防曬劑中納米氧化鋅的安全性研究進展

方武榮(上海滇虹藥業(yè)有限公司，上海 200000)

研究表明，氧化鋅在進行中UVB中波紫外線與UVA長波紫外線過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，會帶來一定粘稠感，并會在人體皮膚表面形成一層薄白膜，對皮膚美觀造成一定影響，從而讓氧化劑作為化妝品應(yīng)用的價值具備了局限性。納米技術(shù)的發(fā)展實現(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)用價值及接受程度。自上世紀九十年代末，納米氧化鋅開始應(yīng)用于防曬劑領(lǐng)域，并在短時間內(nèi)獲得快速發(fā)展。當前，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，促使人們對其安全性進行綜合研究與評價。

1 納米粒子與納米氧化鋅基本認知

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)銷售的時間相對較短，納米氧化鋅安全性問題備受關(guān)注。在一些化妝品產(chǎn)品中，其含有納米粒子卻沒有在包裝中進行相應(yīng)標識，或標識有微粒子等，回避消費者群體對納米粒子應(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)用防曬劑的過程中，納米氧化鋅會在毛囊內(nèi)進行堆積，并可能成為進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，并進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方式，構(gòu)建人體、無毛小鼠、豬等各種皮膚模型，對納米氧化鋅經(jīng)皮膚吸收情況進行了探究，研究發(fā)現(xiàn)，防曬劑中納米氧化鋅并沒有穿透皮膚角質(zhì)層屏障進入到活性細胞之中，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。

然而在實際消費中，其基于納米氧化鋅對正常皮膚的影響，并不能對皮膚角質(zhì)層受損失狀態(tài)下納米氧化鋅經(jīng)皮膚吸收情況進行有效描述，消費者對納米氧化鋅化妝品消費仍存在著一定的安全性擔憂。因在實際應(yīng)用中，皮膚曬傷后，消費者多會增加防曬劑應(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。當前，基于納米氧化鋅是否對受損狀態(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一步研究。

2.2 經(jīng)呼吸道吸入或經(jīng)口腔吸收

在實際防曬劑化妝品應(yīng)用中，一些特殊用途的防曬劑除了通過皮膚進行吸收與滲透外，還存在著其他途徑進入到人體之中。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人體呼吸道進入到體內(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)過口腔進入到人體之中，防曬劑洗脫后，進入到水體或其他水源中，人體可間接經(jīng)過口腔將其吸入到人體之中。此外，防曬劑在生產(chǎn)過程中、運輸過程中，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)，當其進入到體內(nèi)后則會具備更強的化學(xué)活性，納米氧化鋅會與蛋白之間反應(yīng)形成復(fù)合物，從而逃避細胞吞噬，誘導(dǎo)產(chǎn)生活性氧產(chǎn)物及自由基，并對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，并將細胞暴露于其中，當納米氧化鋅濃度不低于10ug／mL時，引發(fā)細胞劑量依賴性炎癥反應(yīng)，并導(dǎo)致細胞活性降低。有學(xué)者在試驗中發(fā)現(xiàn)，在30nm左右的納米氧化鋅粒子環(huán)境中，表皮細胞中可以追蹤到DNA損害癥狀，發(fā)現(xiàn)氧化應(yīng)激等情況。以小鼠為試驗對象的研究表明，納米氧化鋅在應(yīng)用中吸入體內(nèi)會引起暫時性肺部炎癥反應(yīng)，引起小鼠腸道內(nèi)聚積并對腸道造成堵塞，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經(jīng)過皮膚進入到人體之中，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入到人體并達到引起毒性的濃度，但如通過消化道或呼吸道進入到人體之中的納米氧化鋅含量濃度較大，則可能會引發(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，電子會促使自由基、活性氧化物及過氧化物等形成，對人體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的細胞活性降低狀況并沒有出現(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行紫外線照射，將納米氧化鋅涂抹于倉鼠卵巢細胞中，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行紫外線照射條件下，細胞染色體出現(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，受紫外線影響細胞增加了對氧化鋅敏感程度，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

在簡單介紹納米粒子與納米氧化鋅的基礎(chǔ)上，對防曬劑中納米氧化鋅潛在人體暴露的基本途徑進行分析，發(fā)現(xiàn)防曬納米氧化鋅一般不會經(jīng)過皮膚進入到人體內(nèi)，對人體安全性不存在明確的影響，對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)過數(shù)十年的發(fā)展，并未出現(xiàn)相關(guān)的毒性報道。實踐與研究證明，納米氧化鋅其安全性相對較好。未來研究應(yīng)將納米氧化鋅在受損皮膚、經(jīng)呼吸道及口腔進入人體的危害作為研究重點，以綜合分析其安全性。

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