연구팀은 인간의 호흡과 행동 역학을 모방한 로봇을 통해 신체로 들어가는 독성 화학물질의 농도를 볼 수 있었다. 그 결과는 멘솔이 없는 전자담배에 비해 멘솔 담배의 미세 입자 수가 더 많다는 것을 보여주었다. 이들 미세 입자는 폐에 큰 손상을 주고 얕은 호흡과 같은 폐 기능 저하를 일으킬 수 있다.
시니어저자인 캄베즈 베남 교수는 “많은 사람들 특히 젊은이들은 액상형 전자담배가 안전하다고 잘못 생각하고 있지만, 니코틴이 없는 전자담배 혼합물도 잠재적으로 폐를 손상시킬 수 있는 많은 화합물을 포함하고 있다”면서 “음식으로 섭취할 때 안전하다고 해서 이를 흡입하는 것이 안전한 것은 아니다”라고 말했다.
미국식품의약국 (FDA)은 10대의 흡연을 막기 위해 담배제조업자들에게 일반 담배와 시가 등 가연성 담배 제품에서 멘솔을 제거하도록 압력을 가했다. 하지만, 액상형 전자제품이 널리 이용 가능해지면서 민트 맛과 멘솔 맛은 전자담배를 피우는 젊은이들이 가장 선호하는 맛으로 남아 있다.
액상형 전자담배에서 민트와 멘솔 맛을 만들지 못하게 금지하는데 한 가지 문제는 독성 테스트의 결과가 나오기까지 오랜 시간이 걸린다는 점. 그래서 FDA와 같은 규제 기관이 제품 안전성을 테스트하기가 어렵다. 기존 테스트는 보통 평평한 표면에서 성장하는 살아있는 세포나 동물을 대상으로 한다. 동물 연구와 같은 접근법의 경우 쥐들이 해부학적으로 인간과 비교했을 때 코의 통로가 다르기 때문에 도움이 되지 않는다.
그래서 연구팀은 각각 한 모금을 흡입할 때 온도, 습도, 흡입량, 지속시간을 모방한 ‘베이핑 로봇’을 개발했다. 이를 통해 전자담배와 관련된 폐 독성을 예측할 뿐만 아니라 건강한, 그리고 질병이 있는 호흡 패턴을 시뮬레이션할 수 있었다.
이 시스템은 액상 성분에 따라 독성 미세 입자의 크기와 숫자, 양이 어떻게 달라지는지 측정할 수 있다. 연구팀은 전자담배의 독성 수준을 추정하기 위해 설계된 특수 장치(lung-on-chip)로 에어로졸 효과를 테스트했다.
민트 맛 액상전자담배를 실험했을 때 ‘비타민 E 아세테이트’와 마찬가지로 독성이 있음을 발견했다. 첨가제인 비타민 E 아세테이트는 전자담배의 성분으로 사용시 폐 손상과 연관성을 보여주었다.
민트맛 전자담배가 사람의 기도에 미치는 전체적 피해를 완전히 파악하기 위해서는 더 큰 임상 실험이 필요하다. 베남 교수는 “우리가 전하고 싶은 주요 메시지는, 특히 이전에 담배를 피워본 적이 없는 젊은이들을 향한 것”이라고 말했다. 그는 “전자담배로 바꾸는 것은 일반 담배 제품을 끊으려는 사람에게 대안이 될 수 있다”면서 “하지만 전자담배를 사용하기 전에 위험과 이점을 완전히 아는 것이 중요하다”고 덧붙였다.
연구는 ‘호흡기 연구’에 실렸다. 원제는 ‘Electronic cigarette menthol flavoring is associated with increased inhaled micro and sub-micron particles and worse lung function in combustion cigarette smokers’.
