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Sicherheit von Titandioxid und Zinkoxid-Nanopartikeln in Sonnenschutzmitteln

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Kontext - In Sonnenschutzmitteln finden sich Nanopartikel von Zinkoxid (ZnO) und Titandioxid (TiO2). Sind sie ungefährlich?

Dies ist eine treue Zusammenfassung der führenden Berichts, der im 2016 durch Gesundheitsministerium der australischen Regierung (TGA) veröffentlicht wurde: " Literature Review on the safety of titanium dioxide and zinc oxide nanoparticles in sunscreens 1 " 

  • Quelle:TGA (2016)
  • Übersicht & Details: GreenFacts
Neuestes Update: 22 Juni 2018

Einführung

Da Zinkoxide und Titandioxid UV-Licht sehr wirkungsvoll abblocken, werden sie häufig in Sonnenschutzmitteln verwendet. Ihre allgemeinen Formen (d. h. Partikel im Mikrometerbereich) sind aber weiß und machen sie dadurch für die Anwendung auf der Haut für Kunden weniger attraktiv. In Form von Nanopartikeln (NP) jedoch werden sie durchsichtig. Deshalb sind Sonnenschutzmittel eines der Anwendungsgebiete, für die die aufstrebenden Nanotechnologien entwickelt werden.

In diesem Bericht wurden die wissenschaftliche Literatur zur Sicherheit von Zinkoxid (ZnO) und Titanoxid (TiO2) in ihrer Form von Nanopartikeln sowie die Bedenken rund um deren Verwendung in Sonnenschutzmitteln überprüft. Die beiden Hauptthemen in diesem Bericht betrafen einerseits den Nachweis, dass diese Nanopartikel die Haut durchdringen und lebensfähige Zellen erreichen können, und andererseits ihre potenzielle Toxizität.

Dies ist die zweite Aktualisierung des von der australischen Therapeutic Goods Administration (TGA) veröffentlichen Berichts. Der erste wurde im Jahr 2006 veröffentlicht und bereits im März 2013 aktualisiert.

Warum werden Titandioxid und Zinkoxid in Sonnenschutzmitteln verwendet?

In einer Vielzahl von Sonnenschutzmitteln für den Körper werden Pulver aus anorganischem Zinkoxid (ZnO) und Titandioxid (TiO2) als Inhaltsstoffe verwendet, und zwar wegen ihres hohen Absorptionsvermögens von UV-Licht (UV-A und UV-B). Wenn Partikel dieser Pulver eine Größe im Mikrometerbereich haben, behalten sie ihre Farb- und UV-Absorptionseigenschaften, auch wenn sie über längere Zeit der UV-Strahlung ausgesetzt sind. Dies erhöht die Stabilität von Sonnenschutzmitteln und ihr Vermögen, die Haut vor ultraviolettem Licht zu schützen.

Warum werden Titandioxid und Zinkoxid in Form von Nanopartikeln in Sonnenschutzmitteln verwendet?

Ein Nachteil von ZnO- und TiO2-Partikeln ist, dass sie, wenn ihre Größe im Bereich eines Mikrometers liegt, sie auf der Haut als matte weiße Schicht sichtbar sind. Das führt dazu, dass Verbraucher diese Sonnenschutzmittel nur sehr unwillig verwenden. Als Nanopartikel (NP) jedoch sind diese Oxide transparent und auf der Haut nicht sichtbar. Ihre UV-Sonnenschutzeigenschaften behalten sie dennoch bei oder steigern sie sogar noch.

Welche potenziellen Hauptnebenwirkungen von ZnO und TiO2 sind bekannt?

Der aktuelle Literaturüberblick legt folgende Beweise nahe:

  • Zusammen mit UV-Licht können ZnO- und TiO2-Nanopartikel reaktive Sauerstoffspezies (eine Art Sauerstoff, die die DNA schädigen kann) erzeugen und karzinogen wirken, wenn sie in den Körper eindringen;
  • Diese Toxizität und die Gentoxizität von ZnO- und TiO2-Nanopartikeln wurden in einem breiten Bereich von Zelltypen nachgewiesen;
  • Eine Vielzahl weiterer potenziell negativer gesundheitlicher Auswirkungen könnten in Labortieren nach Verabreichung von ZnO- und TiO2-Nanopartikeln beobachtet werden.  

Die Mehrheit der experimentellen Studien haben jedoch gezeigt, dass sowohl ZnO- als auch TiO2-Nanopartikel die äußeren Hautschichten entweder gar nicht oder nur minimal durchdringen, und gehen daher davon aus, dass die Absorption von Nanopartikeln in den Körper und damit auch der Begleittoxizität eher unwahrscheinlich ist.

Darüber hinaus konnte nicht festgestellt werden, dass TiO2- oder ZnO-NP Eigenschaften wie eine bemerkenswerte Hautreizung (reversible Hautschäden), Ätzwirkung (irreversibler nekrotischer Schaden, der bis in die Dermis dringt) oder Sensibilisierung besitzt, wenn sie in Sonnenschutzmitteln für Menschen bei fehlender UV-Strahlung oder bei UV-freiem Licht verwendet werden.

Wie können die möglichen toxischen Wirkungen von Titandioxid- und Zinkoxid-Nanopartikeln in Sonnenschutzmitteln verringert werden?

Zur Senkung ihres Potenzials der Erzeugung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) auch nach der UV-Bestrahlung, wodurch ihre Toxizität auf Zellen und die Gentoxizität herbeigeführt werden, kann die Oberfläche von Nanopartikeln verändert werden, indem sie mit Aluminiumhydroxid, Polymeren oder inerten Silika-Oxiden beschichtet werden.

Anti-Oxidans-Verbindungen (wie die Vitamine A, E oder C) können den Sonnenschutzrezepturen ebenfalls hinzugefügt werden. Durch Dispergieren von ZnO-Partikeln in Triglyceriden konnte im Versuch eine Verringerung der ROS-Bildung nachgewiesen werden.

Es wurde aber auch nachgewiesen, dass die intakte Beschichtung zerstört und die NP-Beschichtung unter bestimmten Bedingungen beschädigt werden kann, und zwar hauptsächlich durch Calcium- und Hypochlorit-Ionen, die beispielsweise im Wasser von Schwimmbecken zu finden sind.

Welche wesentlichen Schlussfolgerungen zieht diese aktualisierte Literaturübersicht hinsichtlich der Sicherheit von ZnO und TiO2?

Auf der Grundlage der aktuellen Nachweise kommt der Bericht zu dem Schluss, dass wahrscheinlich weder Titandioxid- noch Zinkoxid-Nanopartikel in ihrer Verwendung als beschichtete Inhaltsstoffe in Sonnenschutzmitteln Schaden anrichten.

Der Bericht unterstreicht im Gegenteil, dass der aktuelle Kenntnisstand stark darauf hinweist, dass das mit Nanopartikeln in Sonnenschutzmitteln verbundene geringe potenzielle Risiko bei weitem von den Vorteilen übertroffen wird, die Sonnenschutzmittel mit Nanopartikeln beim Schutz vor Hautschäden und ganz besonders vor Hautkrebs haben.

Der Bericht erwähnt auch, dass der Wissenschaftliche Ausschuss für Verbrauchersicherheit der Europäischen Kommission im Jahr 2012 zu dem Schluss gekommen ist, dass Zinkoxid-Nanopartikel in Sonnenschutzmitteln als ungefährlich in Bezug auf Nebenwirkungen für Menschen nach Auftragen auf eine gesunde, intakte und nicht sonnenverbrannte Haut betrachtet werden kann. Eine ähnliche Position vertraten sie in ihrem Bericht zu TiO2-Nanopartikeln2.

1 © Commonwealth of Australia 2017. Diese Arbeit ist urheberrechtlich geschützt. Anfragen bezüglich Vervielfältigung und Rechte sind an den Copyright-Beauftragten der TGA, Therapeutic Goods Administration, Postfach 100, Woden ACT 2606 oder per E-Mail an tga.copyright(@t)ga.gov.au zu richten.
2 2 Es ist festzuhalten, dass die Internationale Agentur für Krebsforschung Titandioxidstaub, wenn eingeatmet, als „möglicherweise krebserregend für Menschen“ eingestuft hat. (Gruppe 2B)
 https://monographs.iarc.fr/ENG/Publications/techrep42/TR42-4.pdf


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