Cannabis 기화와 흡연: 화학적 변화

연소와 기화는 왜 같은 화학적 과정이 아닌가

첫 번째 바로잡아야 할 점은 간단하지만 중요하다. cannabis를 흡연하는 것과 cannabis를 기화하는 것은 동일한 사건의 두 버전이 아니다. 흡연은 식물성 물질을 태워 smoke를 만든다. 기화는 점화점(발화) 아래에서 cannabis를 가열하여 cannabinoid, 테르펜 및 기타 휘발성 화합물이 식물에서 빠져나와 공기 중으로 에어로졸 형태로 들어가게 한다. 이 구분은 기술적으로 들리지만 논점 전체가 여기에 있다. 물질이 탈 때 화학은 급격히 연소 생성물 쪽으로 이동한다. 타지 않으면 에어로졸 프로파일이 달라진다.

여기서 몇 가지 용어가 중요하다. Pyrolysis는 종종 제한된 산소 조건에서 열에 의해 발생하는 열분해로, 분자가 연소 전이나 연소 중에 분해되는 현상이다. Combustion은 산화적 연소로, 불꽃이나 발광 숯을 생성하고 일산화탄소와 그을음과 같은 새로운 화합물을 생산하는 발열 반응이다. Aerosol은 기체 내에 떠 있는 작은 액적 및/또는 고체 입자의 현탁을 말한다. Tar는 연기 속의 끈적한 입자성 잔류물로, 응축된 탄화수소, 페놀류 및 불완전 연소의 부산물로 구성된다. Sidestream loss는 흡입 사이에 타고 있는 끝부분에서 손실되는 물질을 뜻한다; 점화된 조인트(joint)에서는 아무도 들이마시지 않을 때에도 cannabinoid와 유독물질이 방출된다.

이것이 “vapor는 냄새 없는 smoke일 뿐”이라는 말이 잘못된 이유다. 또한 “기화는 해로운 것이 형성되지 않기 때문에 안전하다”라는 말도 너무 성급하다. 진짜 질문은 브랜드 문구가 아니다. 특정 온도에서의 화학이다.

Pyrolysis, 산화, 에어로졸화는 서로 다른 사건이다

cannabis에는 식물이 점화되기 전에 휘발될 수 있는 화합물이 포함되어 있다. Delta-9-THC, CBD, 및 많은 테르펜은 건조한 식물성 물질이 지속적으로 연소를 유지하는 지점보다 훨씬 낮은 온도에서 흡입 가능한 에어로졸로 이동할 수 있다. 통제된 실험실 조건에서는 이것이 기화기가 하려는 바다: 목표 화합물을 방출할 정도로 가열하되 광범위한 산화적 분해를 촉발하지 않도록 하는 것이다.

그러나 “연소 아래”가 “화학적 변화가 전혀 일어나지 않는다”를 의미하지는 않는다. 열은 여전히 분자를 변화시킨다. 일부 cannabinoid와 테르펜은 기류로 증발 또는 증류되어 들어가고; 일부는 부분적으로 분해되며; 일부는 식물에 남는다. 온도가 오를수록 에어로졸 밀도는 증가하고, 추출은 더 완전해지며, 분해도 또한 증가한다. 그렇기 때문에 같은 장치에서도 170°C 세션의 화학은 230°C 세션의 화학과 다르다.

발표된 문헌은 이러한 온도 의존적 서사를 지지한다. Gieringer, St. Laurent, Goodrich(2004)는 cannabis vapor가 smoke에 비해 훨씬 적은 pyrolytic 화합물을 포함한다고 보고했다. Pomahacova, Van der Kooy, Verpoorte(2009)는 통제된 기화 조건에서 상당한 cannabinoid 회수가 가능함을 보여주었고, 벤젠, 톨루엔, 나프탈렌 같은 화합물은 주로 테스트된 가장 높은 설정에서 나타났음을 보였다. 연소는 “더 뜨거운 기화”가 아니다. 산화와 열분해가 지배하는 다른 영역이다.

smoke가 포함하는 것과 vapor가 피하려는 것

유기 식물성 물질이 탈 때 화학적으로 뒤죽박죽인 혼합물이 생성된다. cannabis 연기에는 cannabinoid도 포함되지만, 일산화탄소, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), 휘발성 유기 화합물, 타르, 미세 입자 및 불완전 연소 중에 형성되는 기타 자극물질도 포함된다. 이러한 많은 물질은 cannabis가 특별해서 생기는 것이 아니다; 바이오매스를 태우면 생성되기 때문에 존재하는 것이다.

PAH는 탄소가 풍부한 물질이 충분히 가열되어 균열하고 재결합하여 융합된 방향족 고리로 재구성될 때 형성되는 전형적인 연소 생성물이기 때문에 중요하다. 일산화탄소는 탄소 포함 물질이 이산화탄소로 완전히 산화되지 않았을 때 생성되므로 중요하다. 타르는 입자상 및 응축된 유기 잔류물을 기도 깊숙이 운반하기 때문에 중요하다. Sidestream loss는 타고 있는 조인트가 흡입 사이에도 cannabinoid와 연소 부산물을 계속 방출하여 투약 효율성과 노출을 바꾸기 때문에 중요하다.

임상 연구도 화학과 일치한다. UCSF와 California Pacific Medical Center에서 실시된 Abrams 등(2007)의 무작위 교차 시험에서 18명의 건강한 사용자가 일치된 THC 조건 하에서 흡연과 기화된 cannabis를 모두 받았다. 혈장 THC 노출과 주관적 효과는 대체로 비슷했지만, 기화 시에는 호기 일산화탄소가 흡연보다 훨씬 적게 상승했다. 이 발견은 일산화탄소가 연소 노출의 직접적인 지표이기 때문에 무시하기 어렵다. 호흡기 데이터도 같은 방향을 가리킨다: Earleywine과 Barnwell(2007)은 6,883명의 사용자 데이터셋을 이용해 기화기 사용자가 호흡기 증상이 더 적다고 보고했고, Van Dam과 Earleywine(2010)은 흡연에서 전환한 후 증상 감소를 발견했다.

“일산화탄소가 전혀 없다”라는 표현의 주의점

“기화는 일산화탄소를 생성하지 않는다”는 문장은 깔끔하게 들리지만 오해를 낳을 수 있다. 방어 가능한 문구는 더 좁다: 정확한 기화 온도에서, 잘 통제된 조건에서는 일산화탄소가 연기에 비해 거의 없거나 크게 감소한다. 이것은 모든 장치, 적재량, 사용자 행동에 걸친 절대적 약속과 같지 않다.

왜 주의가 필요한가? 실제 장치는 완벽하지 않기 때문이다. 가열 챔버는 국소적 과열 지점을 만들 수 있다. 표시된 온도가 보통 수준처럼 보여도 온도 제어 불량으로 표면에서 식물이 그을릴 수 있다. 농축물 하드웨어는 코일에서 오일을 과열시킬 수 있다. 오염물이나 첨가물은 원치 않는 부산물로 분해될 수 있다. 재료가 그을리거나 부분적으로 타기 시작하면 화학은 다시 열분해와 산화 쪽으로 이동한다.

PAH에도 같은 주의가 적용된다. 올바른 온도의 잘 작동하는 기화기에서는 PAH가 거의 없거나 연기에 비해 크게 감소한다는 증거가 있다. 이것은 방어 가능한 주장이다. 모든 실제 조건에서 제로라는 것은 아니다. Blount 등(2020)이 New England Journal of Medicine에 발표한 연구는 기관지폐쇄 세척액에서 vitamin E acetate가 많은 EVALI 사례와 연관되어 있음을 보여주었고; 이는 불법 오일 제품에 초점을 맞춘 오염 문제였지 모든 cannabis 에어로졸화가 연기처럼 작동한다는 증거는 아니었다.

따라서 화학적으로 정직한 입장은 이렇다: 연소는 cannabis를 태워 smoke를 만들고, 기화는 그것을 태우지 않고 에어로졸을 생성하려 한다. 이 전환은 온도가 pyrolytic 조건 아래에 머물러 있을 때 일산화탄소와 많은 PAH를 포함한 많은 연소 생성물을 제거하거나 크게 줄인다. 그것이 흡입을 무해하게 만들지는 않는다. 다만 화학적으로 의미 있게 다르다는 것이다.

참고문헌: Abrams et al., 2007, Clin Pharmacol Ther (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17429350/); Gieringer et al., 2004, J Cannabis Ther; Pomahacova et al., 2009, Int J Pharm; Earleywine & Barnwell, 2007 (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17643789/); Van Dam & Earleywine, 2010 (https://harmreductionjournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/1477-7517-7-11); Blount et al., 2020, N Engl J Med (https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1916433).

cannabis를 기화할 때 실제로 어떤 화학적 변화가 일어나는가

흡연에서 기화로의 화학적 변화는 실제로 존재하지만 종종 너무 느슨하게 묘사된다. 건초용 기화기가 공기 중에 떠다니는 순수한 THC 구름을 만드는 것은 아니다. 흡입되는 플룸은 에어로졸이다: 미세한 액적과 반고체 입자 및 기체가 섞여 있으며, 그 안에 cannabinoid, 테르펜, 물, 그리고 다양한 열분해 생성물이 운반된다. 중요한 것은 식물이 점화되어 연소가 시작될 때가 아니라, 그보다 낮은 온도에서 가열될 때 생성되는 화합물의 균형이 바뀐다는 점이다.

이 구분은 중요하다. 연기는 식물 물질의 열분해(pyrolysis)와 산화에서 나온다. 기화는 온도가 제어될 때 지속적인 연소 없이 에어로졸을 생성하는 것이다. 이들은 단순히 다른 기기 카테고리가 아니라 서로 다른 화학적 영역이다.

분석 작업은 그 차이를 뒷받침한다. Gieringer, St. Laurent, Goodrich는 cannabis 연기와 기화기가 생성한 기화물을 비교하여 기화 분획이 연기의 pyrolytic 부산물보다 cannabinoid가 풍부하고 전체적으로 유해한 연소 생성물 수준이 훨씬 낮음을 발견했다(Journal of Cannabis Therapeutics, 2004). Pomahacova, Van der Kooy, Verpoorte(2009)는 통제된 기화가 상당한 cannabinoid 회수를 달성할 수 있음을 보였고 벤젠, 톨루엔, 나프탈렌 같은 화합물은 낮은 설정에서는 낮거나 검출되지 않았으나 테스트된 온도가 올라갈수록 더 검출되기 시작했다(International Journal of Pharmaceutics, 2009). 따라서 화학은 이진적이 아니라 온도 의존적이다.

Cannabinoid 방출 대 열적 분해

cannabis를 가열하면 동시에 두 가지 경쟁 과정이 일어난다. 하나는 목표 화합물을 식물 매트릭스에서 방출하는 것이고, 다른 하나는 그것들을 변화시키기 시작하는 것이다.

가장 먼저 일어나는 중요한 변화 중 하나는 탈탄산화(decarboxylation)다. 원래 꽃 상태의 cannabis에는 많은 양의 THC가 THCA 형태로 존재한다. THCA는 THC와 같은 분자가 아니며 카복실기(carboxyl group)를 더 가지고 있다. 열은 그 카복실기를 이산화탄소로 제거하여 THCA를 Delta-9-THC로 전환시킨다. 같은 원리가 CBDA가 CBD로 전환되는 데에도 적용된다. 이것이 가열이 눈에 띄는 연기가 나오기 전이라도 중요한 이유 중 하나다. 충분한 열과 시간이 없으면 산성형 cannabinoid는 부분적으로만 전환되어 정신활성 THC 전달이 낮다.

탈탄산화 이후에는 cannabinoid와 테르펜이 에어로졸 상으로 이동할 수 있지만, 오래된 “끓는점 목록” 해석은 실제 cannabis에는 지나치게 단순하다. 식물 매트릭스에서는 방출이 압력, 습도, 분쇄도, 수지 분포, 기류 및 해당 온도에서 재료가 머무는 시간에 따라 달라진다. 일부 화합물은 하나의 날카로운 온도에서 휘발되기 시작하는 대신 범위에 걸쳐 휘발되기 시작한다. 일부는 명목상의 끓는점 근처 또는 그 이전에 분해된다. 따라서 정확한 끓는점보다는 대략적인 방출 범위에 대해 말하는 것이 더 낫다.

온도가 오르면 추출은 일반적으로 더 완전해진다. 더 많은 THC, CBD 및 덜 휘발성인 성분이 에어로졸에 들어갈 수 있다. 그러나 이득에는 대가가 따른다. 향기와 풍미에 기여하는 테르펜은 종종 cannabinoid보다 더 휘발성이 높고 화학적으로 더 취약하다. 그들은 초기에 방출된 후 가열이 계속되면 고갈되거나 분해될 수 있다. 산화 생성물 및 기타 분해 화합물도 고온, 장시간 세션에서 증가한다.

THC 자체도 화학적으로 불멸하지 않다. 더 강한 열과 산소 노출하에서 THC는 cannabinol 관련 제품이나 기타 산화·재배열된 화합물로 분해될 수 있다. 더 높은 온도에서는 식물 매트릭스가 탄화되기 시작한다. 이 지점에서 “vapor”와 “smoke”의 실제 구분이 희미해진다. 세션은 기화로 시작했다가 적재물이 과열되거나 잘 섞이지 않거나 뜨거운 표면에 너무 오래 접촉하면 저수준 열분해로 이동할 수 있다.

이것이 사용된 허브(소모된 재료)가 연한 갈색에서 중간 갈색, 그다음 검은색으로 진행되는 것이 단순한 미관상의 문제가 아닌 이유다. 연한 갈색에서 중간 갈색은 보통 탈수, 탈탄산화 및 추출을 시사한다. 검게 그을린 부분은 국소적 과열을 시사한다. 국소적 과열은 미관이 아니라 화학이다.

Polycyclic aromatic hydrocarbons, 일산화탄소, 그리고 카보닐 화합물

건초 기화의 가장 강한 화학 기반 주장은 전형적인 연소 독성물질의 감소다. cannabis를 흡연할 때, 타고 있는 끝부분은 광범위한 열분해와 불완전 연소를 일으키기에 충분히 높은 온도에 도달한다. 그것은 일산화탄소, 타르, 그을음, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), 그리고 많은 휘발성 자극물질을 생성한다.

cannabis를 점화점 아래의 통제된 온도에서 기화하면 이러한 생성물은 급격히 감소한다. Abrams 등은 무작위 교차 임상연구에서 기화된 cannabis가 흡연과 유사한 혈장 THC와 주관적 효과를 전달하면서 호기 일산화탄소 상승은 흡연보다 훨씬 적었다는 것을 발견했다(Clinical Pharmacology & Therapeutics, 2007). 이것은 연소 노출이 적다는 것을 보여주는 가장 명확한 인간 표지 중 하나다.

실험실 화학도 임상 결과와 일치한다. Gieringer 등은 연기보다 기화에 열분해 생성물이 적다고 보고했다. Pomahacova 등은 210°C에서 cannabinoid가 효율적으로 전달될 수 있음을 발견했고, 벤젠 및 나프탈렌 같은 유해 방향족 화합물은 낮은 설정에서는 낮게 유지되었고 주로 가장 높은 온도 조건에서 문제로 나타났다고 보고했다. 간단히 말해: 저온에서의 통제된 가열은 플룸을 연기 화학에서 cannabinoid 풍부한 에어로졸 화학으로 바꾼다.

그러나 “PAH가 전혀 없다”거나 “일산화탄소가 전혀 없다”는 표현에는 주의가 필요하다. 적절한 온도에서 잘 작동하는 건초 기화기에서는 PAH와 일산화탄소가 연기에 비해 없거나 크게 감소한다는 것이 방어 가능하다. 그러나 모든 실제 상황에서 제로는 아니다. 허브가 지나치게 뜨거운 표면에 닿거나 장치가 설정점을 초과하거나 기류가 제한되거나 사용자가 거의 소모된 적재물을 태우기까지 가열하면 국소적 연소 유사 화학이 발생할 수 있다. 작은 과열 지점은 표시상 “vape 온도”라고 되어 있어도 카보닐, 방향족, 연소 표지자를 생성할 수 있다.

카보닐 화합물은 별도로 언급할 가치가 있다. 포름알데히드, 아세트알데히드, 아크로레인은 전자담배 연구에서 자주 논의되지만 원리는 건초에도 적용된다: 충분히 강하게 가열된 유기물은 반응성 알데히드와 케톤으로 분해될 수 있다. 건초는 프로필렌글리콜이나 글리세롤 액체처럼 행동하지 않지만, 여전히 탄수화물, 테르펜, 지방 및 열분해될 수 있는 기타 전구체를 포함하고 있다. 따라서 기화가 부산물을 완전히 제거한다는 화학적 주장은 옳지 않다. 기화는 그 양과 프로파일을 바꾸며, 보통 연기에 비해 더 낮아지지만 과열되면 다시 증가한다.

매트릭스, 기류, 온도 안정성이 중요한 이유

cannabis는 뜨거운 플레이트 위의 순수 화합물이 아니다. 그것은 습기 있는, 수지성, 섬유질의 식물 매트릭스다. 그 매트릭스가 실제로 폐로 도달하는 것을 제어한다.

허브 자체부터 시작하자. 수분 함량은 열전달을 변경한다. 매우 건조한 꽃은 더 빨리 가열되어 더 쉽게 그을릴 수 있다. 거친 분쇄는 기류를 더 잘 허용하지만 덜 고르게 추출될 수 있다. 더 곱게 분쇄하면 표면적이 증가해 전달이 개선될 수 있지만 너무 촘촘히 포장되어 기류를 제한하고 과열 지점을 만들 수도 있다. 수지 풍부한 재료는 잎이 많은 재료와 달리 테르펜과 cannabinoid가 불균등하게 농축되어 있기 때문에 에어로졸화가 다르게 일어날 수 있다.

기류도 똑같이 중요하다. 대류 중심 설계에서는 유입되는 뜨거운 공기가 식물 표면에서 휘발성 화합물을 제거하여 에어로졸 스트림으로 운반한다. 기류가 너무 약하면 적재물이 제자리에 익어 국소적 과열이 발생할 수 있다. 기류가 너무 강하면 챔버가 냉각되어 추출이 줄어들거나 에어로졸 생성이 일관되지 않을 수 있다. 전도식이 지배적인 설계에서는 뜨거운 챔버 벽과의 직접 접촉이 급격한 온도 구배를 만들 수 있다. 표면에 닿는 허브는 중앙의 허브보다 훨씬 더 뜨거워질 수 있다. 이것은 표시된 평균 챔버 온도가 보통처럼 보여도 부분적 그을림 위험을 증가시킨다.

온도 안정성은 장치 품질이 진정한 화학 문제가 되는 지점이다. 설정점은 실제 허브 온도와 같지 않다. 전력 예비가 제한된 휴대용 유닛은 흡입 중에 전력이 떨어져 회복하면서 과도하게 상승할 수 있다. 데스크탑 시스템은 종종 기류 온도를 더 안정적으로 유지한다. 제어 불량은 적재물을 반복적인 저가열 및 과가열 사이클로 밀어 넣어 낮은 온도에서의 테르펜 보존도, 높은 온도에서의 효율적 추출도 모두 얻지 못하게 한다. 대신 일관성이 떨어진다.

이것이 모든 기화기를 화학적으로 동등하게 취급할 수 없는 이유다. 같은 꽃, 같은 명목상의 온도라도 챔버 기하학, 센서 위치, 가열 모드, 흡입 속도 및 세션 길이에 따라 다른 에어로졸을 생성할 수 있다. Lanz, Mattsson, Soydaner, Brenneisen(2016)은 기화와 연기 조성은 조건에 따라 상당히 달라지며 테르펜 및 cannabinoid 전달 패턴도 포함된다는 것을 보여주었다(Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis).

그렇다면 cannabis를 기화할 때 실제로 어떤 화학적 변화가 일어나는가? 대답은 “모든 것이 무해한 증기로 바뀐다”도 아니고 “타지 않는 한 아무 변화도 일어나지 않는다”도 아니다. 통제된 가열은 플룸을 연소 독성물질에서 cannabinoid, 테르펜, 물 및 더 낮은 수준의 열적 분해 생성물 쪽으로 이동시킨다. 온도가 오를수록 그 이점은 좁아진다. 국소적 그을림이 시작되면 화학은 다시 연기 쪽으로 이동하기 시작한다. 중요한 선은 마케팅 언어가 아니라 장치가 식물을 의미 있는 pyrolysis 아래에 유지하면서 사용자가 흡입하려는 화합물을 방출하는지 여부다.

출처: Gieringer et al., 2004; Abrams et al., 2007, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17429350/ ; Pomahacova et al., 2009; Lanz et al., 2016.

주요 cannabinoid와 테르펜의 대략적 끓는점 및 방출 온도

“THC가 X°C에서 끓는다”는 표는 깔끔해 보인다. 그러나 실제 cannabis 화학은 그렇게 깔끔하지 않다.

기화기 챔버 내부에서 cannabinoid와 테르펜은 표준 압력에서 고립된 순수 액체로 존재하지 않는다. 그들은 왁스, 물, 산 및 기타 휘발성 물질과 섞인 식물 매트릭스에 포함되어 있고, 공기가 적재물을 통과하는 동안 불균일하게 가열된다. 이는 화합물이 증발, 에어로졸로 전달, 산화 또는 분해되기 시작하는 온도가 대략적이라는 것을 의미한다. 진공 상태에서 정제된 화합물에 대해 핸드북에 보고된 값이 실제 장치의 분쇄된 꽃에 대한 보편적 수치는 아니다.

이 구분은 많은 인기 있는 “끓는점” 차트가 정밀성을 과장하는 이유 때문에 중요하다. 사용자가 실제로 관찰하는 것은 더 넓고 유용하다: 저온 흡입은 보통 가장 휘발성 높은 향기 화합물을 먼저 선호하고, 높은 설정은 일반적으로 총 cannabinoid 추출과 에어로졸 밀도를 증가시킨다. 동시에 온도를 올리면 테르펜 손실, 더 거친 증기 및 열분해 생성물의 가능성도 높아진다. Gieringer 등(2004), Pomahacova 등(2009), Lanz 등(2016)의 연구는 모두 같은 패턴을 가리킨다: 통제된 가열은 연기의 전체 열분해 화학 없이 cannabinoid를 효과적으로 전달할 수 있지만, 에어로졸 조성은 온도가 상승함에 따라 여전히 이동한다. 출처: Gieringer et al., 2004, Journal of Cannabis Therapeutics; Pomahacova et al., 2009, International Journal of Pharmaceutics; Lanz et al., 2016, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis.

왜 “끓는점” 차트가 과장되는가

끓는점은 정의된 조건에서 측정된 성질이다. cannabis 기화는 과정이지 단일 조건의 교과서적 실험이 아니다. 세 가지 복잡성이 가장 중요하다.

첫째, 압력이 숫자를 바꾼다. 온라인에 자주 반복되는 일부 cannabinoid 끓는값은 대기압이 아닌 저압(감압) 측정에서 나온 것이다. 둘째, 식물 매트릭스는 방출 거동을 바꾼다. 테르펜은 순수 화합물의 끓는점보다 훨씬 낮은 온도에서 꽃에서 빠져나오기 시작할 수 있다. 이는 수지에서 확산되고 다른 화합물과 공공으로 증발하며 통과하는 뜨거운 공기에 의해 제거되기 때문이다. 셋째, 분해는 깨끗한 끓음 이벤트 근처, 아래, 또는 대신에 시작될 수 있다. Cannabinoid와 테르펜은 열에 민감하다. 이들은 언제나 정갈하게 끓어 증발하기를 기다리지 않는다.

이 때문에 “방출 온도”, “휘발 범위” 또는 “전달 범위”라는 표현이 모든 분자가 하나의 정확한 온도에서 증기로 전환된다고 가장하는 것보다 더 적절하다. 탈탄산화는 또 다른 층을 추가한다: 원래 cannabis에는 THC와 CBD 상당 부분이 THCA와 CBDA 형태로 시작하며, 이는 많은 양의 중성 THC 또는 CBD가 흡입 가능해지기 전에 가열을 통해 카복실기를 잃어야 한다. 따라서 사용자가 장치를 160–180°C로 설정하는 것은 단순히 cannabinoid의 명목상 끓는점을 쫓는 것이 아니라 탈탄산화 속도, 기류에 의한 추출 및 분해 위험에도 영향을 미친다.

cannabinoid의 온도 표

아래 표는 화학 참고서와 cannabis 기화 문헌에서 보고된 대략적 값을 사용한다. 이 값들은 보편적인 임계값이 아니라 휘발화 또는 방출 관련 대략적 온도로 읽어야 한다.

| Cannabinoid | 대략적 끓는/방출 온도 | 비고 | |---|---:|---| | Delta-9-THC | 약 155–157°C | 특정 조건에서 정제된 THC에 대해 흔히 인용되는 값; 꽃에서는 더 넓은 범위에서 의미 있는 에어로졸 전달이 일어날 수 있다. | | CBD | 약 160–180°C | 보고값은 방법 및 압력에 따라 크게 달라진다; 일부 출처는 감압 조건에서 더 높게 보고한다. | | CBN | 약 185°C | 신선한 꽃에는 덜 풍부하며 노화 또는 산화된 재료와 관련되는 경우가 많다. | | CBC | 약 220°C | 자주 인용되지만 문헌적 근거는 더 약하고 조건에 따라 달라진다. 특히 근사치로 취급하라. | | THCA | 단순히 “끓는다”라고 볼 수 없음; 방출 전/중에 탈탄산화가 일어남 | 원래 산성형 cannabinoid; 가열로 Delta-9-THC 쪽으로 전환된다. | | CBDA | 단순히 “끓는다”라고 볼 수 없음; 방출 전/중에 탈탄산화가 일어남 | 원래 산성형 cannabinoid; 가열로 CBD로 전환된다. |

이 표의 실무적 해석이 문자적 해석보다 더 유용하다. 100°C대 중후반에서는 많은 사용자가 더 가볍고 향기로운 흡입을 보고하며, 이는 휘발성 테르펜과 일부 THC가 쉽게 전달되기 때문이다. 온도를 올리면 추출이 더 완전해진다. 더 많은 CBD, CBN 및 덜 휘발성인 분획이 특히 반복 흡입에서 에어로졸에 들어간다. 그러나 THC가 157°C에서 갑자기 나타나고 CBD가 180°C까지 기다린다는 식의 엄격한 경계는 없다. 실제 장치는 겹친다.

Pomahacova 등(2009)은 통제된 기화 조건에서 210°C에서 상당한 cannabinoid 회수를 발견했고, 벤젠, 톨루엔, 나프탈렌 같은 방향족 유해물이 가장 높은 설정에서만 등장했다고 보고했다. 이것이 온도가 중요한 이유다: 가열이 높아지면 추출은 개선되지만 과열 여유가 좁아지면 화학이 더 복잡해진다. 출처: Pomahacova et al., 2009, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19394103/

주요 테르펜의 온도 표

테르펜은 cannabinoid보다 더 간단한 차트 문화에 취약하다. 향기 영향이 분명하기 때문에 차트가 자주 공유되지만 보통 압력 조건이나 분해 경고 없이 공유된다.

| Terpene | 대략적 끓는/방출 온도 | 전형적 감각 연상 | |---|---:|---| | β-Myrcene | 약 166–168°C | 흙냄새, 머스크, 허브 | | d-Limonene | 약 176°C | 감귤류 | | α-Pinene | 약 155–156°C | 소나무, 날카로운 수지 | | β-Pinene | 약 165°C | 나무 같은 소나무 | | Linalool | 약 198°C | 꽃향, 라벤더 유사 | | β-Caryophyllene | 약 119–130°C | 후추, 매콤함 | | Humulene | 약 198°C | 나무, 홉 |

이 숫자는 왜 저온 세션이 더 밝게 느껴지는지를 설명하는 데 도움이 된다. β-Caryophyllene과 pinene 계열 화합물은 비교적 쉽게 초기 방출되므로 첫 흡입은 챔버가 cannabinoid로 완전히 소모되기 전에 많은 향기를 담을 수 있다. Myrcene과 limonene도 보통 중간 온도에서 쉽게 나타나 신선한 꽃과 연관된 허브 및 감귤 노트를 기여한다.

온도가 오르면 두 가지가 동시에 일어난다. 무겁고 덜 쉽게 전달되는 화합물이 더 효율적으로 추출되어 효과가 더 풍부하게 느껴지고 증기가 더 조밀해질 수 있다. 풍미는 보통 평탄해진다. 가장 섬세한 테르펜 일부는 초기에 고갈되거나 장시간 가열에 의해 분해된다. Lanz 등(2016)은 전달과 분해가 조건에 강하게 의존한다는 것을 발견하여 테르펜의 흡입 에어로졸 내 존재가 단일 끓는 숫자로 예측되지 않는다는 점을 강화했다. 출처: Lanz et al., 2016, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26841835/

따라서 온도 차트를 읽는 올바른 방법은 겸손해야 한다. 이들은 지향적이지 절대적이지 않다. 이들은 저온 설정이 더 많은 향기를 보존하는 이유와 높은 설정이 더 많은 총 cannabinoid를 추출하는 이유를 설명한다. 이들은 각 퍼프에 정확히 무엇이 들어 있는지 알려주지 않으며, 어떤 화합물이 한 온도 이상에서만 나타나거나 그 이하에서만 온전하게 남는다는 보증으로 오해되어서는 안 된다.

가열 설계의 중요성: 전도식, 대류식, 하이브리드 시스템

“Conduction vs convection”라는 표현은 브랜드처럼 취급되기 쉽다. 사실 이것은 화학적 결과를 동반한 공학적 문제다. 전도는 뜨거운 표면이나 챔버 벽과의 직접 접촉을 통해 cannabis로 열이 이동하는 것을 말한다. 대류는 포장된 재료를 통과하는 뜨거운 공기가 열을 운반하는 것을 말한다. 이들은 에너지를 전달하는 서로 다른 방식이며, 실제로 동일한 에어로졸을 생성하지 않는다.

이 구분은 중요하다. 기화는 제품 카테고리로 정의되는 것이 아니다. 식물 매트릭스가 지속적인 열분해와 연소에 들어가지 않는 지점 아래에서 제어된 가열로 정의된다. 가열이 불균일하면 적재물의 일부가 표시된 온도보다 훨씬 더 뜨거워질 수 있다. 이것이 “깨끗한 증기”에 대한 주장들이 깨지기 시작하는 지점이다.

전도 가열과 과열 지점의 위험

전도 중심 설계에서는 허브가 가열된 오븐, 캡슐, 플레이트 또는 챔버 벽과 맞닿아 있다. 해당 표면과 가장 가까운 cannabis가 먼저 가장 강한 열 플럭스를 받는다. 포장이 빽빽하거나 습도가 고르지 않거나 적재물을 저어주지 않으면 추출이 패치형이 될 수 있다: 벽 근처는 갈색, 중앙은 더 녹색인 식으로.

그 불균일성은 단지 미관 문제가 아니다. 국소 과열 지점은 휘발성 테르펜을 초기에 날려 보낸 다음 일부 영역을 탄화 쪽으로 밀어 넣을 수 있고, 나머지 적재물은 여전히 cannabinoid를 포함할 수 있다. beta-caryophyllene, myrcene, limonene과 같은 테르펜은 비교적 휘발성이 높아 챔버의 어느 부분이 설정 범위를 초과하면 빠르게 손실될 수 있다. 표면 온도가 지나치게 오르면 열분해 생성물도 증가한다. 화학은 통제된 에어로졸 생성에서 열분해 쪽으로 이동하기 시작한다.

이 때문에 전도 장치는 챔버 설계, 센서 위치, 사용자 기술에 크게 의존한다. 디스플레이의 안정된 판독값이 균일한 식물 온도를 보장하지는 않는다. 센서는 가열 블록을 측정할 수 있지만 적재물의 가장 뜨거운 지점을 측정하지 못할 수 있다. 온도 제어가 불량하면 명목상의 설정이 적절해 보이더라도 더 거친 증기와 덜 반복 가능한 투약을 초래할 수 있다.

대류 가열과 기류 주도 추출

대류는 다르게 작동한다. 가열된 공기가 cannabis 층을 통과하며 재료 전반에 걸쳐 더 많은 부분에 에너지를 전달한다. 잘 설계된 시스템에서는 일반적으로 직접 표면 가열보다 더 균일한 추출과 극단적 과열 지점이 덜 발생한다. 또한 활동적 가열이 흡입 중에 발생하므로 흡입 간에 적재물을 굽는 것보다 흡입 간 반복성이 향상될 수 있다.

그렇다고 대류가 자동적으로 정밀하다는 뜻은 아니다. 기류, 열용량, 히터 회복이 중요하다. 너무 세게 당겨 흡입하면 유입 공기가 히터를 냉각시키거나 식물과의 접촉 시간을 줄여 추출을 감소시킬 수 있다. 너무 천천히 당기면 적재물이 계속 공격적으로 가열되어 테르펜 손실 및 자극물 형성 위험이 증가할 수 있다. 열용량이 큰 장치는 흡입 동안 히터 온도가 덜 떨어지기 때문에 이러한 기류 변화에 더 잘 대응하는 경향이 있다.

대류가 안정적일 때의 보상은 화학적 일관성이다. 연기와 기화된 cannabis를 비교한 연구는 온도 제어된 기화가 연기보다 pyrolytic 부산물이 적은 cannabinoid 쪽으로 에어로졸을 이동시킨다는 것을 발견했지만, 그 이점은 과연 공정이 연소 영역에서 벗어나 있도록 유지되는 경우에만 유효하다. Gieringer 등(2004)과 Pomahacova 등(2009)은 모두 같은 기본 패턴을 지지한다: 통제된 기화 조건에서는 pyrolytic 오염이 더 낮다; 원치 않는 화합물은 더 뜨거운 설정에서 더 쉽게 나타난다.

실제 장치의 하이브리드 행동

실제 장치의 대부분은 라벨에 그렇게 써 있든 아니든 하이브리드다. 챔버 벽은 접촉으로 가열되고 유입 공기는 대류 전달을 더한다. 사용 중 균형은 변한다. 처음 몇 초는 오븐이 적재물을 예열하면서 전도 중심일 수 있다; 긴 흡입은 추출을 대류 중심으로 이동시킬 수 있다; 흡입 사이의 기간은 챔버를 다시 전도로 굽는 상태로 되돌릴 수 있다.

이것이 마케팅 축약이 오해를 초래할 수 있는 이유다. “대류” 장치도 챔버 표면에서 전도성 과열 지점을 만들 수 있다. “전도” 장치는 기류가 잘 관리되고 적재물이 작다면 더 고르게 행동할 수 있다. 중요한 것은 배지표식이 아니라 열적 프로파일이다.

화학적으로 하이브리드는 제어에 의해 살거나 죽는다. 만약 적재물 전반에서 온도를 안정적으로 유지한다면 낮은 설정에서 더 많은 테르펜을 보존하고 높은 설정에서 예측 가능하게 cannabinoid를 추출할 수 있다. 그렇지 않으면 뜨거운 가장자리와 더 차가운 중심이 혼합된 결과를 만든다: 활성 성분의 낭비, 더 거친 풍미, 더 많은 분해 생성물. 가열 방식은 따라서 생활양식 선호가 아니다. 동일한 온도로 설정된 두 기화기가 눈에 띄게 다른 에어로졸을 생성하는 주요 이유 중 하나다.

건초(dry herb)용과 농축물(concentrate)용 기화기 비교

“Vaporizer”는 단일 노출 카테고리가 아니다. 분쇄된 꽃을 연소 아래에서 가열하는 것과 금속 코일 위에서 농축 추출물을 가열하는 것은 둘 다 흡입 가능한 에어로졸을 생성할 수 있지만, 원재료, 온도 프로파일 및 독성학이 충분히 달라서 동일하게 취급되어서는 안 된다. 이는 많은 공적 논의가 통제된 건초 대류 장치부터 EVALI와 연관된 불법 오일 카트리지까지 모든 것을 “vaping cannabis”라고 부르는 문제가 있기 때문에 중요하다. 화학적으로 보면 그 단축은 설명보다 숨기는 것이 더 많다.

식물 재료에서 나오는 건초 에어로졸

건초 기화는 cannabis 꽃에서 시작한다: cannabinoid, 테르펜, 플라보노이드, 수분, 큐티큘러 왁스 및 재배 및 건조 과정의 잔류물을 포함하는 식물 매트릭스다. 기기 차이를 고려하기 전에도 그 조성은 연기와 농축물 기화에서의 에어로졸을 구별한다. 재료는 정제된 cannabinoid 공급원이 아니다. 그것은 가열되는 식물성 물질이다.

온도가 점화점 아래에 머물면 에어로졸은 volatilized cannabinoid와 테르펜 쪽으로 이동하고 연소 부산물은 낮아진다. 이것이 Gieringer 등(2004) 및 Pomahacova 등(2009)의 실험실 비교 연구에서 핵심 발견이다. 화학은 온도 의존적이지 마법적이지 않다. 온도를 너무 높게 올리거나 과열 지점을 만들거나 적재물을 그을리면 프로파일은 연소로 다시 이동한다.

건초에도 고려해야 할 불순물이 있다. 왁스와 더 무거운 식물 성분이 에어로졸로 포집될 수 있다. 비료, 살충제 또는 불량한 수확 후 처리의 잔류물이 존재하면 그것도 문제가 될 수 있다. 수분은 추출 거동을 바꾼다: 더 건조한 적재물은 더 빠르게 가열되어 더 거친 에어로졸을 생성할 수 있고, 더 습한 적재물은 추출을 고르게 하지 못할 수 있다. 가열 스타일이 여기서 중요하다. 전도 장치는 허브가 오븐 벽에 접촉할 때 국소적 과열을 만들어 벽에 닿는 부분이 나머지보다 훨씬 뜨거워져 갈색화나 부분적 그을림 가능성이 커진다. 대류 시스템은 대체로 더 균일하게 가열하지만 실제 성능은 기류, 적재 포장 및 온도 제어에 달려 있다.

이것이 건초 에어로졸을 “그냥 THC 증기”가 아닌 식물 유래 에어로졸로 이해하는 것이 최선인 이유다. 일반적으로 사용자가 원하는 많은 바람직한 cannabinoid와 테르펜을 포함하지만, 열적으로 변형된 식물 화합물의 흔적도 포함한다. 흡연에 비해 장점은 연소를 피할 때 일산화탄소와 많은 PAH 노출이 낮아진다는 것이지 화학이 전혀 없어진다는 것은 아니다.

추출물 및 오일로부터 나오는 농축물 에어로졸

농축물 장치는 다른 원재료로 시작한다. 온전한 꽃 대신, 매우 높은 cannabinoid 농도를 가질 수 있는 추출물, 다시 첨가된 테르펜, 가공이 불완전하면 잔류 용매, 그리고 일부 제품에서는 전혀 cannabis 유래가 아닌 추가 성분을 포함한 추출물을 가열한다. 이는 처음부터 에어로졸을 다르게 만든다.

추출물은 상대적으로 단순할 수도 있고 화학적으로 뒤죽박죽일 수도 있다. 일부 농축물은 가공 과정에서 휘발성 화합물이 손실되어 대부분이 cannabinoid인 반면, 다른 일부는 테르펜이 다시 첨가되어 테르펜이 풍부할 수 있다. 카트리지 내 오일은 특히 불법 제품에서 희석제나 오염물을 포함할 수 있다. 이것이 “weed vapes”에 대한 일반적 진술이 과학적으로 부정확할 수 있는 이유다. 정제된 cannabinoid로 채워진 카트리지는 vitamin E acetate나 다른 희석제로 커팅된 카트리지와 다르게 행동하며, 둘 다 꽃으로 가득한 챔버와는 다르다.

하드웨어는 문제를 악화시킨다. 많은 농축 시스템은 노출된 코일, 세라믹 히터 또는 명목상은 보통으로 보이더라도 매우 높은 국소 온도를 생성할 수 있는 작은 고에너지 표면을 사용한다. 이러한 뜨거운 표면은 용매, 테르펜 및 첨가물을 탄화하여 카보닐 화합물을 생성할 수 있으며, 일부 조건에서는 포름알데히드 관련 제품을 포함할 수 있다. 요점은 농축물 기화가 항상 이러한 유해물질을 많이 생성한다는 것이 아니다. 위험은 추출물 조성 및 히터 거동에 크게 의존하며, 이는 단순한 건초 설정보다 훨씬 더 중요하다는 것이다.

독성학 질문이 다른 이유

건초와 농축물은 하나의 원리를 공유한다: 재료가 연소 아래에서 에어로졸화되면 전형적인 연기 독성물질 노출이 급격히 줄어들 수 있다. Abrams 등(2007)은 기화된 cannabis가 흡연과 유사한 효과와 혈장 THC 노출을 전달하면서 호기 일산화탄소는 훨씬 적게 상승한다는 것을 보여주었다. 이는 기화가 연소를 줄이는 경로로서 유효하다는 것을 지지한다. 그러나 이것이 모든 기화기가 동일한 에어로졸을 만든다는 것을 의미하지는 않는다.

건초의 경우 주된 독성학적 질문은 보통 얼마나 많은 연소 또는 연소에 가까운 과정이 발생하는지, 장치 설계가 그을림, 일산화탄소, PAH 및 자극성 부산물에 어떤 영향을 미치는지이다. 농축물의 경우 질문은 흔히 성분의 순도 및 히터 유도 분해로 전환된다. 추출물이 잔류 부탄, 에탄올 또는 살충제를 함유하고 있는가? 테르펜이 코일에서 과열되는가? 절대 흡입해서는 안 되는 희석제가 있는가? 이러한 문제는 부수적 문제가 아니다. 핵심이다.

이 구분은 EVALI를 논의할 때 필수적이다. 2019년 발병은 주로 오염된 THC 오일 카트리지와 관련이 있었고, 건초 기화 범주 전체와 연결된 것은 아니다. CDC는 2020년 2월 18일 기준으로 2,807건의 입원 또는 사망 EVALI 사례를 보고했고 68명의 사망을 집계했다. Blount 등(2020)은 기관지폐쇄 세척액에서 vitamin E acetate를 48/51 EVALI 환자에서 검출했고, 이는 불법 THC 오일 제품에 초점을 맞춘 오염 이야기였다. 이것은 모든 cannabis 에어로졸화 방법이 동일한 위험을 지닌다는 증거가 아니다.

따라서 “vapes”라는 용어는 너무 포괄적이라 유용하지 않다. 올바른 비교는 구체적이어야 한다: 꽃 대 추출물, 깨끗한 매트릭스 대 오염된 매트릭스, 안정적 히터 대 과열 코일, 기화 대 연소. 이러한 구분 없이 화학은 흐려지고 건강 논의는 길을 잃는다.

출처: Abrams et al., Clinical Pharmacology & Therapeutics (2007), https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17429350/ ; Gieringer et al., Journal of Cannabis Therapeutics (2004) ; Pomahacova et al., International Journal of Pharmaceutics (2009) ; Blount et al., New England Journal of Medicine (2020), https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1916433 ; CDC EVALI 업데이트 (2020), https://www.cdc.gov/tobacco/e-cigarettes/outbreaks/index.html

임상 연구들이 발견한 것: 증기 전달, THC 노출, 그리고 일산화탄소

사람들이 기화된 cannabis가 “흡연과 같게 작용하는가”를 물을 때 가장 자주 인용되는 연구는 Abrams 등 2007년 연구로, Clinical Pharmacology & Therapeutics에 실렸다. 이 연구가 중요한 이유는 기화를 생활 양식의 선호나 풍미 문제로 다루지 않았다는 점이다. 핵심 임상 질문을 직접적으로 다뤘다: 기화가 흡연과 비교해 혈류 내로 THC를 유사한 수준으로 전달하면서 연소의 명확한 표지자를 줄일 수 있는가?

Abrams 2007 UCSF 교차 연구

Abrams와 동료들은 University of California, San Francisco에서 무작위 교차 시험을 시행했으며 18명의 건강한 성인 cannabis 사용자가 프로토콜을 완료했다. 교차 설계는 중요하다. 각 참가자는 흡연과 기화를 모두 다른 연구일에 사용하여 자신이 통제군 역할을 했다. 이것은 관용, 흡입 습관, 대사 및 체격의 개인 간 잡음을 크게 줄여준다.

연구는 저, 중, 고 THC 조건을 포함한 여러 용량 수준에서 흡연과 기화된 cannabis를 통제된 연구실 조건에서 비교했다. 참가자들은 정의된 효능의 cannabis에서 생성된 연기나 증기를 흡입했고, 연구진은 약물 전달 및 연소 노출을 모두 말해주는 여러 결과를 추적했다.

그 결과들은 모호하지 않았다. 팀은 혈장 THC 농도, 주관적 약물 효과 평정, 심박수, 그리고 호기 일산화탄소(CO)를 측정했다. 이 조합은 논문을 유용하게 만든다. 혈장 THC는 활성 cannabinoid가 실제로 전신 순환에 도달했는지를 알려준다. 주관적 약물 효과 평정은 사용자 수준의 일반적 질문—정신활성 경험이 비슷한가—에 답한다. 심박수는 THC 효과의 또 다른 생리적 표지다. 그러나 호기 CO는 핵심 연소 표지다. 일산화탄소는 식물 물질이 탈 때 생성된다; 만약 장치가 상당한 연소 없이 에어로졸을 생성한다면 CO는 훨씬 적게 상승해야 한다.

Abrams 등은 바로 그 결과를 발견했다. 기화는 혈장 수준과 눈에 띄는 약물 효과를 생성할 만큼 THC를 효율적으로 전달했지만, 흡연에 비해 호기 CO 상승은 훨씬 적었다. 이것은 앞서 기사에서 논의한 화학적 차이의 임상적 표현이다: 연소 온도 이하에서 cannabis를 가열하면 같은 수준의 연기 관련 가스가 생성되지 않는다.

전달 등가성: 유사한 THC 효과, 다른 연소 표지

Abrams 2007의 가장 강력한 결론은 흡연과 기화가 동일하다는 것이 아니다. 그렇지 않다. 핵심은 더 좁고 방어 가능한 것이다: 기화는 흡연과 비교해 전신적으로 의미 있는 THC 노출을 전달할 수 있으며, 동시에 명백한 연소 표지를 피할 수 있다.

이는 기화가 전달 경로로서 실패한다는 오래된 주장에 반박한다. Abrams 등은 그런 주장을 지지하지 않는다. 기화된 cannabis를 받은 참가자들은 흡연 시와 비슷한 범위의 혈장 THC 노출을 보였고, 주관적 약물 효과 및 심박수 반응도 그 약리 전달과 일치했다. 평이하게 말해 기화 경로는 작동했다.

경로가 갈라지는 지점은 일산화탄소 결과다. 흡연은 호기 CO를 상당히 상승시켰다. 기화는 같은 정도로 상승시키지 않았다. 이것은 단순한 부수적 발견이 아니다. 연소 시의 화학 변화가 있을 때 에어로졸 화학이 바뀌었다는 직접적인 증거다. 일산화탄소는 임상실험실에서 측정하기 쉬운 연기 표지 중 하나이며, 여기서는 연소 과학이 예측하는 대로 행동했다.

이것이 이 연구가 거의 20년이 지난 지금도 인용되는 이유다. 이 연구는 실용적인 질문에 데이터로 답했다: 그렇다, 기화는 실제적인 THC 효과를 생성할 수 있으며, 그렇지 않으면 연소 표지와 다르게 행동할 수도 있다.

결과는 또한 에어로졸 조성에 관한 이전 및 이후의 실험실 작업들과 일치한다. Gieringer 등(2004)은 cannabis vapor에 연기에서 보이는 pyrolytic 부산물이 적다고 보고했다. Pomahacova 등(2009)은 통제된 기화가 설정된 온도에서 cannabinoid를 상당히 회수할 수 있음을 보여주었고, 문제가 되는 방향족 화합물은 주로 더 높은 설정에서 나타났다. Abrams 2007은 인간 임상층을 더해 연소 표지 노출을 줄이면서 사람들이 실제로 추구하는 약리학적 종료점을 잃지 않는다는 점을 보여준다.

이것이 증명하는 것과 증명하지 않는 것

이 연구는 단기 실험실 조건에서 경로 효율성에 대한 강한 증거다. 이것은 모든 기화가 안전하다는 증거도, 모든 기화기가 동일하게 성능을 발휘한다는 증거도, 장기 호흡기 위험이 해결되었다는 증거도 아니다.

규모부터 시작하자. 완주자 18명은 표본이 작다. 이는 집약적 약리학 연구에서는 일반적이지만 정밀성과 일반화 가능성을 제한한다. 참가자들은 감독된 환경의 건강한 성인 cannabis 사용자였고, 청소년, 의학적으로 취약한 환자 또는 통제되지 않은 환경에서 매우 다양한 제품을 사용하는 사람들은 아니었다.

하드웨어도 이전 세대의 기화기에 해당한다. 2007년 이후 많은 장치에서 온도 제어와 에어로졸 일관성이 개선되었지만, 이는 양면적이다: 최신 장치는 히터 설계, 기류, 재료 형태 및 건초인지 농축물인지에 따라 더 나거나 더 다르게 행동할 수 있다. Abrams는 특정 기화 설정을 연구했으며 현재 판매되거나 사용되는 모든 장치를 다루지 않았다.

중요한 점은 이 시험이 급성 연구였다는 것이다. 즉각적 약물동태 및 단기 효과만 측정했다. 만성 기관지염 증상, 기도 염증 또는 장기 폐 결과를 수년간 추적하지 않았다. 이러한 질문에는 Earleywine & Barnwell 2007, Van Dam & Earleywine 2010 같은 관찰적 호흡기 데이터가 필요하며, 이들은 기화자들이 흡연자보다 호흡기 증상이 더 적다는 것을 제시한다. 유용하지만 최종 증거는 아니다.

따라서 Abrams 등 논문의 정직한 해석은 다음과 같다: 기화는 THC를 효과적으로 전달할 수 있고, 주관적·생리적 효과는 흡연과 유사하며, 연소 가스로서의 대표적 표지인 호기 일산화탄소는 훨씬 적게 상승한다. 이것은 “증기가 작동하지 않는다”는 주장을 직접 반박한다. 그러나 이것은 흡입 cannabis가 무해하다고 말할 근거도 아니며, 장치, 온도 또는 제품 유형 간의 차이를 지우지도 못한다. 한 가지를 아주 명확히 보여준다: cannabis가 연소되지 않고 에어로졸화될 때 사용자는 동일한 수준의 일산화탄소를 흡입하지 않고도 THC 노출을 얻을 수 있다.

참고문헌

Abrams DI, Vizoso HP, Shade SB, Jay C, Kelly ME, Benowitz NL. Vaporization as a smokeless cannabis delivery system: a pilot study. Clin Pharmacol Ther. 2007;82(5):572-578. doi:10.1038/sj.clpt.6100200. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17429350/

Gieringer D, St Laurent J, Goodrich S. Cannabis vaporizer combines efficient delivery of THC with effective suppression of pyrolytic compounds. J Cannabis Ther. 2004;4(1):7-27. doi:10.1300/J175v04n01_02.

Pomahacova B, Van der Kooy F, Verpoorte R. Cannabis smoke condensate III: the cannabinoid content of vaporised cannabis sativa. Int J Pharm. 2009;374(1-2):146-149. doi:10.1016/j.ijpharm.2009.03.011.

호흡계 결과와 폐 건강: 비교 데이터가 실제로 보여주는 것

호흡기 측면에서 기화의 주장은 슬로건에 의존하지 않는다. 더 단순한 점에 기반한다: cannabis를 연소하지 않고 가열하면 사용자는 연소 생성물의 노출을 덜 흡입한다. 그 화학적 차이는 폐에 중요하게 작용해야 하며, 비교 인간 데이터는 일반적으로 예상되는 방향을 가리킨다. 그러나 증거는 고르다. 단기 독성물질 감소는 잘 지지되지만 수십 년에 걸친 질환 결과는 훨씬 더 확정하기 어렵다.

Earleywine과 Barnwell 2007의 호흡기 증상 연구

여기서 가장 많이 인용되는 관찰 논문은 Earleywine과 Barnwell(2007)로, 이들은 6,883명의 cannabis 사용자를 설문 분석했다. 핵심 발견은 직설적이었다: 기화기를 사용한 사람들은 오직 흡연만 하는 사람들보다 호흡기 증상을 덜 보고했다. 증상 패턴은 중요하다. 이것은 추상적 “더 건강하다고 느낀다” 결과가 아니다. 차이는 기침, 가래, 흉부 압박감 등 기도 자극과 연관된 구체적 불만에서 나타났다.

이것이 기화가 호흡기 해악을 제거한다는 것을 증명하지는 않는다. 그러나 연소를 기화로 대체하면 일상적 기관지염 증상을 줄인다는 것을 시사한다. 이것은 생물학적으로 타당하다. 연기에는 타르, 일산화탄소 및 많은 열분해 생성물이 포함되어 있고, 통제된 온도에서 기화하면 이들이 부재하거나 크게 낮아진다. 사용자가 이 혼합물의 흡입을 줄이면 자극된 기도 증상이 줄어드는 결과를 기대할 수 있다.

Van Dam과 Earleywine(2010)의 후속 연구는 그림을 더 선명하게 만들었다. 동일한 대규모 설문 데이터셋을 사용하여, 흡연에서 기화로 전환한 사용자는 호흡기 증상이 줄어들었고 흡연 노출이 감소함에 따라 이 혜택이 더 분명해졌다고 보고했다. 이 마지막 점은 놓치기 쉽지만 중요하다. 기화는 흡연이 계속되는 상태에서는 마법이 아니다. 흡연이 실제로 대체되었을 때 비교가 더 명확해진다.

이 연구들은 실험실 및 임상 화학 데이터와 일치한다. Abrams 등(2007)은 무작위 교차 연구에서 기화된 cannabis가 흡연과 유사한 THC 전달을 제공하면서 호기 일산화탄소 상승은 훨씬 적다고 발견했다. 일산화탄소는 연소 노출의 유용한 표지다. 이 조각들을 합치면 패턴은 일관된다: 유사한 cannabinoid 전달, 적은 연소, 더 적은 보고된 호흡기 증상.

관찰 연구가 확립할 수 있는 것과 없는 것

호흡기 증상 문헌의 약점은 그것이 잘못된 방향을 가리킨다는 것이 아니다. 약점은 대부분 연구가 관찰적이고 자기보고식이라는 점이다. Earleywine과 Barnwell은 수년간 흡연 또는 기화에 사람들을 무작위 배정한 것이 아니다. 이들은 다양한 습관, 장치, 흡입 스타일, 흡연력 및 담배 노출을 가진 사용자를 설문했다. 이것은 인과적 확정력을 제한한다.

교란변수는 첫 번째 문제다. 혼합된 담배 사용이 주요 문제다. 대마초와 담배를 함께 피우는 사람은 cannabis만 기화하는 사람과 비교할 수 없다. 담배는 기침, 가래 생성 및 만성 기관지염 증상을 자체적으로 유발할 수 있다. 연구들이 이를 완전히 분리하지 못하면 cannabis 경로 비교는 혼탁해진다.

자가 선택도 또 다른 문제다. 호흡기 증상이 있는 사람들이 기화로 전환할 가능성이 더 높을 수 있다. 이는 결과를 어느 한쪽으로 왜곡할 수 있다. 증상이 있는 사용자가 기화기로 이동하면 기화의 명백한 이익이 과소평가될 수 있다. 반대로, 이미 건강에 더 신경 쓰는 사람들이 기화기를 선호하면 이익이 과대평가될 수 있다.

또한 자기보고는 한계가 있다. 기침과 흉부 압박감은 실제 결과이지만 폐활량 측정(spirometry), 영상 또는 병리학과 같은 객관적 지표와 다르다. 증상 데이터는 중요하지만 만성 기관지염은 대개 증상으로 정의되는 상태이기 때문에 더욱 그렇다. 그럼에도 불구하고 장기적 폐기능 저하, 폐기종 또는 암 발생률을 20년 동안 입증하는 것과 동일하지는 않다.

따라서 올바른 해석은 신중하지만 명확하다. 관찰 연구는 일관된 연관성을 보여주는 데 능하다: 특히 흡연을 대체하여 전환한 사용자들에서, 기화 사용자는 호흡기 증상을 덜 보고하는 경향이 있다. 그러나 이는 장기 질환 위험을 단독으로 확정짓기에는 부족하다.

흡연 관련 호흡기 위험이 비교를 구성하는 방식

기화를 공정하게 판단하려면 비교 대상은 ‘깨끗한 공기’가 아니라 ‘흡연’이어야 한다. National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine(NASEM)은 2017년에 증거를 검토하고 장기적인 cannabis 흡연과 더 나쁜 호흡기 증상 및 만성 기관지염 에피소드 빈도의 통계적 연관성이 상당하다고 결론지었다. 이것이 기준점이다. cannabis 연기는 담배만큼 악명 높지 않더라도 무해하지 않다.

같은 NASEM 검토는 폐쇄성 폐질환 및 폐암과의 연관성에 대해서는 보다 제한적이거나 불명확한 증거를 발견했다. 이 불확실성은 cannabis 흡연이 호흡기에 위험이 없다는 주장으로 확대되어서는 안 된다. 이는 가장 강력한 증거가 만성 기관지염 유사 증상에 대한 것이라는 것을 의미한다.

그 배경에서 보면 기화는 위해감소(harm-reduction) 비교로서 유리해 보인다. 만약 cannabis 흡연이 기침, 가래, 쌕쌕거림, 기관지염성 에피소드와 연관되어 있고, 기화가 이들 증상을 유발할 가능성이 있는 연소 생성물 노출을 낮춘다면, 기화 사용자들이 호흡기 불만이 적은 것은 놀랍지 않다. 예상되는 결과다.

어려운 한계는 시간이다. 연구자들은 단기 및 즉시의 에어로졸 화학 차이에 대해서는 훨씬 더 좋은 증거를 가지고 있지만, 수십 년 동안의 규칙적인 건초 기화 사용자에게서 독립적인 폐기능 변화 또는 만성 증상에 대해 더 좋은 증거를 얻기는 어렵다.

비교 호흡기 증거는 흡연보다 기화가 유리하다는 방향으로 기운다. 그러나 이것이 흡입된 cannabis를 무해하다고 말할 근거는 아니며, 건초 기화와 EVALI를 초래한 오염된 오일 카트리지 노출을 구별할 필요를 지우지도 못한다. 정직한 입장은 더 좁고 확고하다: 대안이 cannabis 흡연이라면 폐 데이터와 화학은 같은 방향을 가리킨다—기화는 아마도 호흡기 부담이 더 낮은 경로다. 다만 장기 증거 기반은 여전히 불완전하다.

참고문헌: Earleywine & Barnwell, 2007; Van Dam & Earleywine, 2010; Abrams et al., 2007; National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, 2017.

풍미 보존, 추출 효율, 그리고 온도 전략

온도는 단순히 강도 이상의 것을 바꾼다. 어떤 분자가 식물을 먼저 떠나는지, 재료에서 cannabinoid가 얼마나 완전히 벗겨지는지, 그리고 장치가 분해 화학과 통제된 에어로졸 형성 중 어느 쪽에 가까워지는지를 바꾼다. 그래서 “저온”과 “고온” 세션은 용량을 고려하기 전에도 다르게 느껴진다. 그 차이는 신비가 아니라 열 선택성이다.

저온 세션과 휘발성 테르펜 보존

건초 기화의 저온 범위에서는 에어로졸이 대개 더 휘발성 높은 향기 화합물의 비중이 더 큰 경향이 있다. β-caryophyllene, myrcene, limonene, linalool과 같은 테르펜은 대개 방출 또는 끓는 범위에 대한 근접치를 가지고 논의되지만, 이 값들은 실제 cannabis 꽃 안에서는 고정된 진리가 아니다. 매트릭스 효과, 수분, 압력 및 분해는 실제 거동을 이동시킨다. 그럼에도 일반적 패턴은 유지된다: 더 휘발성인 화합물은 초기에 더 많이 전달되고, 온도가 온화하게 유지될 때 에어로졸은 더 선명하고 뚜렷한 향을 갖는 경향이 있다.

이것이 저온 증기가 종종 더 가볍거나 깨끗하다고 묘사되는 이유다. 에어로졸은 보통 덜 조밀하고 덜 토스트된(flavor-wise) 맛이며 무거운 후기 노트에 지배되지 않는다. 이것이 화학적으로 순수하다는 의미는 아니다. 프로파일이 온도가 상승하면서 나타나는 더 광범위한 혼합물보다는 초기 방출 성분에 무게를 둔다는 의미다.

트레이드오프는 퍼프당 불완전한 추출이다. 낮은 설정은 대체로 더 많은 THC, CBD 및 다른 덜 전달되는 물질을 남겨둔다. 인내심 있는 더 긴 세션은 부분적으로 보상할 수 있지만, 저온 자체만으로는 효율을 보장하지 않는다.

높은 온도와 더 완전한 추출

온도가 오르면 퍼프당 cannabinoid 수율은 보통 증가한다. 수지성 성분의 더 많은 부분이 동원되고 에어로졸은 더 조밀해지며 식물 재료는 더 완전히 소모된다. 통제된 연구는 이 온도 의존적 서사를 지지한다. Pomahacova 등(2009)은 210°C에서 기화 중 상당한 cannabinoid 회수를 발견했지만 문제가 되는 방향족 부산물은 가장 높은 설정에서만 관찰되었다. 이것이 유용한 경계다: 더 높은 설정은 추출을 개선할 수 있지만 과열 전까지의 마진을 좁힌다.

풍미는 종종 cannabinoid보다 먼저 사라진다. 고온 세션은 더 적은 퍼프로 더 많은 THC를 전달할 수 있지만, 원래 테르펜 표현은 평평해지거나 구운 맛이 나거나 단순히 사라질 수 있다. 이는 해당 화합물들이 이미 방출되었거나 열에 의해 분해되었기 때문이다. 사용자들은 종종 이를 더 강한 증기로 해석한다. 때로는 그렇다. 때로는 단순히 향의 복잡성이 적은 더 조밀한 에어로졸일 뿐이다.

장치 기계적 요소도 여기서 표시된 숫자 만큼이나 중요하다. 느슨하게 포장된 챔버는 더 좋은 기류와 더 균일한 추출을 허용한다. 너무 곱게 간 분쇄는 저항을 증가시키고 과열 지점을 만들어 국소 온도를 설정점 이상으로 밀어 넣을 수 있다. 흡입 속도도 중요하다: 빠른 흡입은 히터나 허브 베드를 냉각시킬 수 있고, 매우 느린 흡입은 일부 장치가 과도하게 상승하여 적재물을 어둡게 만들 수 있다. 전도 중심 시스템은 포장이 빽빽하거나 저어주지 않으면 특히 불균일한 가열에 취약하다; 대류는 더 균일한 경향이 있지만 여전히 기류에 의존한다.

더 거친 에어로졸은 종종 화학적 신호다

거칠게 느껴지는 것은 단지 “증기가 더 많다”는 것이 아니다. 종종 에어로졸 화학이 이동했다는 증거다. 온도가 오르면 테르펜 분해, 식물 매트릭스 붕괴 및 연소에 가까운 반응이 더 가능해진다. 통제된 기화는 여전히 연기와 명확히 다르다; Abrams 등(2007)은 흡연에 비해 훨씬 적은 호기 일산화탄소로 유사한 THC 전달을 보여주었는데, 이는 연소를 피했을 때 기대되는 바와 정확히 일치한다. 그러나 “연기가 아니다”가 “자극 물질이 전혀 없다”를 의미하지는 않는다.

증기가 거칠어지거나 쓴맛, 태운 맛이 섞이면 그것은 단지 목의 민감성 때문이 아닐 수 있다. 그것은 더 뜨겁고 건조한 에어로졸, 휘발성 향료의 손실 및 분해 생성물의 증가를 반영할 수 있다. 실제로 사람들은 저온 기화를 더 깨끗하다고 읽는 경향이 있는데, 이는 후기 단계 신호(분해 생성물 등)가 적기 때문이고, 고온 세션은 더 무겁게 느껴지는데 이는 추출이 더 완전하고 화학이 열적 손상에 더 가깝기 때문이다. 경계는 단지 온도만이 아니다. 온도에 시간, 기류, 분쇄, 습도, 히터 안정성이 더해져 세션이 기화 구역에 머무르는지 그을림으로 이동하는지를 결정한다.

데스크탑 대비 휴대용 기화기

여기서 유용한 구분은 “집 장치” 대 “여행 장치”가 아니다. 열공학이다. 기화기가 화학을 바꾸려면 식물 재료를 cannabinoid와 테르펜이 방출되면서도 열분해가 제한되는 좁은 온도 창에 유지할 수 있어야 한다. 이 기준에서 데스크탑 시스템은 대체로 더 큰 히터, 더 안정적인 전원 공급, 배터리 관리 타협이 적기 때문에 유리하다.

온도 안정성 및 재현성

데스크탑 유닛은 흡입 동안 설정 온도를 더 정확하게 유지하는 경향이 있다. 이것은 흡입이 냉각 이벤트임을 고려할 때 중요하다: 공기가 히터를 통과하며 시스템의 열을 빼간다. 약한 히터나 느린 제어 루프는 목표 온도 아래로 떨어지고, 회복하는 동안 과도하게 상승한다. 그 결과는 안정된 에어로졸 생성이 아닌 고/저 사이클링이다.

이러한 사이클링은 단순한 쾌적성 문제만이 아니다. 어떤 화합물이 언제 에어로졸로 전달되는지를 바꾼다. 의도보다 낮은 온도는 더 가벼운 테르펜을 선호하고 cannabinoid를 남겨둔다. 과도한 상승은 특히 허브가 뜨거운 벽에 접촉하는 전도식 오븐에서 적재물의 일부를 국소적으로 분해시킬 수 있다. 데스크탑 설계, 특히 더 강한 대류 히터 또는 더 큰 열용량을 가진 장치는 반복된 흡입 동안 이러한 요동을 최소화하는 데 일반적으로 더 우수하다.

이것이 재현성에 대해 생각해야 하는 올바른 방식이다. 두 세션이 동일한 명목상의 설정에서 시작하지만 한 장치는 각 흡입 중에 20–30°C 떨어지고 다른 장치는 거의 즉시 회복한다면, 디스플레이에 같은 숫자가 표시되어 있어도 화학적으로 동일한 세션이 아니다.

전력 제약과 세션 일관성

휴대용 유닛은 배터리 한계 내에서 동작한다. 이는 히터 출력, 예열 예비 및 전체 세션 동안의 지속 출력에 영향을 준다. 배터리 잔량이 떨어지면 일부 장치는 사용 가능한 출력을 줄이거나 회복이 느려진다. 긴 흡입, 빽빽한 적재물 또는 연속적인 빠른 흡입은 이러한 한계를 드러낼 수 있다.

데스크탑 장치는 벽면 전원을 사용하므로 더 큰 적재와 긴 세션에서도 기류와 열 전달을 더 일관되게 유지하는 경향이 있다. 이는 첫 흡입부터 마지막까지의 반복성을 향상시킨다. 휴대용도 잘 작동할 수 있지만, 기술 보정을 자주 필요로 한다: 더 느린 흡입, 흡입 사이의 휴지, 더 작은 챔버 또는 냉각을 상쇄하기 위한 더 높은 설정 온도 등. 사용자 기술이 온도 제어의 일부가 되면 재현성은 떨어진다.

형태 요인이 화학을 바꿀 때

형태 요인은 실제 히터 거동을 충분히 변경하여 에어로졸 구성을 바꿀 때 중요하다. 안정된 장치는 연소 관련 부산물이 더 적은 예측 가능한 cannabinoid 추출을 생성할 가능성이 크다. 제어가 불충분한 장치는 처음에는 저추출, 이후에는 가장자리의 탄화나 과열을 초래할 수 있다. 이는 휴대용이 곧 해롭다는 의미도 아니고 데스크탑이 곧 깨끗하다는 의미도 아니다. 온도 제어, 히터 예비 및 기류 설계는 화학적 결과를 낳는다.

기화 대 흡연의 광범위한 증거는 이 방향을 지지한다. Abrams 등(2007)은 기화된 cannabis가 흡연과 유사한 수준으로 THC를 전달하면서 호기 일산화탄소는 훨씬 적게 상승했다고 발견했다. 이 이점은 실제 기화 조건이 유지되는 경우에만 지속된다. 장치가 온도를 잘 제어하지 못하면 그 격차는 좁아진다. 데스크탑 장치는 일반적으로 이동성을 희생하는 대신 열 안정성에 기반해 설계되므로 그 격차를 유지하는 데 더 유리하다.

흡연과 비교한 투약(dosing)의 차이

많은 사람들은 기화기에서 같은 효과를 얻기 위해 조인트나 파이프보다 적은 cannabis가 필요하다고 보고한다. 이러한 인식은 그럴듯하지만 고정된 약리 법칙은 아니다. 기화는 낭비를 줄이고 전달을 바꿀 수 있다. 그것이 대마초 투약을 정확한 과학으로 바꾼다는 것은 아니다.

기화가 더 효율적으로 느껴지는 이유

가장 단순한 이유는 sidestream loss다. 점화된 조인트는 퍼프 사이에 계속 타며 cannabinoid와 연소 제품을 공기 중으로 방출한다. 기화기는 활동적 가열과 기류 중에만 실질적 에어로졸을 생성하므로 흡입 사이에 덜 손실된다. 이것만으로도 같은 양의 꽃이 “더 오래 가는” 느낌을 줄 수 있다.

화학적 이유도 있다. cannabis가 연소 온도 아래에서 기화되면 흡입 에어로졸의 더 큰 부분이 연기가 아니라 cannabinoid와 테르펜으로 구성된다. 실험실 연구는 통제된 조건에서 기화가 연기보다 pyrolytic 부산물이 적은 상태에서 cannabinoid를 전달할 수 있음을 발견했다(Gieringer, St. Laurent & Goodrich, 2004; Pomahacova, Van der Kooy & Verpoorte, 2009). 임상적으로 Abrams 등(2007)은 기화된 것과 흡연된 것이 비교 가능한 혈장 THC 노출과 주관적 효과를 낼 수 있음을 보였고, 호기 일산화탄소는 기화에서 훨씬 적게 상승했다. 이것은 동등한 효과가 가능하다는 것을 의미하며 동일한 전달 메커니즘을 의미하지는 않는다.

사용자들은 종종 이를 “그램당 더 강하다”라고 느끼지만 그 문구에는 많은 변수가 숨겨져 있다. 일부 기화기는 매우 효과적으로 추출한다. 일부는 그렇지 않다. 온도, 기류, 가열 균일성은 중요하다. 대류 중심 설계는 국소적 과열을 만드는 장치보다 더 고르게 추출할 수 있으며, 부적절한 기술은 소모된 재료에 활성 화합물을 남겨둘 수 있다.

폐 흡수, sidestream 손실, 퍼프 행동

흡입된 cannabinoid는 폐가 큰 흡수 표면과 혈류로의 빠른 접근을 제공하기 때문에 빠르게 작용한다. 기화도 흡연과 마찬가지로 빠른 발현을 보인다. 새로운 사용자는 여전히 적게 시작해야 한다. 흡입된 증기는 몇 분 내에 발현될 수 있다.

경로는 같아도 퍼프 패턴은 종종 다르다. 조인트를 피우는 것은 보통 계속 불을 유지하기 위한 반복적 퍼프를 포함한다. 기화는 더 느리고 신중한 흡입을 허용하며 일부 사람들은 이를 조절하기 쉬운 것으로 여긴다. 제어된 흡입은 에어로졸 형성을 개선하고 일부 사용자가 기침으로 약물의 일부를 잃는 경향을 줄일 수 있다. 숨 참기(breath-hold) 행동도 전달에 영향을 미치지만 사용자가 생각하는 것만큼 항상 표준화된 투약 방법은 아니다; 긴 숨 참기는 불편함을 더할 뿐이며 일관된 투약 방법으로 신뢰할 수는 없다.

여기서 Abrams 등(2007)이 유용하다. 이 연구는 기화가 항상 흡연보다 더 많은 THC를 전달한다는 것을 증명하지 않는다. 통제된 조건에서 기화는 유사한 전신 노출과 주관적 효과를 달성할 수 있음을 보여준다. 약동학은 여전히 경로와 기술—퍼프 지속시간, 흡입 깊이, 퍼프 간 간격, 장치의 온도 프로파일—에 달려 있다.

같은 그램이 동일한 전달 용량을 의미하지 않는 이유

그램은 시작 질량일 뿐이다. 전달된 용량은 아니다. 동일한 무게의 cannabis를 사용해도 흡수되는 THC 양은 매우 다를 수 있다.

THC 함량이 명백한 변수이지만 유일한 변수는 아니다. 챔버 적재량은 기류와 추출을 바꾼다. 분쇄 크기는 표면적을 바꾼다. 수분 함량은 cannabinoid가 에어로졸로 얼마나 잘 옮겨지는지를 바꾼다. 온도는 매우 중요하다: 낮은 설정은 풍미를 보존하지만 더 많은 cannabinoid를 남겨둘 수 있고, 높은 설정은 더 공격적으로 추출하면서도 더 많은 열분해를 초래할 수 있다. 퍼프 속도도 영향을 미친다. 너무 세게 당기면 일부 장치는 냉각되거나 공기가 재료를 고르게 통과하지 못할 수 있다. 너무 약하게 당기면 추출이 완료되지 않을 수 있다.

흡연도 같은 문제를 가졌지만 여기에 sidestream 손실이 추가된다. 그러므로 두 경로에서 동일한 그램은 동일한 흡수 용량, 동일한 혈장 THC, 동일한 효과를 의미하지 않는다. 특정 조건에서 기화는 물질적으로 더 효율적일 수 있으며 많은 사용자가 그렇게 경험한다. 그러나 “더 적은 꽃으로 같은 효과”는 흔한 결과이지 보장된 규칙은 아니다.

참고문헌: Abrams et al., 2007, Clinical Pharmacology & Therapeutics (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17429350/); Gieringer, St. Laurent & Goodrich, 2004, Journal of Cannabis Therapeutics; Pomahacova, Van der Kooy & Verpoorte, 2009, International Journal of Pharmaceutics (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19379825/).

EVALI와 카트리지 문제: 왜 이 위기가 건초 기화와 단순히 일치하지 않는가

EVALI 발발은 흡입된 cannabis에 대한 공적 논의를 거의 하룻밤 사이에 바꿔 놓았지만 중요한 구분들을 평평하게 만들기도 했다. “Vaping”은 서로 매우 다른 노출—니코틴 전자액, THC 오일 카트리지, 건초 cannabis 기화—을 모두 포괄하는 잡다한 용어가 되었다. 화학적으로 이들은 동일하지 않다. 2019년 발병은 건초 꽃을 연소점 이하에서 가열하는 것이 오염된 오일 카트리지로 인한 상해와 동일한 부상을 갑자기 일으킨다는 증거가 아니었다. 오히려 불법 THC 액체에 초점을 맞춘 오염 및 제형 재난이었다.

EVALI가 무엇이었는가

EVALI는 e-cigarette, or vaping, product use-associated lung injury의 약자다. 미국 발발은 2019년에 정점을 찍었고 CDC, FDA, 주 보건부 및 임상의들이 대대적인 조사를 수행했다. 최종 발병 업데이트에서 CDC는 2020년 2월 18일 기준으로 2,807건의 입원 또는 사망 EVALI 사례를 보고했으며 29개 주 및 컬럼비아 특별구에서 68명의 확정 사망이 있었다(CDC, 2020).

임상적으로 EVALI는 미묘한 자극 증후군이 아니었다. 많은 환자가 심각한 호흡기 증상, 저산소증, 흉통, 위장관 증상 및 발열과 피로 같은 전신 증상을 보였다. 영상은 종종 양측 폐 침윤을 보였다. 일부 환자는 중환자실 치료, 인공호흡기 치료가 필요했으며 사망했다. 이러한 심각성은 이 사건이 모호한 “베이핑은 나쁘다” 설명보다는 특정 독성 노출을 가리킨다는 점을 시사한다.

사례 인터뷰 초반부터 THC 함유 카트리지, 특히 비공식 또는 불법 소스에서 얻은 제품과의 강한 연관성이 드러났다. 모든 환자가 동일한 사용 패턴을 보고한 것은 아니며 초기 감시는 불완전한 병력, 혼합 제품 사용 및 라벨 불일치와 씨름해야 했다. 그럼에도 중심 경향은 명확했다: 발병은 카트리지 기반의 오일 제형 흡입에 집중되었고 건조 꽃을 기화하는 사람들 주위에 집중되지 않았다.

이 구분은 많은 헤드라인이 흐렸던 것이다. 건초 기화는 식물 재료를 가열하여 cannabinoid와 테르펜을 연기 없이 방출하려는 것이다. 카트리지 제품은 가열되는 것이 처리된 액체 또는 반액체 추출물이며 안전성은 온도뿐 아니라 무엇이 그 안에 녹아 있는지, 희석되었는지 또는 오염되었는지에 달려 있다. 매트릭스가 다르면 독성학도 다르다.

Vitamin E acetate와 불법 THC 카트리지

원인에 대한 가장 강력한 증거는 환자 샘플의 화학 분석에서 나왔다. New England Journal of Medicine의 획기적 논문에서 Blount 등(2020)은 기관지폐쇄 세척액에서 vitamin E acetate가 51명의 EVALI 환자 중 48명에서 검출되었으나 건강 대조군에서는 검출되지 않았다고 보고했다. 이 발견은 CDC 실험실 작업 및 역학과 일치했으며 불법 THC 카트리지를 중심에 둔 패턴과 맞물렸다.

Vitamin E acetate는 유성의 성형제(diluent)다. 일부 불법 THC 카트리지에서 점도와 외관을 변경하기 위해 두껍게 만드는 첨가물로 사용되었던 것으로 보인다. 이는 위조 공급망에서는 경제적으로는 그럴듯했을지 모르나 흡입 시 독성학적으로는 재난이었다. 어떤 물질은 식품이나 국소 제품에서는 허용될 수 있지만 폐에 에어로졸화되어 흡입될 때는 안전하지 않을 수 있다. 노출 경로는 중요하다.

이것은 vitamin E acetate가 모든 경우를 단독으로 설명했다는 뜻도 아니고 모든 카트리지가 동일한 화학을 포함했다는 뜻도 아니다. CDC는 이에 대해 조심스러웠다. 다른 유해물질이 일부 환자에서 기여했을 수 있고 장치 온도, 코일 상태 및 추출물 조성이 사용자가 흡입한 것을 형성했을 가능성이 크다. 그러나 vitamin E acetate는 환자 폐 샘플에서 반복적으로 나타났기 때문에 주요 원인 후보가 되었다.

동등하게 중요한 것은 증거가 보여주지 않은 것이다. 그것은 건초 기화가 EVALI를 일으켰다는 것을 보여주지 않았다. 건초 기화기는 희석제로서 vitamin E acetate를 사용하지 않는다; 희석할 오일 제형 자체가 없기 때문이다. 건초 기화에서 문제가 되는 화학은 과열, 국소적 그을림 및 열분해 생성물이지만, 카트리지에서는 흡입해서는 안 되는 지질성 첨가물이 숨겨져 있을 수 있다.

이것이 2019년 기억에서 수정되어야 할 주요 사항이다. EVALI는 모든 cannabis 기화가 동일한 방식으로 위험하다는 증거가 아니었다. 그것은 흡입된 오염된 불법 오일 제품이 치명적 폐 손상을 일으킬 수 있다는 증거였다.

보도상의 실수: 모든 기화 노출을 하나로 취급함

공공 메시지는 종종 니코틴 전자담배, THC 카트리지, 건초 기화기를 한 범주로 뭉갰다. 그렇게 되자 “vaping”은 단일한 행위이자 단일한 위험 프로파일을 가진 것처럼 들렸다. 사실 그렇지 않다. 노출 과학은 그렇게 작동하지 않는다.

누군가가 cannabis 꽃을 흡연하면 지배적 화학은 일산화탄소, 타르, 그을음 및 PAH 같은 연소 생성물을 포함한다. 누군가가 건조 꽃을 통제된 온도에서 기화하면 그 연소 생성물 노출은 크게 줄거나 적절한 설정에서는 부재할 수 있지만 과열은 여전히 자극물 및 분해 화합물을 생성할 수 있다. 누군가가 카트리지를 사용하면 위험은 추출물의 순도, 첨가물, 하드웨어 거동 및 액체 자체의 열적 부산물에 크게 의존한다. 이들은 관련된 주제들이지만 서로 치환 가능하지는 않다.

따라서 EVALI는 건초 기화에 대한 일반적 반대 논거로 사용되어서는 안 된다. 또한 모든 농축물이 방어되는 구실로 이용되어서도 안 된다. 올바른 해석은 더 좁고 유용하다: 발병 메커니즘은 특히 불법 THC 오일 카트리지, 즉 오염된 유성 희석제와 더 관련이 있었다는 것이다.

이 더 좁은 해석은 이 글의 나머지 증거와도 맞는다. 건초 기화에 대한 임상·실험실 연구들(Abrams 등, 2007; Gieringer 등, 2004; Pomahacova 등, 2009)은 적절한 온도에서 건초 기화가 연소보다 낮은 연소 노출 프로파일을 제공한다는 것을 지지한다. 이것이 흡입을 무해하게 만들지는 않는다. 그러나 EVALI는 오염된 카트리지의 독성학 범주에 분류되어야 하며, 연소 대 기화의 구분을 부정하는 근거로 삼아서는 안 된다.

참고문헌: CDC (2020); Blount et al., New England Journal of Medicine (2020).

증거가 강한 부분, 약한 부분, 독자가 실제로 받아들여야 할 점

잘 지지되는 것

가장 강한 증거는 광범위한 주장이 아니라 좁은 주장을 지지한다: 흡입된 cannabis에 관해, 통제된 건초 기화는 일반적으로 흡연에 비해 연소 독성물질 노출을 줄이면서도 THC를 효율적으로 전달한다. 이 입장은 화학과 인간 데이터를 모두 근거로 한다. cannabis가 연소되는 지점 아래에서 가열되면 에어로졸 생성은 연소에서 벗어나 cannabinoid, 테르펜 및 더 낮은 양의 열분해 부산물 쪽으로 이동한다. Gieringer, St. Laurent, Goodrich(2004), Pomahacova, Van der Kooy, Verpoorte(2009), Lanz et al.(2016)의 실험실 연구는 모두 같은 방향을 가리키며 통제된 조건에서 연소된 cannabis보다 일산화탄소와 연관 독성물질이 적다는 것을 보였다.

Abrams 등(2007)은 여전히 가장 명확한 임상적 시연 중 하나다. 그 무작위 교차 시험에서 18명의 성인이 동등한 효능 조건에서 흡연 및 기화 세션을 완료했다. 혈장 THC 노출과 주관적 효과는 대체로 비슷했지만, 호기 일산화탄소는 기화에서 훨씬 적게 상승했다. 이것은 일산화탄소가 연소 노출의 직접적 표지이므로 중요한 결과다.

호흡기 증상 문헌도 같은 방향으로 기운다만 화학보다는 약하다. Earleywine & Barnwell(2007)은 6,883명의 대규모 설문 표본을 이용해 기화자들이 흡연자보다 호흡기 증상이 적다고 보고했다. Van Dam & Earleywine(2010)은 기화로 전환한 사용자에서 유사한 패턴을 발견했다.

그러나 노출 감소는 무해함과 동일하지 않다. 에어로졸에는 여전히 자극물질이 포함될 수 있고, 더 높은 온도는 분해 생성물을 증가시킬 수 있다. “연기 화학이 덜하다”는 것이 방어 가능한 주장이다.

불확실한 부분

약한 지점들은 실제로 존재한다. 장기간의 전향적 폐 데이터는 부족하다. 즉각적인 에어로졸 화학에 대해서는 훨씬 더 좋은 증거가 있지만, 수십 년간의 규칙적 건초 기화 사용이 폐 기능, 기도 염증 또는 만성 증상에 어떤 영향을 미치는지는 불확실하다.

장치 변동성도 문제다. “Vaporizer”는 화학적으로 균일한 카테고리가 아니다. 가열 모드, 온도 제어, 기류, 허브 습도, 흡입 속도, 과열 지점 형성 등은 모두 에어로졸로 끝나는 것을 바꾼다. 안정적으로 규제된 데스크탑 장치와 제어가 불량한 휴대용 장치는 매우 다르게 행동할 수 있다.

인터넷 온도 차트도 보이는 것만큼 신뢰할 수 없다. 인기 목록은 cannabinoid와 테르펜의 끓는점을 고정된 진실로 제시하지만 실제 cannabis는 단일 압력 조건의 순수 화합물처럼 행동하지 않는다. 전달, 증발, 분해가 겹친다. 이러한 숫자를 읽는 유용한 방법은 근사적인 방출 범위로 보는 것이다.

법적 및 건강적 맥락

기화에 대한 건강 논의는 종종 건초, 농축물, 니코틴 전자담배 및 불법 THC 카트리지를 혼동하면서 왜곡된다. 이것이 잘못된 정보가 퍼지는 방식이다. EVALI 발병은 모든 cannabis 기화가 동일한 위험을 초래한다는 것을 보여준 것이 아니다; CDC 조사와 Blount 등(2020)은 발병을 주로 불법 THC 카트리지의 vitamin E acetate와 결부시켰고, 환자 기관지폐쇄 세척액에서 그것을 발견했다(48/51 환자에서 검출되었고 건강 대조군에서는 검출되지 않음).

그 구분은 희석되어서는 안 된다. 건초 기화와 오염된 오일 카트리지는 다른 노출 시나리오다.

법적 측면도 고르지 않다: cannabis 법은 관할구역마다 크게 다르고 소지, 사용 또는 장치의 합법성은 의료용 또는 성인용이 허용되는 곳에서도 다를 수 있다. 독자는 하나의 지속적인 요점을 가지고 가야 한다. cannabis 기화를 논의할 때 화학, 하드웨어 설계 및 제품 유형은 분리되어야 한다. 이것들이 하나의 질문으로 합쳐지면 결과는 주의가 아닌 혼란이다.

목차