文/劉 錚 葉 蓉 劉 毅
在國(guó)際化妝品工業(yè)中,13%以上的產(chǎn)品含有納米技術(shù)。未來(lái)三年,納米產(chǎn)品對(duì)全球化妝品經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)將超過(guò)1萬(wàn)億美元,納米技術(shù)在廣闊的化妝品領(lǐng)域有著巨大的發(fā)展空間。納米材料(Nanomaterials ,以下簡(jiǎn)稱NMS)在不同用途的化妝品配方中的使用,也導(dǎo)致了全球范圍內(nèi)與皮膚直接接觸和間接與環(huán)境有關(guān)的廢物管理方面的安全問(wèn)題。
本文主要探討化妝品中NMS使用的監(jiān)管和安全指南的現(xiàn)狀,強(qiáng)調(diào)監(jiān)管機(jī)構(gòu)在全球范圍內(nèi)協(xié)調(diào)一致的必要性,以及未來(lái)化妝品及其成分安全和質(zhì)量評(píng)估的趨勢(shì),和對(duì)化妝品中使用NMS可能會(huì)增強(qiáng)或抑制其成分對(duì)皮膚吸收的討論??梢哉f(shuō),納米技術(shù)的使用引起了歐盟、美國(guó)、加拿大、日本等組織和國(guó)家的關(guān)注。
自1982年,國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司蘇黎世實(shí)驗(yàn)室的葛.賓尼(Gerd Bining)博士和?!ち_雷爾(Heinrich Rohrer)博士及其實(shí)驗(yàn)室的其他工作人員,研制成功了世界第一臺(tái)新型表面分析儀器——掃描隧道顯微鏡(Scanning Tunneling Microscope,簡(jiǎn)稱STM)以來(lái),納米技術(shù)(Nanotechnology)在材料、系統(tǒng)、設(shè)備和技術(shù)方面日新月異地發(fā)展。如今,被用于個(gè)人保健品、化妝品和非處方藥OTC等之中的就有使用納米材料(NMS);此外,納米技術(shù)已經(jīng)徹底改變了臨床實(shí)踐,由于其潛在的優(yōu)勢(shì),人們對(duì)它的期望值相當(dāng)高。當(dāng)然,納米顆粒的定義仍在發(fā)展,不同國(guó)家的監(jiān)管機(jī)構(gòu)根據(jù)其用途和治療應(yīng)用,以不同的方式對(duì)其進(jìn)行定義。目前,各種基于NMS的化妝品正在研發(fā)中,并可能在未來(lái)進(jìn)入市場(chǎng)(表1詳細(xì)給出了化妝品中NMS的一些不同專利)。一些化妝品正利用NMS作為活性成分、載體或賦形劑。另外,NMS還被用于化妝品的制造設(shè)備和包裝(詳見(jiàn)表2)。事實(shí)上,化妝品行業(yè)是第一個(gè)在其產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中使用納米技術(shù)的行業(yè)。使用NMS制備的化妝品配方通常旨在提高配方的效率、更好的滲透性、減少所用成分的數(shù)量和伴隨的毒性,或增強(qiáng)活性物質(zhì)的穩(wěn)定性,還能促進(jìn)皮膚深層滲透。但是,NMS的使用伴隨著需要解決的安全和穩(wěn)定性問(wèn)題。盡管它們具有多方面的適用性,但由于其體積小,基于NMS的產(chǎn)品的首要問(wèn)題是其對(duì)人類健康和環(huán)境的影響,雖然較小的尺寸有助于提高整個(gè)皮膚的吸收,但是,隨后可能導(dǎo)致毒性影響,因此必須進(jìn)行毒理學(xué)研究。NMS使化妝品工業(yè)發(fā)生了革命性的變化,金屬和金屬氧化物及金、銀、鉑等在化妝品中被廣泛用作NMS,鈦、鈰、鋁、鐵和鋅的氧化物也被廣泛用作NMS。其中一些NMS(如鋁和氧化鐵)用作基礎(chǔ)的遮瑕膏,因?yàn)樗鼈兡軌虮3滞该鞫?,消除皺紋和細(xì)紋。其他金屬NMS由于具有的抗菌性能,因此被用于美容皂,也可以治療丘疹和痤瘡。如氧化鈰用于化妝品中,以減少持續(xù)炎癥介質(zhì),并促進(jìn)皮膚年輕態(tài)。
表1:化妝品納米材料的一些不同專利
表2:納米材料在化妝品的應(yīng)用范圍
表3:“納米材料”在不同國(guó)家/組織的法律定義
此外,納米級(jí)熊果苷通過(guò)抑制黑素生成而被用作美白劑(對(duì)苯二酚的天然衍生物)。絲膠負(fù)離子納米材料在化妝品中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,這些產(chǎn)品由絲膠蛋白(從家蠶繭的脫膠中提取)制成,用于化妝品配方,如護(hù)發(fā)素和洗發(fā)水,因?yàn)樗鼈兡軌蝻@著增強(qiáng)頭發(fā)的柔軟度、光澤,保持發(fā)色。護(hù)膚品NMS產(chǎn)品含有抗氧化劑和蛋白質(zhì),或具有抗老化性能的維生素。NMS的另一個(gè)例子是橙皮素Hesperetin,它被應(yīng)用于皮膚專用的化妝品,具有抗炎、抗氧化、抗老化、提高生物利用度和穩(wěn)定性的特點(diǎn)。
時(shí)至今日,關(guān)于納米技術(shù)對(duì)未來(lái)化妝品的影響,正在進(jìn)行激烈的辯論。不同的國(guó)家/組織采用了自己的定義(見(jiàn)表3)和方法來(lái)測(cè)試和標(biāo)記含有NMS的化妝品,而協(xié)調(diào)納米化妝品的安全和質(zhì)量準(zhǔn)則,則需要時(shí)間去操作。
各種以納米技術(shù)為基礎(chǔ)的化妝品已經(jīng)以護(hù)膚霜、噴霧等形式進(jìn)入市場(chǎng),以改善現(xiàn)有的化妝品材料或至少增強(qiáng)產(chǎn)品的吸引力?;瘖y品配方中的NMS可分為:
(1)無(wú)機(jī)物、有機(jī)物;
(2)未包衣,涂層、摻雜;
(3)微粒、膠束、脂質(zhì)體。
由于這些NMS在使用時(shí)會(huì)與皮膚/口腔接觸,或因其持續(xù)使用或沖洗而進(jìn)入體內(nèi)環(huán)境,因此會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生有害影響。例如,紫外線對(duì)肌膚DNA造成損害,是導(dǎo)致皮膚癌形成的主要原因之一,日常防曬就需要使用防曬霜。而氧化鈦和氧化鋅被用于防曬霜中,以反射或散射紫外線。同樣,化妝品中的金納米粒子也存在安全問(wèn)題,盡管金納米粒子具有良好的生物相容性、豐富的功能性、確定和控制的尺寸以及高的LD50和LD80值(1 mg/mL),但它們不可生物降解,因此毒性問(wèn)題會(huì)因其可能積聚在細(xì)胞中,或可能在血液中循環(huán)時(shí)間較長(zhǎng)而出現(xiàn)。已知這些納米顆粒與細(xì)胞的相互作用取決于它們的大小、形狀、表面電荷、表面修飾、劑量等。例如,報(bào)道了金納米顆粒通過(guò)細(xì)胞和核膜的大小依賴性滲透,導(dǎo)致與DNA的相互作用,表明它們的毒性與其大小有關(guān)。其他研究也顯示了相似的結(jié)果。粒徑/形態(tài)或成分不同的顆粒,顯示出不同的速度和顆粒清除位置。到目前為止,對(duì)于其他化妝品配方,如納米噴霧、納米吸入產(chǎn)品等,其在皮膚、系統(tǒng)循環(huán)和呼吸系統(tǒng)中的遷移還沒(méi)有完全闡明。另外,對(duì)釋放產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和組成、它們?cè)谄つw和呼吸系統(tǒng)中的沉積進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),對(duì)于開(kāi)發(fā)安全的納米產(chǎn)品是非常可取的。因此,基于NMS的化妝品需要根據(jù)具體情況進(jìn)行評(píng)估,同時(shí)要考慮到它們的不同理化性質(zhì)。
來(lái)自加拿大、澳大利亞、美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)和歐洲委員會(huì)等多個(gè)國(guó)家/組織的監(jiān)管機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)始處理納米技術(shù)產(chǎn)品中NMS所帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。亞洲地區(qū)的中國(guó)、印度、韓國(guó)、泰國(guó)等國(guó)把歐美制定的立法作為自身發(fā)展的基準(zhǔn)。
近年來(lái),由于含有NMS的化妝品可能會(huì)滲透皮膚,并可能導(dǎo)致皮膚過(guò)敏或抑制肌體維生素D的產(chǎn)生等,因此NMS的安全性和質(zhì)量受到質(zhì)疑。表4列出了不同國(guó)家化妝品中NMS的主要挑戰(zhàn)、法規(guī)和安全評(píng)估,簡(jiǎn)述如下:
在美國(guó),化妝品、醫(yī)療產(chǎn)品和食品的安全和質(zhì)量受1938年《食品、藥品和化妝品法》管轄。它的目的是避免摻假和供應(yīng)品牌錯(cuò)誤的物品。盡管如此,所有食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)監(jiān)管的產(chǎn)品上市前都經(jīng)過(guò)授權(quán),在上市前對(duì)成分和最終產(chǎn)品進(jìn)行了適當(dāng)?shù)臋z驗(yàn)。但化妝品并非如此,它是建立在上市后權(quán)威的基礎(chǔ)上,即在上市前不進(jìn)行任何評(píng)估過(guò)程,制造商負(fù)責(zé)維護(hù)其安全。目前,由于NMS體積小,具有較好的理化和生物特性,因此它也在FDA監(jiān)管范圍之中。但是,這些NMS會(huì)影響產(chǎn)品的安全/質(zhì)量,從而導(dǎo)致健康問(wèn)題。因此,“納米技術(shù)工作組”在2007年設(shè)計(jì)了一份新報(bào)告,以確?;瘖y品中使用的NMS的安全,并防止其摻假。2014年6月,美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)在公開(kāi)會(huì)議和討論未來(lái)關(guān)注的問(wèn)題后,發(fā)布了行業(yè)最終指導(dǎo)方針,以規(guī)范化妝品中使用的各種NMS的安全問(wèn)題。這些指南為FDA目前關(guān)于化妝品中NMS安全性評(píng)估的想法提供了指導(dǎo)與支持:行業(yè)和其他學(xué)術(shù)界和監(jiān)管機(jī)構(gòu)確定化妝品中使用的NMS的潛在安全問(wèn)題,并提出評(píng)估框架(聯(lián)邦公報(bào)76 FR 34715和77 FR 24722)。美國(guó)食品和藥物管理局還通過(guò)與個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品委員會(huì)聯(lián)合運(yùn)行自愿的化妝品注冊(cè)計(jì)劃,向生產(chǎn)商更新了有害物質(zhì)及其相關(guān)副作用,以避免其在化妝品中的使用。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(EPA)也在研究NMS的影響。
表4:國(guó)際上對(duì)化妝品NMS的監(jiān)管和安全方面
歐盟(EU)于1976年制定了化妝品安全監(jiān)管制度,并于2007年對(duì)其進(jìn)行了更新。歐盟對(duì)染發(fā)劑、防曬霜、皮膚保護(hù)劑、止汗劑等也有嚴(yán)格的規(guī)定,上市前也需要審批。然而,由于美國(guó)食品和藥物管理局沒(méi)有將其列入化妝品清單,因此這些產(chǎn)品在美國(guó)作為非處方產(chǎn)品提供,無(wú)需獲得上市前批準(zhǔn)。在歐盟,化妝品的批準(zhǔn)方法包括向消費(fèi)者安全科學(xué)委員會(huì)(SCCS)提交一份安全檔案,該委員會(huì)審查在允許該產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)之前提供的毒理學(xué)數(shù)據(jù)概況?!痘瘖y品成分檢測(cè)及其安全性評(píng)價(jià)指導(dǎo)說(shuō)明》(消費(fèi)品科學(xué)委員會(huì))中提到了各種化妝品安全指南。根據(jù)歐盟準(zhǔn)則,化妝品不得用于預(yù)防、治療、緩解或治療疾病。在歐盟,NMS的監(jiān)管也不同,根據(jù)其指導(dǎo)方針,不穩(wěn)定分子(如脂質(zhì)體)不被視為NMS,只有不溶性/生物持久性物質(zhì)和納米范圍內(nèi)特意制備的物質(zhì)(如Ti02、納米金等)被視為NMS,因?yàn)檫@些不溶性納米顆粒具有進(jìn)入人體的能力,可能導(dǎo)致安全問(wèn)題。2009年歐盟制定了法規(guī),以提高人身安全和透明度。根據(jù)本法規(guī)[(第1223/2009號(hào)法規(guī)(EC)]第16條:在市場(chǎng)上推出任何新的含有NMS的化妝品之前,必須提供六個(gè)月的安全數(shù)據(jù)。歐盟國(guó)家當(dāng)局評(píng)估其安全性,并在市場(chǎng)管制期間采取必要措施。如果化妝品制造過(guò)程中使用了納米成分,也必須在標(biāo)簽上注明“納米nano”字樣。然而,食品和藥物管理局的指導(dǎo)方針并不需要在產(chǎn)品標(biāo)簽上公開(kāi)它們的NMS。歐盟進(jìn)一步更新了新的修正案(SCCS,2012年),該修正案自2012年起生效,只允許銷售更安全的基于NMS的化妝品?!痘瘜W(xué)品登記、評(píng)估、授權(quán)和限制條例》(REACH)[351]涵蓋了NMS的環(huán)境安全和準(zhǔn)則考慮。
在世界范圍內(nèi),歐盟與美國(guó)、日本和加拿大在化妝品監(jiān)管的國(guó)際合作中發(fā)揮了作用,以克服在化妝品中使用NMS的監(jiān)管問(wèn)題。該組織在2010年頒布了一份《化妝品中NMS的標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)方法》的報(bào)告。
澳大利亞國(guó)家工業(yè)化學(xué)品通告評(píng)估署(NICNAS)計(jì)劃監(jiān)測(cè)與工業(yè)NMS相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn),在2010年提供了“工業(yè)NMS”的有限定義,并自2011年1月起實(shí)施了這些指南。NICNAS的目標(biāo)與1989年《工業(yè)化學(xué)品通知和評(píng)估法》一致,其目的是根據(jù)其指導(dǎo)方針和監(jiān)管方面提供的NMS的識(shí)別,并根據(jù)物質(zhì)來(lái)確定其是否為現(xiàn)有化學(xué)品的納米形式(現(xiàn)有化學(xué)品清單可與澳大利亞化學(xué)品清單一起獲得物質(zhì))或新的化學(xué)物質(zhì)。新化學(xué)品經(jīng)NICNAS許可和評(píng)估后引入,不允許行業(yè)進(jìn)行自我評(píng)估。但是,現(xiàn)有化學(xué)品的NMS不需要NICNAS的任何許可/評(píng)估。盡管如此,如果確定了健康/環(huán)境危害,NICNAS有權(quán)發(fā)起審查。NICNAS還制作與NMS概述、其對(duì)健康和監(jiān)管控制的影響有關(guān)的審查、事實(shí)資料表和技術(shù)信息表,并與澳大利亞健康、安全和環(huán)境工作組、澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)納米技術(shù)委員會(huì)等各種國(guó)內(nèi)組織以及國(guó)際組織合作,即與國(guó)家管理系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織工作組合作。
印度已經(jīng)提出了與NMS健康和環(huán)境影響有關(guān)的問(wèn)題。印度政府正在建立監(jiān)管機(jī)構(gòu),負(fù)責(zé)管理基于NMS產(chǎn)品的安全生產(chǎn)、標(biāo)簽和營(yíng)銷。在這種配方中,沒(méi)有具體的關(guān)于NMS的規(guī)定,各種法律、法規(guī)需要修改,以涵蓋NMS相關(guān)的后果,包括1940年《藥品和化妝品法》;1948年《職業(yè)健康和安全:工廠法》;1948年《環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理:污染控制法》;《環(huán)境保護(hù)法》《廢物處理:工廠法》;2007年《危險(xiǎn)品管理規(guī)則》等。目前,正在討論是否將NMS問(wèn)題納入上述規(guī)則、條例或制定新的條例??紤]到印度在NMS方面的監(jiān)管體系與納米技術(shù)危害之間的差距,印度迫切需要一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)管理體系。印度正在研究歐盟和美國(guó)的指導(dǎo)方針及立法制定,并在很大程度上參與各種國(guó)際、政府間組織,如作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)、經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD經(jīng)合組織)、國(guó)家監(jiān)測(cè)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)制定、安全實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐和風(fēng)險(xiǎn)治理組織。
到目前為止,巴西還沒(méi)有制定使用NMS的法律、法規(guī)。2012年10月,巴西國(guó)家衛(wèi)生局(ANVISA)就增加納米技術(shù)的使用進(jìn)行了討論,并于2013年7月通過(guò)了一項(xiàng)條例。根據(jù)本條例,設(shè)立了納米技術(shù)委員會(huì),目的是核實(shí)管理局對(duì)納米技術(shù)的現(xiàn)有知識(shí);保持對(duì)基于納米技術(shù)的產(chǎn)品的問(wèn)責(zé)制;確定其他國(guó)家遵守的規(guī)則/條例,并向管理局提出替代準(zhǔn)則。
2014年,該納米委員會(huì)公布了機(jī)構(gòu)診斷納米技術(shù),并指出巴西生產(chǎn)了637種基于納米技術(shù)的產(chǎn)品(其中599種是化妝品產(chǎn)品)。考慮到制定監(jiān)管納米技術(shù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和營(yíng)銷的法律框架的必要性,委員會(huì)提出了一些建議,例如:詳細(xì)闡述所開(kāi)發(fā)產(chǎn)品和所采用工藝的安全評(píng)估、監(jiān)督和管理規(guī)范、指南;生成納米/NMS影響因素清單及健康與環(huán)境安全等。
自2008年以來(lái),日本經(jīng)濟(jì)、貿(mào)易和工業(yè)部(METI)在工業(yè)層面監(jiān)測(cè)NMS的風(fēng)險(xiǎn)管理。此外,日本國(guó)家職業(yè)安全與健康研究所(JNIOSH)發(fā)布了這些報(bào)告,并對(duì)NMS的一系列職業(yè)健康問(wèn)題指南進(jìn)行了更新。由國(guó)際化妝品監(jiān)管合作組織(ICCR)、美國(guó)、加拿大、日本和歐盟的化妝品監(jiān)管和指導(dǎo)方針權(quán)威機(jī)構(gòu)建立的納米技術(shù)工作組正在對(duì)該區(qū)域的協(xié)調(diào)進(jìn)行相關(guān)研究。該小組于2010年7月發(fā)布了一份關(guān)于化妝品納米技術(shù)“檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和方法”的報(bào)告,其中包括來(lái)自不同當(dāng)局的NMS定義清單。
在加拿大,加拿大衛(wèi)生部和環(huán)境部這兩個(gè)監(jiān)管機(jī)構(gòu)的主要職責(zé)是監(jiān)測(cè)化妝品中NMS的使用情況。這些機(jī)構(gòu)提供了NMS的工作定義,收集有關(guān)NMS進(jìn)入市場(chǎng)使用、特性和安全問(wèn)題信息的方法。他們還制定了《關(guān)于加拿大工作定義的臨時(shí)政策聲明》,這是一份收集到的化妝品中NMS的安全使用信息。
歐盟指南中描述了各種用于評(píng)估NMS安全性的臨床前試驗(yàn),即物理化學(xué)特性(尺寸、形狀、表面電荷等);預(yù)測(cè)NMS與皮膚接觸時(shí)可能發(fā)生的數(shù)學(xué)模型試驗(yàn);通過(guò)激光掃描聚焦顯微鏡、高分辨率透射電鏡等對(duì)皮膚治療后的微觀評(píng)估。除此之外,還需要進(jìn)行各種體外試驗(yàn),如光毒性評(píng)價(jià)、人/豬皮膚的吸收測(cè)定、胚胎毒性試驗(yàn)、基因毒性和皮膚刺激性試驗(yàn)。這些試驗(yàn)中考慮了NMS通過(guò)生理屏障的滲透、它們的攝取和遷移,以及它們對(duì)細(xì)胞應(yīng)激/細(xì)胞損傷的誘導(dǎo)。美國(guó)食品和藥物管理局在《工業(yè)最終指南:化妝品中NMS的安全》[(聯(lián)邦公報(bào)公告:79 FR 36534(2014年6月27日)]中也推薦了類似的試驗(yàn)。經(jīng)合組織和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織,也在努力在全球制定保護(hù)環(huán)境和人類健康的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。但是,對(duì)于納米技術(shù)化妝品的評(píng)估仍然沒(méi)有統(tǒng)一的測(cè)試要求。
全球在化妝品中使用NMS的主要挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn),可能會(huì)在接下來(lái)的幾年中繼續(xù)討論。所有當(dāng)局、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和制造商的主要目標(biāo)是使用NMS化妝品的安全和質(zhì)量。在最終產(chǎn)品上市前,通過(guò)對(duì)臨床前和人類使用的安全評(píng)估及適當(dāng)評(píng)估,可以消除化妝品及其成分的局部健康風(fēng)險(xiǎn)。雖然人體全身暴露可能是基于皮膚的體外滲透,但在過(guò)去的幾十年里,人們已經(jīng)做出了巨大的努力來(lái)開(kāi)發(fā)其他替代性和非動(dòng)物安全性試驗(yàn),包括皮膚和眼睛刺激試驗(yàn)、體外遺傳毒性試驗(yàn)、光毒性試驗(yàn)、LLNA(局部淋巴結(jié)試驗(yàn))和皮膚滲透試驗(yàn),通常用于化妝品的安全評(píng)估。
現(xiàn)在,歐盟、美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局和其他有關(guān)部門關(guān)于化妝品物質(zhì)安全性分析的指導(dǎo)方針包括一份體外和一些體內(nèi)毒性試驗(yàn)的清單。
綜上所述,化妝品用NMS的安全性分析是一個(gè)復(fù)雜而嚴(yán)重的問(wèn)題,受到各種科學(xué)問(wèn)題的影響,也受到化妝品中NMS的區(qū)域監(jiān)管更新及其動(dòng)物檢測(cè)倫理問(wèn)題的影響。為了所有制造商、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和消費(fèi)者的利益,需要具備納米技術(shù)的國(guó)家對(duì)這些產(chǎn)品實(shí)施安全性評(píng)估和NMS評(píng)估/評(píng)估指南協(xié)調(diào),以確保含有NMS的化妝品配方對(duì)消費(fèi)者安全?,F(xiàn)行法規(guī)并未特別強(qiáng)調(diào)此類產(chǎn)品的生產(chǎn)、處理或標(biāo)簽,因此,有必要通過(guò)使用NMS使行業(yè)透明,以減少國(guó)家之間、國(guó)內(nèi)不同法規(guī)和立法之間的差距。