliniques concluantes à long terme suite à des expositions chroniques aux aérosols de cigarettes électroniques et à ses constituants. Il y a une effusion de ressources et de financements disponibles pour créer des modèles précliniques pertinents et traduisibles d'exposition aux ENDS afin d'approfondir la toxicité potentielle.
Pour créer au mieux ces modèles animaux précliniques traduisibles, il est nécessaire de normaliser des facteurs tels que les fréquences et les topographies des bouffées, les concentrations d'exposition, la composition du e-liquide et la génération/la marque de l'appareil. En utilisant le inExpose système, les chercheurs créent des modèles précis et reproductibles d'exposition à la fumée en utilisant la génération automatisée de vapeur, des volumes et des fréquences de bouffées personnalisables. Une étude récente5 par le Dr Crotty Alexander (2019) a utilisé le système d'exposition du corps entier inExpose pour étudier les effets de l'apport quotidien de JUUL sur l'inflammation systémique. Ce laboratoire a exposé des souris trois fois par jour, pendant des séances d'exposition de 20 minutes, à des arômes de mangue ou de menthe JUUL, ce qui a entraîné d'importants changements inflammatoires et de poids en seulement 4 semaines. Cette étude ainsi que d'autres études d'exposition murine montrent des changements significatifs et alarmants au niveau des cellules et des protéines après des expositions même aiguës.
De plus, il existe des groupes qui travaillent avec in vitro études des expositions à la vape dans les expositions aux e-liquides en aérosol et condensés.
Les expositions d'e-liquide en aérosol à une interface air-liquide sont une approche plus pertinente que l'application directe d'e-liquide ou de condensat d'e-liquide directement sur les cellules in vitro, car les méthodes de collecte des condensats peuvent varier et certaines particules dans les condensats peuvent être de courte durée. Dans une publication récente de Toxicologie et pharmacologie appliquée5, Le groupe du Dr Rahman expose des cellules épithéliales pulmonaires primaires normales (BEAS-2B et NHBE) à de l'huile de CBD en aérosol en utilisant inExpose pour étudier le rôle du CBD sur le stress oxydatif et la réponse inflammatoire induite par les lipopolysaccharides (LPS). Le CBD démontre à la fois des effets pro- et anti-inflammatoires par les niveaux de ROS et atténue de manière significative l'activité NF-kB induite par le LPS avec l'IL-8 et le MCP-1. Une étude complémentaire en Rapports scientifiques6 utilise le système inExpose pour l'aérosolisation des pods JUUL sur les cellules épithéliales pulmonaires (16-HBE, BEAS-2B) et les monocytes (U937). L'exposition à différents arômes de gousses JUUL (tabac, menthe, café et arômes à base de fruits) entraîne des dommages à l'ADN, des réponses inflammatoires et un stress oxydatif sur les cellules pulmonaires in vitro.
Comme la richesse du pré-clinique in vivo et in vitro les connaissances augmentent, on s'inquiète de plus en plus du profil d'innocuité de ces dispositifs ENDS et de leur toxicité cardio-pulmonaire potentielle. D'autres études précliniques et cliniques sont nécessaires pour étudier les conséquences aiguës et chroniques de l'utilisation de la cigarette électronique sur la santé.
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