А.Е. Плешков

Электронные средства доставки никотина (Методические рекомендации)

Автор – составитель:

Плешков А.Е., аспирант кафедры физиологии человека САФУ;

Рецензенты:

Данные методические рекомендации предназначены для студентов, кураторов групп, преподавателей школ и ВУЗов. Они направлены на расширение круга знаний о современном состоянии дел в части наркологии, изучающей никотиновую зависимость. Задача данных методических рекомендаций дать возможность выявить никотиновую зависимость, не типичную для обычных курильщиков. В методических рекомендациях представлены современные сведения о способах употребления никотина, при помощи электронных средств доставки. Рекомендации являются дополнением к базовому учебному курсу по наркологии, включают описание значимых для понимания никотиновой зависимости средств употребления никотина. Методические могут быть полезны административному ресурсу школ и ВУЗов для выработки собственных мер по предотвращению никотиновой зависимости среди школьников и студентов. Рекомендации также могут быть использованы преподавателями медицинских ВУЗов для проведения факультатива по наркологии.

Введение

Электронные средства доставки никотина (электронные сигареты) - достаточно недавнее изобретение человечества, хотя любители “культуры табакокурения” уже давно предпринимают попытки осовременить процесс употребления никотина.

Датой появления первых электронных сигарет считается 2003 год, что связывают с выпуском в Китае фармацевтом Хоном Ликом первого прототипа электронного испарителя и подачей патента на данное изобретение. Создателем руководило желание сделать доставку необходимого курильщикам никотина более безопасным способом, нежели традиционное сжигание листьев табака со всеми присущими этому способу недостатками. Впоследствии это изобретение дало начало имеющемуся в настоящее время массовому распространению и совершенствованию электронных средств доставки никотина (ЭСДН) среди как курильщиков, так и ранее не употреблявших никотин.

Определения

Электронные сигареты представляют собой устройства для доставки никотина в организм человека при помощи образования аэрозоля, который пользователю предлагается вдыхать, аналогично дыму традиционной сигареты. Обычно этот аэрозоль называют паром, однако стоит понимать, что обычный водяной пар не имеет к этому аэрозолю никакого отношения, кроме внешнего сходства. Аэрозоль производится внутри прибора при нагревании раствора, состоящего из глицерина и пропиленгликоля, которые

ароматизатора, который также используется не всегда. Авторство этого изобретения приписывается китайскому фармакологу Хону Лику, который предложил данный способ доставки никотина в начале 2000 годов. В патентной заявке в США (патент № 8490628 В2) описывается устройство электронной сигареты как

электроприбора атомизирующего (испаряющего) содержащий никотин раствор с целью замены и отказа от использования традиционных сигарет. Крупные транснациональные компании вышли на этот рынок в 2013 году, увидев в нем быстрорастущий сегмент. К нынешнему времени насчитываются десятки производителей электронных сигарет.

В России такие устройства объединили в единый термин - электронные средства доставки никотина (ЭСДН). Таким образом, согласно проекту федерального закона №1058051-6 от 28.04.2016 ЭСДН, электронное устройство одноразового и/или многоразового использования с аэрозольным генератором сверхмалой мощности, продуцирующее аэрозоль путем нагревания раствора, компонентами которого, помимо никотина, когда он присутствует, являются пропиленгликоль с глицерином или без него и ароматизаторы; а использование ЭСДН - вдыхание аэрозоля, продуцируемого электронным устройством. Важным моментом в понимании вопроса является процесс образования аэрозоля, который впоследствии вдыхает человек. Сам создатель электронной сигареты Хон Лик, считал и утверждал, что в процессе нагрева происходит испарение компонентов смеси, благодаря чему происходит образование “пара”, содержащего никотин. Дальнейшие исследования этого вопроса показали, что это не так и компоненты смеси, в основном пропиленгликоль, не претерпевают тех химических изменений, которые предполагал Хон Лик, а в основе процесса перехода жидкости в аэрозоль пропиленгликоль и глицерин лишь “разбрызгиваются”, смешиваясь с вдыхаемым воздухом. Таким образом образуется аэрозоль, напоминающий табачный дым по своему виду и достигается эффект “удара по горлу” (тротхит, от англ. throat - глотка и hit - удар), сопоставимый с подобными ощущениями в горле от вдыхания табачного дыма. Таким образом, ЭСДН с точки зрения курильщика производит три эффекта - доставка никотина в организм, аэрозольное облако, напоминающее облако табачного дыма, и ощущения в горле, сходные с теми, что возникают при вдыхании табачного дыма.

Распространенность ЭСДН в России оценить сложно. Достоверных статистических исследований по этому вопросу в России не обнаружено, однако, вполне возможно интерполировать данные из других стран. В частности, по данным министерства здравоохранения Великобритании, в этой стране распространенность ЭСДН составляла на 2014 год около 6% населения этой страны. Видя стремительный рост рынка можно сказать, что эта число к настоящему моменту возросло.

Конструкция

Конструктивно большинство ЭСДН состоят из трех основных элементов: батареи, управляющей электроники и испарителя. Существуют модели без управляющей электроники, называемые механическими модами, где напряжение подается напрямую от батареи на испаритель. Испарители чаще называют атомайзерами от англ. to atomize - распылять.

Испаритель является основной частью ЭСДН, так как именно в нем происходит первращение никотинсодержащей жидкости в аэрозоль. Это происходит в процессе кипения жидкости на поверхности нагревательного элемента. Тут же смешиваясь со струей воздуха кипящая жидкость превращается аэрозоль, вдыхаемый через мундштук. Нагревательным элементом обычно является спираль из материала, который разогревается при подаче на него напряжения от батареи. Чаще всего это нихромовая проволока, свитая в виде спирали из 3-6 витков диаметром 1-3 мм. С учетом свойств нихрома и необходимого напряжения для разогрева такой спирали наибольшее распространение получили батареи, способные выдавать 3,7-4 вольта. Это батареи стандартных форматов 18650 и близкие к ним, широкое распространение которых в других бытовых приборах также обеспечило распространенность и простоту изменения и самостоятельного ремонта ЭСДН.

Нагревательный элемент испарителя должен быть постоянно смочен в никотинсодержащей жидкости, в противном случае жидкость на нем начинает подгорать, создавая неприятные ощущения у пользователя. Постоянная смачиваемость обеспечивается филитем, который находится внутри или вокруг спирали и постоянно с ней соприкасается. В абсолютном большинстве случаев в качестве фитиля используется хлопковая вата. Существуют также варианты, где в качестве фитиля использована скрученная в рулон металлическая сетка (150-400 отверстий на миллиметр) или пористая керамика. Но из-за сложного самостоятельного обслуживания такие конструкции получили меньшее распространение, хотя с технической точки зрения они более совершенны. Постоянный контакт спирали с напитанным жидкостью фитилем также обеспечивает охлаждение самого фитиля. При недостаточном смачивании фитиля вата может подгорать, также создавая неприятные ощущения Варианты с сеткой и керамикой этим негативным свойством обладают в меньшей степени, так как не горят, но большинству пользователей проще заменить испорченную вату, нежели заниматься технически сложным процессом замены керамического или сеточного фитиля.

Стоит также обратить внимание, что испарители бывают двух видов: обслуживаемые и необслуживаемые. Очевидно, что необслуживаемые испарители собраны на производстве, обладают более точными характеристиками и исполнением, но по приходу нагревательного элемента и фитиля в негодность выбрасываются. Обслуживаемая конструкция позволяет самостоятельно заменить как нагревательный элемент, так и фитиль, значительно снижая расходы пользователя. Типичное время жизни одного испарителя сильно зависит от используемой жидкости и составляет от нескольких дней до нескольких недель.Время жизни спирали определяется ее загрязнением продуктами горения компонентов жидкости.

Подача жидкости к нагревательному элементу осуществляется за счет фитиля, который либо контактирует с резервуаром для жидкости, либо заранее смачивается с помощью

пипетки. Во втором случае возможности потребления никотина ограничены объемом жидкости, который способен впитать фитиль (обычно это 1-2 миллилитра). Такие испарители называют дриппинг-атомайзерами (от англ. to drip - капать). В случае с резервуаром испаритель называют тэнк-атомайзером (от англ. tank - резервуар).

Классификация испарителей:

TA - tank atomizer -необслуживаемый испаритель с резервуаром для жидкости

RTA - rebuildable tank atomizer - обслуживаемый испаритель с резервуаром для жидкости

RDA - rebuildable dripping atomizer - обслуживаемый испаритель без резервуара

RDTA - rebuildable dripping tank atomizer - обслуживаемый испаритель, имеющий резервуар, но способный также принимать жидкость непосредственно на фитиль (наиболее распространенный вариант из-за своей универсальности).

Корпус резервуара для жидкости в составе испарителя обычно изготавливается из металла, так как является одним из проводников и контактов для подачи электричества к нагревательному элементу. Стенки резервуара чаще делаются из прозрачного стекла или пластика для удобства контроля за количеством жидкости. Наиболее частый объем резервуара - 2-8 мл. Обычному “парильщику”, регулярно использующему ЭСДН, на день хватает 5-15 мл жидкости. Жидкость заливается в резервуар через специальное отверстие для пипетки. При этом обычно используется специальная бутылочка с носиком-пипеткой.

Для подачи электроэнергии к испарителю используется батарейный блок. В нем находится батарея, управляющая электроника, порт для зарядки батареи и коннектор для присоединения испарителя. Существуют варианты исполнения, где испаритель и батарейный блок являются единым целым, но такие ЭСДН менее распространены, так как не дают возможности заменить испаритель при желании и при выходе из строя резервуара, батареи или электроники пользователю приходится расстаться со всем устройством сразу.

Батарея в блоке может быть как заменяемой, так и встроенной. Более распространен первый вариант, как дающий больше возможностей для изменений. Батареи могут заряжаться как отдельно от ЭСДН при помощи внешнего зарядного устройства, так и внутри блока посредством порта USB. Порт USB может также использоваться для изменения программного обеспечения управляющей электроники и настройки устройства.

Рисунок 3. Батарейный блок Электронное наполнение устройства имеет две основные

задачи: определение сопротивления нагревательного элемента и регулировка подаваемого на него напряжения. Это две взаимозависимые характеристики, обеспечивающие постоянство свойств получаемого аэрозоля за счет обеспечения температуры нагрева испарителя в определенных пределах. Кипение жидкости происходит при температуре от 180 до 400 градусов Цельсия. При этой температуре кипение происходит без подгорания компонентов жидкости и фитиля. Но все же в этих пределах производительность испарителя ощутимо меняется. Поэтому в последнее время широкое распространение получили ЭСДН с функцией поддержания постоянной температуры (моды с термоконтролем). Постоянство температуры обеспечивается за счет изменения

напряжения электронкой прямо во время затяжки. Для этого в качестве нагревательного элемента используется спираль из металла, сопротивление которого меняется в зависимости от температуры и характеристики этих измененией точно известны. Обычно это никель, титан или некоторые разновидности нержавеющих сталей. Благодаря тому, что электроника способна считывать сопротивление несколько раз в секунду и в зависимости от этого сопротивления изменять подаваемое напряжение, достигается постоянная температура спирали на всем протяжении затяжки и постоянные характеристики вдыхаемого аэрозоля. К тому же это обеспечивает меньшее загрязнение спирали продуктами подгорания фитиля и компонентов жидкости.

Сам батарейный блок обычно имеет небольшой экран, где отображаются характеристики, и несколько кнопок для управления настройками. Батарейные блоки, не оснащенные электроникой, очевидно, всех этих функций выполнять не могут и подают на испаритель ровно то напряжение, которое способна выдать батарея в настоящий момент.

Испаритель подключается к батарейному блоку при помощи резьбового соединения со стандартными характеристиками резьбы и размеров (такое соединение называется “коннектор 510” по наименованию первой ЭСДН EGo-510, где он был применен). Внешняя часть соединения с резьбой играет роль отрицательного контакта батареи, внутри же находится изолированный от внешней части контакт, играющий роль положительного.

Стоит отметить также разнообразие форм, цветов и размеров как батарейных блоков, так и испарителей, благодаря чему ассортимент ЭСДН на рынке очень широк и пополняется ежедневно. Большинство ЭСДН, продающихся в России китайского производства, но существуют модели как производства европейских стран, так и США и других. Обычно они отличаются более высоким качеством исполнения и более высокой ценой.

ЭСДН настолько широко проникли в общество, что нередким стало появление их от ювелирных мастеров. Появились заслужившие у пользователей доверие производители и