防曬劑中納米氧化鋅的安全性研究進(jìn)展

方武榮(上海滇虹藥業(yè)有限公司，上海 200000)

研究表明，氧化鋅在進(jìn)行中UVB中波紫外線與UVA長(zhǎng)波紫外線過(guò)濾操作中具備良好作用，在廣譜防曬劑中應(yīng)用十分廣泛。然而氧化鋅在皮膚上直接涂抹，會(huì)帶來(lái)一定粘稠感，并會(huì)在人體皮膚表面形成一層薄白膜，對(duì)皮膚美觀造成一定影響，從而讓氧化劑作為化妝品應(yīng)用的價(jià)值具備了局限性。納米技術(shù)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了氧化鋅應(yīng)用困境的突破，納米氧化鋅在應(yīng)用中，消除了粘稠感并便于涂抹，在皮膚上涂抹后幾乎透明，且其防曬效果十分突出。納米氧化鋅的出現(xiàn)，極大提高了氧化鋅在化妝品領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值及接受程度。自上世紀(jì)九十年代末，納米氧化鋅開(kāi)始應(yīng)用于防曬劑領(lǐng)域，并在短時(shí)間內(nèi)獲得快速發(fā)展。當(dāng)前，每年都有千噸以上的納米粒子應(yīng)用于防曬劑研發(fā)及生產(chǎn)領(lǐng)域，而納米氧化鋅其屬于防曬劑主要納米粒子之一。納米氧化劑于防曬劑中的廣泛應(yīng)用，促使人們對(duì)其安全性進(jìn)行綜合研究與評(píng)價(jià)。

1 納米粒子與納米氧化鋅基本認(rèn)知

在物理學(xué)意義上而言，納米物質(zhì)指的是尺寸低于100納米的物質(zhì)，以毫微管、納米纖維及納米粒子為主要物質(zhì)類(lèi)型。納米粒子指的是直徑低于100nm的物質(zhì)。在防曬劑中，納米氧化鋅所具備的大小多在30nm-200nm范圍內(nèi)，絕大多數(shù)納米氧化鋅大小不足150nm，主要表現(xiàn)為聚合物形態(tài)。因?qū)⒓{米氧化鋅應(yīng)用于化妝品，并將其作為主要原料生產(chǎn)銷(xiāo)售的時(shí)間相對(duì)較短，納米氧化鋅安全性問(wèn)題備受關(guān)注。在一些化妝品產(chǎn)品中，其含有納米粒子卻沒(méi)有在包裝中進(jìn)行相應(yīng)標(biāo)識(shí)，或標(biāo)識(shí)有微粒子等，回避消費(fèi)者群體對(duì)納米粒子應(yīng)用的安全性顧慮。暴露于人體的劑量與人體內(nèi)引起的毒素效應(yīng)，是影響防曬劑納米氧化鋅安全性的關(guān)鍵因素，在其安全性研究中，應(yīng)以關(guān)鍵因素入手，綜合探究納米氧化鋅安全性。

2 防曬劑中納米氧化鋅潛在人體暴露的基本途探究

2.1 經(jīng)人體皮膚吸收

防曬劑中納米氧化鋅與人體接觸的最直接也是最主要的途徑即皮膚。人體皮膚角質(zhì)層細(xì)胞間隙在100nm左右，受天氣、環(huán)境及自身皮膚特性變化，其角質(zhì)層細(xì)胞間隙可能增加，且毛囊讓人體皮膚表面積增加，在應(yīng)用防曬劑的過(guò)程中，納米氧化鋅會(huì)在毛囊內(nèi)進(jìn)行堆積，并可能成為進(jìn)入到人體的潛在途徑。從理論研究上看，防曬劑中所含有的納米氧化鋅，因其大小多在150nm以下，可能能夠穿透人體皮膚角質(zhì)層屏障保護(hù)，并進(jìn)入到人體深層活體組織。基于納米氧化鋅經(jīng)皮膚吸收到人體的研究案例較多，一些研究采取離體或在體試驗(yàn)方式，構(gòu)建人體、無(wú)毛小鼠、豬等各種皮膚模型，對(duì)納米氧化鋅經(jīng)皮膚吸收情況進(jìn)行了探究，研究發(fā)現(xiàn)，防曬劑中納米氧化鋅并沒(méi)有穿透皮膚角質(zhì)層屏障進(jìn)入到活性細(xì)胞之中，研究結(jié)果給出論證證明納米氧化鋅應(yīng)用具備安全性，并認(rèn)為其是因防曬劑中納米氧化劑多以聚合物形態(tài)存在，并非原始納米粒子。

然而在實(shí)際消費(fèi)中，其基于納米氧化鋅對(duì)正常皮膚的影響，并不能對(duì)皮膚角質(zhì)層受損失狀態(tài)下納米氧化鋅經(jīng)皮膚吸收情況進(jìn)行有效描述，消費(fèi)者對(duì)納米氧化鋅化妝品消費(fèi)仍存在著一定的安全性擔(dān)憂(yōu)。因在實(shí)際應(yīng)用中，皮膚曬傷后，消費(fèi)者多會(huì)增加防曬劑應(yīng)用量及頻次，因曬傷皮膚角質(zhì)層功能存在著一定缺陷，可能會(huì)導(dǎo)致納米氧化鋅滲透增加。兒童皮膚、老人皮膚及身體某些薄弱皮膚，屬于皮膚滲透率較高的皮膚。當(dāng)前，基于納米氧化鋅是否對(duì)受損狀態(tài)下的皮膚或滲透性較高的皮膚存在著經(jīng)皮吸收狀況還需要進(jìn)一步研究。

2.2 經(jīng)呼吸道吸入或經(jīng)口腔吸收

在實(shí)際防曬劑化妝品應(yīng)用中，一些特殊用途的防曬劑除了通過(guò)皮膚進(jìn)行吸收與滲透外，還存在著其他途徑進(jìn)入到人體之中。如噴霧狀防曬劑或粉狀防曬劑，其中含有的納米氧化鋅可以通過(guò)人體呼吸道進(jìn)入到體內(nèi)，應(yīng)用于嘴唇部位的防曬劑，其含有的納米氧化鋅則可能經(jīng)過(guò)口腔進(jìn)入到人體之中，防曬劑洗脫后，進(jìn)入到水體或其他水源中，人體可間接經(jīng)過(guò)口腔將其吸入到人體之中。此外，防曬劑在生產(chǎn)過(guò)程中、運(yùn)輸過(guò)程中，人工的職業(yè)暴露，也屬于納米氧化鋅經(jīng)呼吸道或口腔被人體吸收的重要途徑。

3 防曬劑中納米氧化鋅的基因毒性及光毒性研究

一般情況下，氧化鋅其自身并不具備毒性。但納米氧化鋅是一種更細(xì)的顆粒物體，存在著較大的表面積，在應(yīng)用中更容易滲透到人體體內(nèi)，當(dāng)其進(jìn)入到體內(nèi)后則會(huì)具備更強(qiáng)的化學(xué)活性，納米氧化鋅會(huì)與蛋白之間反應(yīng)形成復(fù)合物，從而逃避細(xì)胞吞噬，誘導(dǎo)產(chǎn)生活性氧產(chǎn)物及自由基，并對(duì)DNA造成一定損害。納米氧化鋅所作用的靶器官主要包括骨組織、胰腺、心臟、脾及肝臟等。在一些體外研究中發(fā)現(xiàn)，選擇不同濃度納米氧化鋅，并將細(xì)胞暴露于其中，當(dāng)納米氧化鋅濃度不低于10ug／mL時(shí)，引發(fā)細(xì)胞劑量依賴(lài)性炎癥反應(yīng)，并導(dǎo)致細(xì)胞活性降低。有學(xué)者在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在30nm左右的納米氧化鋅粒子環(huán)境中，表皮細(xì)胞中可以追蹤到DNA損害癥狀，發(fā)現(xiàn)氧化應(yīng)激等情況。以小鼠為試驗(yàn)對(duì)象的研究表明，納米氧化鋅在應(yīng)用中吸入體內(nèi)會(huì)引起暫時(shí)性肺部炎癥反應(yīng)，引起小鼠腸道內(nèi)聚積并對(duì)腸道造成堵塞，引起老鼠嗜睡、嘔吐甚至死亡，此外還引發(fā)有貧血及腎損害等癥狀。綜合各種研究，納米氧化鋅出現(xiàn)毒性反應(yīng)，與其濃度存在著直接關(guān)系。而防曬劑中的納米氧化鋅在一般情況下并不會(huì)經(jīng)過(guò)皮膚進(jìn)入到人體之中，由此可判斷，僅僅采取涂抹方式應(yīng)用防曬劑，其劑量中所含有的納米氧化鋅難以進(jìn)入到人體并達(dá)到引起毒性的濃度，但如通過(guò)消化道或呼吸道進(jìn)入到人體之中的納米氧化鋅含量濃度較大，則可能會(huì)引發(fā)一定的毒性反應(yīng)。

納米氧化鋅作屬于納米氧化鋅重要材料，其所具備一定的光學(xué)活性。納米氧化鋅在應(yīng)用中，可作為光催化劑，激發(fā)光電細(xì)胞并產(chǎn)生一定電流，在紫外線條件下可產(chǎn)生大量電子，電子會(huì)促使自由基、活性氧化物及過(guò)氧化物等形成，對(duì)人體DNA、蛋白及脂肪造成一定損害。研究表明，在存在紫外線照射與不存在紫外線照射的環(huán)境中，不同濃度納米氧化鋅針對(duì)的細(xì)胞活性降低狀況并沒(méi)有出現(xiàn)較為顯著的差異，證明了納米氧化鋅不具備光毒性。Dufour等學(xué)者在研究中設(shè)置三種情境，在黑暗環(huán)境中、涂抹納米氧化鋅并提供紫外線照射條件、涂抹納米氧化鋅之前進(jìn)行紫外線照射，將納米氧化鋅涂抹于倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)涂抹納米氧化鋅并提供紫外線照射條件與涂抹納米氧化鋅之前進(jìn)行紫外線照射條件下，細(xì)胞染色體出現(xiàn)較為明顯的變異，其變異發(fā)生率與變異程度具備一致性。因此判斷染色體變異是因紫外線因素，受紫外線影響細(xì)胞增加了對(duì)氧化鋅敏感程度，并非納米氧化鋅具備光毒性。其原因可能是防曬劑中所應(yīng)用的納米氧化鋅多表現(xiàn)為疏水性基團(tuán)包裹狀態(tài)，抑制了光催化表面活性，降低了自由基產(chǎn)生等。

4 結(jié)語(yǔ)

在簡(jiǎn)單介紹納米粒子與納米氧化鋅的基礎(chǔ)上，對(duì)防曬劑中納米氧化鋅潛在人體暴露的基本途徑進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)防曬納米氧化鋅一般不會(huì)經(jīng)過(guò)皮膚進(jìn)入到人體內(nèi)，對(duì)人體安全性不存在明確的影響，對(duì)防曬劑中納米氧化鋅的基因毒性和光毒性作研究，發(fā)現(xiàn)其不具備基因毒性與光毒性，判斷納米氧化鋅用于防曬劑生產(chǎn)，屬于一種安全高效的防曬劑。納米氧化鋅在防曬劑中應(yīng)用經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，并未出現(xiàn)相關(guān)的毒性報(bào)道。實(shí)踐與研究證明，納米氧化鋅其安全性相對(duì)較好。未來(lái)研究應(yīng)將納米氧化鋅在受損皮膚、經(jīng)呼吸道及口腔進(jìn)入人體的危害作為研究重點(diǎn)，以綜合分析其安全性。

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