DE3417586A1 - Filter zur verminderung der toxischen wirkungen von zigarettentabak-rauch - Google Patents
Filter zur verminderung der toxischen wirkungen von zigarettentabak-rauchInfo
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Description
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Dipl.-Ing. F. A.WEICKMANN, Dipl.-Chem. B. Huber
Dr.-Ing. H. LiSKA , Dipl.-Phys. Dr. J. Preclitel
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Windleshaw Enterprises Limited
Windleshaw House
Withyham, Uear Hartfield
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Withyham, Uear Hartfield
Sussex / England
Filter zur Verminderung der toxischen Wirkungen von
Zigarettentabak-Rauch
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Filter zur Verminderung der toxischen und anderen unerwünschten
Nebenwirkungen, die von der Inhalation des Zigarettentabak-Rauchs herrühren.
Es ist bekannt, daß Tabakrauch eine Anzahl von Verbindungen enthält, die eine schädliche Wirkung auf Raucher
haben können, insbesondere wenn der Tabak in Form von Zigaretten geraucht wird.
Eine potentiell schädliche Komponente des Tabakrauchs ist Teer, aber der Teergehalt des Zigarettenrauchs kann
im wesentlichen vermindert werden durch Verwendung eines Tabaks mit einem niedrigen Teergehalt. Darüberhinaus
ist es wohl bekannt, Filter zu verwenden, die entweder in der Zigarette integriert sein können oder
die in einer Zigarettenspitze sein können.
Jedoch gibt es eine Anzahl von potentiell schädlichen Komponenten im Zigarettenrauch, die nicht durch Filter
entfernt werden. Diese schließen nicht nur Blausäure ein, sondern auch gesättigte und ungesättigte aliphatische
Aldehyde einschließlich Acrolein, Formaldehyd und Acetaldehyd. Verschiedene Gesundheitsgefahren
wurden einzelnen Aldehyden zugeschrieben: Formaldehyd erzeugt Nasenkrebs bei Ratten, Acetaldehyd hat toxische
Wirkungen auf das Myokard und Acrolein kann Blasenkrebs erzeugen und beitragen zu Bronchienreizung.
Es ist auch bekannt, daß bestimmte Antitumormittel durch den Körper metabolisiert werden um Metaboliten zu
ergeben, die selber zu toxischen Schädigungen führen,
von denen viele sehr organspezifisch sind. Diese sehr unerwünschten Nebenwirkungen beschränken den therapeutischen
Gebrauch und den Nutzen von Antitumormitteln bedeutend.
Deshalb kann beispielsweise das wohlbekannte antineoplastische Arzneimittel Cyclophosphamid zu
hämorrhagischer Cystitis führen, was auf die Tatsache zurückzuführen ist, daß Cyclophosphamid metabolisiert
wird und Acrolein gebildet wird, das dann über das Harnsystem entfernt wird, das aber zu neoplastischen
Prozessen in der Blase führen kann.
Neuere Untersuchungen haben gezeigt, daß diese sehr unerwünschte Wirkung von Cyclophosphamid beachtlich
oder ganz verhindert werden kann durch die gleichzeitige intravenöse Verabreichung von w-Merkaptoalkansulfonaten,
vorzugsweise in Form ihrer nichttoxischen Salze, wie ihrem Natriumsalz. Von einigen dieser
Verbindungen ist bekannt, daß sie geeignet sind als mukolytische Mittel (siehe britische Patentschrift Nr.
1 119 721) .
Es wurde viel Mühe in den letzten Jahren darauf verwendet um Substanzen wie Acrolein und Formaldehyd aus dem
Tabakrauch zu entfernen, aber trotz dieser Bemühungen wurde die Aldehydverminderung nicht erreicht, ohne
damit einhergehende unakzeptable Veränderung in den Geschmackseigenschaften.
Es wurde nun gefunden, daß nichttoxische Salze von bestimmten W-Merkapto-alkan-sulfonaten, ebenso wie
Cystein und Acetylcystein tatsächlich den Aldehyd- und Blausäuregehalt von Tabakrauch vermindern.
- fir -
Deshalb wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Filter geschaffen zur Verwendung in Verbindung mit
Zigarettentabak, wobei der Filter als aktive Komponente mindestens ein nichttoxisches anorganisches oder
organisches Salz einer Verbindung der allgemeinen Formel:
H-S-X- SO3H (I)
enthält, wobei X ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen und/oder
Cystein und/oder Acetylcystein ist.
Beispiele von anorganischen Salzen der Verbindungen (I) schließen die Natrium- und Kaliumsalze ein und
Beispiele der organischen Salze schließen die 2-Aminopyridin-, Morpholin- und Ethylendiamxnsalze ein.
Eine besonders bevorzugte Verbindung der allgemeinen Formel (I) ist 2-Merkaptoethan-sulfonsäure mit der
Formel:
HS - CH2 - CH2 - SO3H (II)
die vorzugsweise verwendet wird in Form ihres Natriumsalzes. Diese Verbindung ist auch bekannt als Mesna.
Die Menge der aktiven Komponente, die in dem Filter vorhanden ist gemäß der vorliegenden Erfindung ist
nicht kritisch, aber sie beträgt vorzugsweise von bis 100 mg und besonders bevorzugt 25 bis 40 mg.
Die Verbindung zwischen dem Zigarettentabak und der aktiven Komponente wird erreicht, wenn die aktive
Komponente in einem üblichen Typ von Filter vorhanden
ist, der entweder mit der Zigarette verbunden ist oder in einer Zigarettenspitze. Im letzteren Fall kann der
Filter, der in einer üblichen Spitze ist, in Form eines Wegwerffilters oder eines regenerierbaren Filters sein.
In jedem Fall ist die Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung so, daß der von der Zigarette 'inhalierte
Rauch durchgeht und in innigen Kontakt mit der aktiven Komponente kommt.
Wenn die aktive Komponente in einem üblichen Zigarettenfilter angewendet wird, der mit der Zigarette verbunden
ist, ist es bevorzugt, den Filter mit einer Lösung der aktiven Komponente zu imprägnieren, gefolgt von der
Evaporation des Lösungsmittels, wonach der imprägnierte Filter mit der Zigarettenhülse in üblicher Weise verbunden
ist. Alternativ kann die aktive Komponente in fester Form mit den üblichen Filterkomponenten vermischt
werden.
Wenn die aktive Komponente verwendet wird in einem Filter, der in einer Zigarettenspitze ist, kann sie in
eine übliche Filterkapsel eingebracht werden in fester Form als einzige Komponente oder als zusätzliche Komponente,
übliche Filterkomponenten, die in Filterkapseln verwendet werden, schließen Aktivkohle, Silikate und
Zeolite ein, die alle gleich mit der aktiven Komponente vermischt werden können.
Vorhergehende Versuche, die ausgeführt wurden, zeigen, daß die Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung
nicht zu einem unerwünschten Druckabfall führt, d. h. die Zigarette kann in üblicher Weise geraucht werden.
Darüberhinaus beeinträchtigt die aktive Komponente nicht das Aroma der Zigarette.
— ja —
Es wurde gefunden, daß die Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung zu einer deutlichen Verminderung von
Blausäure und Aldehyden und insbesondere Acrolein, Formaldehyd und Acetaldehyd im Tabakrauch führt.
Eine der bevorzugten aktiven Komponenten, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist die oben
erwähnte Verbindung Mesna. Diese Verbindung ist im Handel erhältlich. Sie wurde an Menschen verabreicht
durch intravenöse Injektion und die Toxikologie der Substanz wurde bestimmt. Mesna wurde anfangs verwendet
als ein Mukolytikum und zu diesem Zweck wurde es als Aerosol direkt in die Lungen eingebracht. Keine Nebenwirkungen
wurden festgestellt durch Behandlung auf diesem Weg und es ist deshalb offensichtlich, daß die
Substanz direkt an Menschen gegeben werden kann, ohne irgendwelche Probleme der Inhalationstoxikologie.
Es erscheint jedoch aus dem 3. Report of the Froggatt Committee on Smoking and Health, veröffentlicht vom
Department of Health and Social Security, daß die Bewertung der Zusatzstoffe von Tabakprodukten nur einer
genauen Prüfung dieses Komitees unterzogen werden, wenn die Zusatzstoffe Substanzen sind, die brennen sollen.
Jedoch sollen die aktiven Komponenten, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, nicht brennen
und werden als Komponenten von Filtern verwendet. Deshalb sollte eine vollständige toxikologische Bewertung
nicht erforderlich sein. Sogar wenn die aktiven Komponenten inhaliert werden, würden sie wahrscheinlich
wegen ihrer hohen mukolytischen Aktivität von therapeutischem Nutzen für die meisten Raucher sein.
Die bevorzugte aktive Kompomente Mesna ist ein weißes
Pulver, das leicht zu synthetisieren ist und eine gute Lagerstabilität hat. Es wird vorzugsweise verwendet in
vollständig gereinigter Form, wie es in den Handel kommt für therapeutische Verwendung. Mesna ist auch
praktisch geruchlos. Mit anorganischen und organischen Basen bildet Mesna stabile, geruchlose Salze, die genau
definierte physikalische Konstanten haben und insbesondere einen scharfen Schmelzpunkt.
Die folgenden experimentiellen Ergebnisse, die durch
Beispiele erhalten wurden, zeigen die Vorteile, die durch die vorliegende Erfindung geschaffen werden.
Experimentielle Ergebnisse:
Verminderung von Schadstoffen.
Verminderung von Schadstoffen.
Mesna wurde direkt in Zigarettenfilter eingesprüht. Die Filter wurden nicht gelüftet und wurden mit Tabakstäbchen
verbunden. Die durchschnittliche Menge von Mesnapulver pro Filter war etwa 25 mg. Die Zigaretten wurden
geraucht auf Standardmaschinen mit international anerkannten Standards (35 ml Züge von 2 Sekunden Dauer,
alle 60 Sekunden). Das Durchziehen von Luft durch diese Filter ergab Verminderungen von 25 % an Formaldehyd,
15% Acrolein und 10 % Blausäure.
Das Pulver wurde nur auf die Filter gesprüht und zeigte deshalb eine granuläre Oberfläche, auf der die Schadstoffe,
die oben erwähnt wurden, vermutlich absorbiert wurden.
Da es sehr wahrscheinlich ist daß eine größere Verminderung erreicht werden kann, wenn das Mesna in einer Form
vorhanden ist, die zu einem größeren Oberflächenfläche zu Gewicht-Verhältnis führt, sogar mit einer kleineren
Dosis, wurden weitere Versuche durchgeführt unter Verwendung von Lösungen von Mesna in destilliertem
Wasser.
Eine 25 mg Mesna-Lösung wurde in das Zentrum jedes Filters injiziert und die Filter wurden 24 Stunden
stehen gelassen um zu trocknen und sich einzustellen unter kontrollierten Bedingungen. Diese Filter wurden
dann in derselben Weise getestet wie die vorhergehende Charge, die trockenes Mesna-Pulver enthielt, überraschenderweise
zeigten die Ergebnisse einen Konzentrationsabfall an Formaldehyd, Acrolein und Blausäure, der fast
identisch war zu dem mit den vorher getesteten Filtern.
Eignung:
Eine Gruppe von 6 Rauchern versammelte sich, die 25 mg
Mesna in Filter einsprühte, die dann in handgerollte Zigaretten eingebracht wurden. Alle 6 bemerkten, daß
der Tabak, der von derselben Sorte war, die sie normalerweise rauchten, milder und annehmbarer wurde. Sie alle
genossen die Zigaretten, bis die Asche den Filter erreichte. Das Verbrennen des Filters, der Mesna enthielt,
erzeugte einen unangenehmen Geschmack, aber die Ergebnisse waren sehr zufriedenstellend, vorausgesetzt, sie
ließen bei der Zigarette nicht das Filter erreichen und verbrennen.
Die Bedeutung davon könnte sein, daß Tabak, der normalerweise unakzeptabel ist, verwendbar würde. Diese Ergebnisse
waren auch mit den chemischen Ergebnissen vereinbar, da
eine Verminderung von Formaldehyd und/oder Acrolein und anderen Aldehyden einen viel weniger reizenden Rauch
erzeugen würde. Dies wäre bemerkenswert sogar bei einem Langzeitraucher.
Da die reizenden Qualitäten des Tabakrauches vermindert werden, wird sich dies selbst in einer merklich geringeren
ciliostatischen Aktivität manifestieren und wird deshalb von Nutzen sein in zweierlei Hinsicht für die
Gesundheit des Rauchers:
1. Es erlaubt der ciliaren Aktivität mehr unlösliche
schädliche Materialien wie Teer zu entfernen und
2. es wird den Gehalt an jeglichen Schadstoffen, die selber entweder mutagen, carcinogen oder cocarcinogen
sein können, vermindern bis unter einen Wert, wo sie irgendeine schädliche Veränderung ausüben.
In einer weiteren Reihe von Versuchen, in denen etwa 25mg Mesna in einen Zigarettenfilter eingebracht
wurden, wurde die Verminderung des Blausäuregehaltes von 10 %, der gesamten Aldehyde von 20 %, an Acrolein
von 15 % und an Formaldehyd von 25 % bestimmt.
Die Wiederholung dieser Versuche unter Verwendung von 40 mg Mesna in einem Filter führte zu einer Verminderung
von Formaldehyd von 34 % und von Acrolein von 24%.
Claims (9)
1. Filter zur Verwendung in Verbindung mit Zigarettentabak, wobei der Filter als aktive Komponente mindestens
ein nxchttoxisches anorganisches oder
organisches Salz einer Verbindung der allgemeinen Formel:
organisches Salz einer Verbindung der allgemeinen Formel:
enthält, wobei X ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen und/
oder Cystein und/oder AcetyIcystein ist.
oder Cystein und/oder AcetyIcystein ist.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet , daß die aktive Verbindung in Form eines Natrium- oder Kaliumsalzes oder eines Salzes mit 2-Aminopyridin, Morpholin'oder Ethylendiamin vorliegt.
gekennzeichnet , daß die aktive Verbindung in Form eines Natrium- oder Kaliumsalzes oder eines Salzes mit 2-Aminopyridin, Morpholin'oder Ethylendiamin vorliegt.
3. Filter nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Komponente 2-Merkaptoethan-sulfonsäure oder das Natriumsalz davon ist.
dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Komponente 2-Merkaptoethan-sulfonsäure oder das Natriumsalz davon ist.
4. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Filter 10 bis 100 mg der aktiven Komponente enthält.
dadurch gekennzeichnet, daß der Filter 10 bis 100 mg der aktiven Komponente enthält.
5. Filter nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet , daß der Filter 25 bis 40 mg an aktiver Komponente enthält.
gekennzeichnet , daß der Filter 25 bis 40 mg an aktiver Komponente enthält.
6. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Filter direkt mit der Zigarette verbunden ist.
7. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Filter entweder in einer Zigarettenspitze vorhanden ist oder geeignet ist, darin angebracht
zu werden.
8. Zigarette, enthaltend einen Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
9. Zigarettenspitze, enthaltend einen Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 7.
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