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Nach zwei Stunden können Sonnenschutzmittel, die etwas Zinkoxid enthalten, an Wirksamkeit verlieren und giftig werden

by drbyos
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Sonnenschutzmittel, die Zinkoxid, einen häufig vorkommenden Inhaltsstoff, enthalten, verlieren einen Großteil ihrer Wirksamkeit und werden nach zwei Stunden ultravioletter Strahlung giftig, so eine Zusammenarbeit, an der Wissenschaftler der Oregon State University beteiligt waren.

Die Toxizitätsanalyse umfasste Zebrafische, die auf molekularer, genetischer und zellulärer Ebene eine bemerkenswerte Ähnlichkeit mit dem Menschen aufweisen, was bedeutet, dass viele Zebrafischstudien unmittelbar für den Menschen relevant sind.

Die Ergebnisse wurden heute veröffentlicht in Photochemische und photobiologische Wissenschaften.

Das Forschungsteam, zu dem Robyn Tanguay und Lisa Truong vom College of Agriculture Sciences sowie die Doktorandin Claudia Santillan gehörten, versuchte, wichtige, aber weitgehend vernachlässigte Fragen zum massiven globalen Markt für Sonnenschutzmittel zu beantworten, der vom Marktdatenunternehmen Statista auf einen Wert von mehr als 24 Milliarden US-Dollar prognostiziert wurde bis Ende des Jahrzehnts.

Die Fragen: Wie stabil, sicher und wirksam sind Sonnenschutzbestandteile in Kombination und nicht als einzelne Verbindungen – so werden sie für die Zulassung durch die Food and Drug Administration in Betracht gezogen – und wie steht es um die Sicherheit von chemischen Produkten, die aus Reaktionen resultieren durch Sonneneinstrahlung?

„Sonnenschutzmittel sind wichtige Verbraucherprodukte, die dazu beitragen, die UV-Exposition und damit Hautkrebs zu reduzieren, aber wir wissen nicht, ob die Verwendung einiger Sonnenschutzformulierungen aufgrund von Wechselwirkungen zwischen einigen Inhaltsstoffen und UV-Licht unbeabsichtigte Toxizität haben kann“, sagte Tanguay, ein von der OSU ausgezeichneter Professor und internationaler Experte für Toxikologie.

Was die Öffentlichkeit über die Sicherheit von Sonnenschutzmitteln denkt, hat Hersteller, oft basierend auf begrenzten Daten, dazu veranlasst, viele Inhaltsstoffe zu verwenden, während sie andere einschränken, sagte sie. Zum Beispiel wurde Oxybenzon aufgrund von Bedenken, dass es die Korallenriffe schädigt, effektiv abgesetzt.

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“Und Sonnenschutzmittel, die anorganische Verbindungen wie Zinkoxid oder Titandioxid enthalten, die UV-Strahlen blockieren, werden immer stärker als sichere Alternativen zu den organischen niedermolekularen Verbindungen, die die Strahlen absorbieren, vermarktet”, sagte Tanguay.

Wissenschaftler, darunter James Hutchinson und Aurora Ginzburg von der University of Oregon und Richard Blackburn von der University of Leeds, stellten fünf Mischungen her, die die UV-Filter – die Wirkstoffe in Sonnenschutzmitteln – aus verschiedenen in den USA und Europa erhältlichen Produkten enthielten. Sie stellten auch zusätzliche Mischungen mit den gleichen Inhaltsstoffen sowie Zinkoxid am unteren Ende der kommerziell empfohlenen Menge her.

Anschließend setzten die Forscher die Mischungen zwei Stunden lang ultravioletter Strahlung aus und überprüften mittels Spektroskopie ihre Photostabilität – also was hat das Sonnenlicht mit den Verbindungen in den Mischungen und ihren UV-Schutzeigenschaften gemacht?

Die Wissenschaftler untersuchten auch, ob die UV-Strahlung eine der Mischungen für Zebrafische, einen weit verbreiteten Modellorganismus, der in fünf Tagen vom Ei zum Schwimmen übergeht, toxisch gemacht hat, und fanden heraus, dass die UV-exponierte Mischung ohne Zinkoxid keine keine wesentlichen Veränderungen bei den Fischen.

„Es gab mehrere Studien, die gezeigt haben, dass Sonnencremes unter UV-Exposition – der speziell für ihre Verwendung vorgesehenen Einstellung – schnell reagieren können, daher ist es ziemlich überraschend, wie wenig Toxizitätstests an den Photoabbauprodukten durchgeführt wurden“, sagte Truong. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass kommerziell erhältliche Formeln auf Basis von kleinen Molekülen, die die Grundlage für die von uns untersuchten Formeln waren, in verschiedenen Bestandteilsverhältnissen kombiniert werden können, um den Photoabbau zu minimieren.“

Wissenschaftler sahen jedoch große Unterschiede in der Photostabilität und Phototoxizität, wenn Zinkoxidpartikel hinzugefügt wurden – entweder Nanopartikel oder die größeren Mikropartikel.

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„Bei beiden Partikelgrößen zersetzte Zinkoxid die organische Mischung und verursachte einen Verlust von mehr als 80 % des organischen Filterschutzes gegen ultraviolette A-Strahlen, die 95 % der UV-Strahlung ausmachen, die die Erde erreicht“, sagte Santillan. “Außerdem verursachten die durch Zinkoxid induzierten Photoabbauprodukte eine signifikante Zunahme von Defekten bei den Zebrafischen, die wir zum Testen der Toxizität verwendet haben. Das deutet darauf hin, dass Zinkoxidpartikel zu Abbaumitteln führen, deren Eintrag in aquatische Ökosysteme umweltschädlich ist.”

Tanguay sagte, sie sei überrascht, dass alle fünf niedermolekularen Mischungen im Allgemeinen photostabil seien, aber nicht überrascht, dass die Zugabe von Zinkoxidpartikeln bei UV-Bestrahlung zu Toxizität führte.

„Für ein Team des Bundesstaates Oregon, das sich auf die Untersuchung der Toxizität von Nanopartikeln spezialisiert hat, waren diese Ergebnisse kein Schock“, sagte sie. „Die Ergebnisse würden viele Verbraucher überraschen, die von ‚nanofreien‘ Etiketten auf mineralischen Sonnenschutzmitteln irregeführt werden, die implizieren, dass die Sonnenschutzmittel sicher sind, nur weil sie diese kleineren Partikel nicht enthalten. Metalloxidpartikel jeder Größe können reaktive Oberflächenstellen haben. Egal, ob es weniger als 100 Nanometer ist oder nicht. Wichtiger als die Größe ist die Metallidentität, seine Kristallstruktur und eventuelle Oberflächenbeschichtungen.“

Die National Science Foundation und die National Institutes of Health haben diese Forschung unterstützt.

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