Нагревание без горения: как это работает

Об этом корреспондент Caravan.kz решил расспросить Дмитрия Улупова, управляющего по научно-исследовательским вопросам компании «Филип Моррис Интернешнл».

– Дмитрий, IQOS для казахстанцев пока ещё продукт довольно новый. Не всё ещё в нём понятно. Поэтому первый вопрос касается, скажем так, физики и химии процесса. Мы знаем о более чем тысяче ядов в табачном дыме. Почему эти вещества не образуются при нагревании табака без горения?

– Начнём с того, почему люди вообще курят табак. Основное действующее вещество в табаке – это никотин, природный алкалоид. Безусловно, никотин – небезопасное вещество, он вызывает зависимость. Но в тех дозах, которые употребляет курильщик, даже очень заядлый, токсикологической опасности никотин не представляет. Это доказано наукой. Опасность представляют продукты горения табака. Здесь важно развеять некоторые мифы, например, о якобы безопасности сигар. Курильщики сигар, трубочного табака или кальянов часто говорят, что, мол, их способ курения не опасен, потому что в сигаре или в трубке используется только натуральный табачный лист, а в сигарете ещё есть бумага. Увы, они ошибаются. Представьте, если табак заменить на листья, скажем, берёзы или дуба, продукты горения будут те же. Какую бы растительную органику вы ни сжигали, вы в любом случае получите огромный букет вредных веществ.

Теперь давайте разберём физику и химию процесса курения табака. При тлении (тление – вид горения, только без открытого огня) на кончике сигареты температура достигает 750–800 градусов. При затяжках она доходит до 900–1000 градусов. Тление – окислительный процесс, вся органика при этом сгорает. Выделяется диоксид углерода (углекислый газ), монооксид углерода (угарный газ), оксид азота и ряд других соединений. Да, это очень вредные газы, однако горение или тление – это ещё относительно «чистый» процесс по сравнению с тем, что происходит в следующей зоне, в тех слоях табака, которые примерно на сантиметр прилегают к зоне горения и ещё не успели начать тлеть.

Эта область называется зоной высокотемпературного пиролиза. Здесь температура достигает 450–700 градусов, тление ещё не началось, но по мере разогрева происходят мощные химические процессы. Высокотемпературный пиролиз в зоне, соседней с кончиком тлеющей сигареты, – это, по сути, целая химическая фабрика, где синтезируются тысячи веществ. Здесь-то как раз и образуется очень много опаснейших соединений, что выявлено и показано многочисленными научными исследованиями: именно начиная с температур свыше 450 градусов отмечается лавинообразный рост выделения вредных веществ из табака.

– А что происходит на следующем, более холодном участке?

– Ещё ближе к фильтру сигареты фиксируется зона относительно невысоких температур, которую называют зоной дистилляции. Именно здесь при температурах в интервале между 100 и 380 градусами из табака испаряются содержащиеся в нём вещества – различные ароматические растительные компоненты, эфиры, сахара и в том числе собственно никотин.

Таким образом, как видим, большая часть сигареты сгорает впустую, как топливо для нагревания этой зоны дистилляции, и при этом выделяются тысячи вредных и ядовитых веществ. Курильщик же, собственно, курит ради никотина и некоторых неповторимых ароматов, которые ему нравятся в табаке, которые выделяются именно в зоне дистилляции при температурах, далёких от температур горения и пиролиза. Но вместе с ними он вынужден вдыхать ещё и множество вредных компонентов, выделившихся в двух последних процессах.

– Очевидно, инженерное достижение IQOS в том, что зоны горения и пиролиза здесь просто нет?

– Именно. С точки зрения здравого смысла, исследователям ФМИ было очевидно, что нужно отсечь, исключить из процесса его вредную высокотемпературную часть и оставить лишь те температуры, при которых происходит испарение никотина и ароматных компонентов табачного листа. Идея нагревать табак до строго заданной температуры – максимум 350 градусов – была очевидна и логична с точки зрения снижения вредного воздействия.

В итоге мы и пришли к тому процессу, который обеспечен в IQOS, когда большинства тех вредных веществ, которые в огромных количествах содержатся в сигаретном дыме, при нагревании табака в IQOS вообще не обнаруживается. Есть вещества, которые присутствуют, но в концентрациях на порядки меньших. Если брать перечень именно наиболее опасных ядов и вредных веществ, содержащихся в табачном дыме, то по их содержанию достигнуто снижение в среднем на 95 процентов и более. Уже исходя из этого, приравнивать процесс горения к процессу нагревания (то есть приравнивать сигареты к системам бездымного нагревания табака) было бы по меньшей мере нелогично и ненаучно. Это продукты абсолютно разные как по принципу действия, так и по получаемому результату.

– Кстати, сажи и смол в табачном паре также нет?

– Да, исследования подтвердили, что ещё одно кардинальное отличие табачного пара, получаемого в IQOS, от табачного дыма заключается в отсутствии твёрдых частиц. В табачном дыме присутствуют мельчайшие твёрдые частицы углерода, образующиеся в процессе горения. Вы их можете видеть, например, в фильтре выкуренной сигареты. Те частицы, которые частично задержал фильтр (хотя далеко не все с учётом их наноразмера), окрашивают его в коричневатый оттенок. Значительная доля этих частиц попадает в лёгкие курильщика, оседая там, накапливаясь в альвеолах и бронхиолах годами. Также именно из-за налёта твёрдых частиц у курильщиков желтеют зубы. Если же мы проанализируем физический состав пара, который образуется при нагревании табака, то там твёрдых частиц не обнаруживается вообще. В паре присутствуют только микроскопические частички жидкости, которые в основном удерживаются специальным биополимерным фильтром внутри нагреваемой табачной палочки (табачный стик. - Авт.).

– Кстати, ваши оппоненты часто отмечают, что, мол, в табачном паре IQOS всё равно найден формальдегид.

– Здесь хочу сказать, что формальдегид, например, также содержится в ламинате или обоях в наших домах. Важно не просто наличие или отсутствие вещества – важна та доза, которую может получить человек. В атмосфере мегаполисов также присутствуют десятки веществ, однако весь вопрос в том, насколько их много. Любой токсиколог скажет, что то или иное вещество может вредить или не вредить организму в зависимости от дозировки. Здесь важно именно количественное сравнение – сколько того же самого вещества присутствует в дыме сигареты и в паре IQOS. Все эти исследования проведены как на доклиническом, так и на клиническом уровне. Их результаты - в открытом доступе.

– Подскажите интересующимся, где можно подробнее ознакомиться с этими исследованиями?

– Например, на сайте FDA (Food and Drug Administration, управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов в США. - Авт.). На сайте pmiscience.com, а также в публикациях ряда авторитетных научных журналов можно увидеть результаты всех наших доклинических и клинических исследований, данные анализов химического состава табачного пара в системах IQOS, его физических характеристик. Все эти данные абсолютно открыты – у «Филип Моррис Интернешнл» очень высокая степень прозрачности всех наших исследований.

Более того, ФМИ пошла на беспрецедентную открытость информации, создав онлайн-платформу Intervals, которая позволяет всем интересующимся учёным, исследователям загружать себе так называемые «сырые», то есть первичные, ещё не обработанные и не сгруппированные лабораторные данные всех наших доклинических и клинических исследований для самостоятельного анализа. Обычно это те массивы данных, которые могут истребовать официальные госорганы (то же FDA) при аудитах исследований, например, фармкомпаний, но в открытом доступе это, как правило, не публикуется. Мы же данную информацию полностью публикуем, для того чтобы исследователи в случае каких-либо сомнений (скажем, если они подозревают, что мы как-то манипулировали при статистическом анализе данных) могли взять оригинал и проверить всё самостоятельно.

– Ещё один технический вопрос. Некоторые общественники у нас в Казахстане на камеру разбирают таабчный стик IQOS и извлекают оттуда биополимерный фильтр, заявляя: «Вот это целлофан, и он плавится, выделяя ядовитые вещества». Давайте подробнее разберём, как работает табачный стик и какую роль в нём играет этот биополимерный фильтр?

– Начнём с того, что, на мой взгляд, не совсем корректно даже применять слово «фильтр» в случае с табачным стиком IQOS. Просто потому, что в отличие от сигареты здесь фильтровать нечего. Биополимерная секция внутри табачного стика (та самая, похожая на тонкую полимерную плёнку) нужна не для фильтрования, а для того, чтобы охлаждать аэрозоль и конденсировать часть водяного пара, то есть извлекать некоторое избыточное количество влаги. То есть назначение биополимерной секции стика – чтобы влажность и температура вдыхаемого аэрозоля были комфортными для пользователя. Что же касается последней части фильтра (той, которую пользователь зажимает губами при использовании табачного стика), она сделана из ацетатного волокна и лишь для того, чтобы сам внешний вид табачного стика был привычен для курильщика. Никаких веществ в этом фильтре фактически не остаётся.

А теперь подробнее о биополимерном фильтре. То, что говорят, якобы он плавится, якобы это «целлофан», не является действительностью. Это не целлофан, а полилактид – полимер молочной кислоты, полученный из кукурузного крахмала. Полилактид широко используется в пищевой промышленности и медицине именно как замена пластика, потому что он биоразлагаем и соответственно безвреден для организма человека. Он также биологически совместим с тканями человека, поэтому его применяют для изготовления саморассасывающихся хирургических нитей и для кардиологических стентов. В пищевой промышленности полилактид также широко используется в упаковочных материалах и оболочках, например, из него изготавливается съедобная оболочка колбас или сарделек.

Исследования показали, что при штатном использовании в табачном стике IQOS этот полилактидный фильтр не выделяет никаких вредных веществ.

– Подытоживая наш разговор: кому наука сегодня рекомендует использовать бездымные продукты, в частности, IQOS?

– Ни в коем случае не следует использовать IQOS тем, кто никогда не курил. Да, был проведён целый комплекс научных исследований, доказавших, что IQOS представляет собой лучшую альтернативу для совершеннолетних курильщиков по сравнению с курением. Но при этом давайте скажем это ещё раз: IQOS – не безвреден. Это альтернативный продукт пониженного риска для совершеннолетних курильщиков. И ни для кого более. Конечно, идеальный случай - это полный отказ как от курения, так и от любых продуктов, его замещающих, будь то вейпы, системы нагревания табака, никотиновые жевательные резинки, снюсы или что угодно ещё. Только если курильщик не желает полностью отказаться от никотиновой зависимости, целесообразно использование продукции пониженного риска, в которой исключен процесс горения.