防晒剂中纳米氧化锌的安全性研究进展

方武荣(上海滇虹药业有限公司，上海 200000)

研究表明，氧化锌在进行中UVB中波紫外线与UVA长波紫外线过滤操作中具备良好作用，在广谱防晒剂中应用十分广泛。然而氧化锌在皮肤上直接涂抹，会带来一定粘稠感，并会在人体皮肤表面形成一层薄白膜，对皮肤美观造成一定影响，从而让氧化剂作为化妆品应用的价值具备了局限性。纳米技术的发展实现了氧化锌应用困境的突破，纳米氧化锌在应用中，消除了粘稠感并便于涂抹，在皮肤上涂抹后几乎透明，且其防晒效果十分突出。纳米氧化锌的出现，极大提高了氧化锌在化妆品领域的应用价值及接受程度。自上世纪九十年代末，纳米氧化锌开始应用于防晒剂领域，并在短时间内获得快速发展。当前，每年都有千吨以上的纳米粒子应用于防晒剂研发及生产领域，而纳米氧化锌其属于防晒剂主要纳米粒子之一。纳米氧化剂于防晒剂中的广泛应用，促使人们对其安全性进行综合研究与评价。

1 纳米粒子与纳米氧化锌基本认知

在物理学意义上而言，纳米物质指的是尺寸低于100纳米的物质，以毫微管、纳米纤维及纳米粒子为主要物质类型。纳米粒子指的是直径低于100nm的物质。在防晒剂中，纳米氧化锌所具备的大小多在30nm-200nm范围内，绝大多数纳米氧化锌大小不足150nm，主要表现为聚合物形态。因将纳米氧化锌应用于化妆品，并将其作为主要原料生产销售的时间相对较短，纳米氧化锌安全性问题备受关注。在一些化妆品产品中，其含有纳米粒子却没有在包装中进行相应标识，或标识有微粒子等，回避消费者群体对纳米粒子应用的安全性顾虑。暴露于人体的剂量与人体内引起的毒素效应，是影响防晒剂纳米氧化锌安全性的关键因素，在其安全性研究中，应以关键因素入手，综合探究纳米氧化锌安全性。

2 防晒剂中纳米氧化锌潜在人体暴露的基本途探究

2.1 经人体皮肤吸收

防晒剂中纳米氧化锌与人体接触的最直接也是最主要的途径即皮肤。人体皮肤角质层细胞间隙在100nm左右，受天气、环境及自身皮肤特性变化，其角质层细胞间隙可能增加，且毛囊让人体皮肤表面积增加，在应用防晒剂的过程中，纳米氧化锌会在毛囊内进行堆积，并可能成为进入到人体的潜在途径。从理论研究上看，防晒剂中所含有的纳米氧化锌，因其大小多在150nm以下，可能能够穿透人体皮肤角质层屏障保护，并进入到人体深层活体组织。基于纳米氧化锌经皮肤吸收到人体的研究案例较多，一些研究采取离体或在体试验方式，构建人体、无毛小鼠、猪等各种皮肤模型，对纳米氧化锌经皮肤吸收情况进行了探究，研究发现，防晒剂中纳米氧化锌并没有穿透皮肤角质层屏障进入到活性细胞之中，研究结果给出论证证明纳米氧化锌应用具备安全性，并认为其是因防晒剂中纳米氧化剂多以聚合物形态存在，并非原始纳米粒子。

然而在实际消费中，其基于纳米氧化锌对正常皮肤的影响，并不能对皮肤角质层受损失状态下纳米氧化锌经皮肤吸收情况进行有效描述，消费者对纳米氧化锌化妆品消费仍存在着一定的安全性担忧。因在实际应用中，皮肤晒伤后，消费者多会增加防晒剂应用量及频次，因晒伤皮肤角质层功能存在着一定缺陷，可能会导致纳米氧化锌渗透增加。儿童皮肤、老人皮肤及身体某些薄弱皮肤，属于皮肤渗透率较高的皮肤。当前，基于纳米氧化锌是否对受损状态下的皮肤或渗透性较高的皮肤存在着经皮吸收状况还需要进一步研究。

2.2 经呼吸道吸入或经口腔吸收

在实际防晒剂化妆品应用中，一些特殊用途的防晒剂除了通过皮肤进行吸收与渗透外，还存在着其他途径进入到人体之中。如喷雾状防晒剂或粉状防晒剂，其中含有的纳米氧化锌可以通过人体呼吸道进入到体内，应用于嘴唇部位的防晒剂，其含有的纳米氧化锌则可能经过口腔进入到人体之中，防晒剂洗脱后，进入到水体或其他水源中，人体可间接经过口腔将其吸入到人体之中。此外，防晒剂在生产过程中、运输过程中，人工的职业暴露，也属于纳米氧化锌经呼吸道或口腔被人体吸收的重要途径。

3 防晒剂中纳米氧化锌的基因毒性及光毒性研究

一般情况下，氧化锌其自身并不具备毒性。但纳米氧化锌是一种更细的颗粒物体，存在着较大的表面积，在应用中更容易渗透到人体体内，当其进入到体内后则会具备更强的化学活性，纳米氧化锌会与蛋白之间反应形成复合物，从而逃避细胞吞噬，诱导产生活性氧产物及自由基，并对DNA造成一定损害。纳米氧化锌所作用的靶器官主要包括骨组织、胰腺、心脏、脾及肝脏等。在一些体外研究中发现，选择不同浓度纳米氧化锌，并将细胞暴露于其中，当纳米氧化锌浓度不低于10ug／mL时，引发细胞剂量依赖性炎症反应，并导致细胞活性降低。有学者在试验中发现，在30nm左右的纳米氧化锌粒子环境中，表皮细胞中可以追踪到DNA损害症状，发现氧化应激等情况。以小鼠为试验对象的研究表明，纳米氧化锌在应用中吸入体内会引起暂时性肺部炎症反应，引起小鼠肠道内聚积并对肠道造成堵塞，引起老鼠嗜睡、呕吐甚至死亡，此外还引发有贫血及肾损害等症状。综合各种研究，纳米氧化锌出现毒性反应，与其浓度存在着直接关系。而防晒剂中的纳米氧化锌在一般情况下并不会经过皮肤进入到人体之中，由此可判断，仅仅采取涂抹方式应用防晒剂，其剂量中所含有的纳米氧化锌难以进入到人体并达到引起毒性的浓度，但如通过消化道或呼吸道进入到人体之中的纳米氧化锌含量浓度较大，则可能会引发一定的毒性反应。

纳米氧化锌作属于纳米氧化锌重要材料，其所具备一定的光学活性。纳米氧化锌在应用中，可作为光催化剂，激发光电细胞并产生一定电流，在紫外线条件下可产生大量电子，电子会促使自由基、活性氧化物及过氧化物等形成，对人体DNA、蛋白及脂肪造成一定损害。研究表明，在存在紫外线照射与不存在紫外线照射的环境中，不同浓度纳米氧化锌针对的细胞活性降低状况并没有出现较为显著的差异，证明了纳米氧化锌不具备光毒性。Dufour等学者在研究中设置三种情境，在黑暗环境中、涂抹纳米氧化锌并提供紫外线照射条件、涂抹纳米氧化锌之前进行紫外线照射，将纳米氧化锌涂抹于仓鼠卵巢细胞中，结果发现涂抹纳米氧化锌并提供紫外线照射条件与涂抹纳米氧化锌之前进行紫外线照射条件下，细胞染色体出现较为明显的变异，其变异发生率与变异程度具备一致性。因此判断染色体变异是因紫外线因素，受紫外线影响细胞增加了对氧化锌敏感程度，并非纳米氧化锌具备光毒性。其原因可能是防晒剂中所应用的纳米氧化锌多表现为疏水性基团包裹状态，抑制了光催化表面活性，降低了自由基产生等。

4 结语

在简单介绍纳米粒子与纳米氧化锌的基础上，对防晒剂中纳米氧化锌潜在人体暴露的基本途径进行分析，发现防晒纳米氧化锌一般不会经过皮肤进入到人体内，对人体安全性不存在明确的影响，对防晒剂中纳米氧化锌的基因毒性和光毒性作研究，发现其不具备基因毒性与光毒性，判断纳米氧化锌用于防晒剂生产，属于一种安全高效的防晒剂。纳米氧化锌在防晒剂中应用经过数十年的发展，并未出现相关的毒性报道。实践与研究证明，纳米氧化锌其安全性相对较好。未来研究应将纳米氧化锌在受损皮肤、经呼吸道及口腔进入人体的危害作为研究重点，以综合分析其安全性。

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