Zonnebrandcrème die zinkoxide bevat, een gemeenschappelijk ingrediënt, verliest veel van zijn effectiviteit en wordt giftig na twee uur blootstelling aan ultraviolette straling, volgens een samenwerking die Oregon State University wetenschappers opgenomen.
De bevindingen werden gepubliceerd in het tijdschrift ‘Photochemical and Photobiological Sciences’. De toxiciteitsanalyse impliceerde zebrafish, die een opmerkelijke gelijkenis aan mensen op de moleculaire, genetische, en cellulaire niveaus deelt, betekenend vele zebrafishstudies zijn onmiddellijk relevant voor mensen.
Het onderzoeksteam, waaronder het College Of Agriculture Sciences faculty Robyn Tanguay en Lisa Truong en graduate fellow Claudia Santillan, probeerde belangrijke maar grotendeels verwaarloosde vragen te beantwoorden met betrekking tot de enorme wereldwijde zonnebrandcrème markt, voorspeld door markt data bedrijf Statista een waarde van meer dan USD 24 miljard tegen het einde van het decennium.
De vragen: hoe stabiel, veilig en effectief zijn zonnebrandmiddelen ingrediënten in combinatie in plaats van als individuele verbindingen—dat is hoe ze worden beschouwd voor de goedkeuring van de Food and Drug Administration—en hoe zit het met de veiligheid van chemische producten die het gevolg zijn van reacties veroorzaakt door blootstelling aan zonlicht?
“Zonnebrandmiddelen zijn belangrijke consumentenproducten die helpen om UV-blootstelling en dus huidkanker te verminderen, maar we weten niet of het gebruik van sommige zonnebrandmiddelen formuleringen onbedoelde toxiciteit kan hebben als gevolg van interacties tussen sommige ingrediënten en UV-licht,” zei Tanguay, een OSU distinguished professor en een internationale expert in toxicologie.
Wat het publiek denkt over de veiligheid van zonnebrandcrème heeft ertoe geleid dat fabrikanten, vaak gebaseerd op beperkte gegevens, veel van sommige ingrediënten gebruiken terwijl ze anderen beperken, zei ze. Oxybenzone is bijvoorbeeld effectief gestopt vanwege de bezorgdheid dat het koraalriffen schaadt.
“En zonnebrandmiddelen met anorganische verbindingen zoals zinkoxide of titaniumdioxide, dat blok UV-stralen, worden op de markt gebracht meer en meer zwaar als veilige alternatieven voor de organische kleine molecule verbindingen die de stralen absorberen,” Tanguay zei.
Wetenschappers zoals James Hutchinson van de Universiteit van Oregon en Aurora Ginzburg en Richard Blackburn van de Universiteit van Leeds maakten vijf mengsels met de UV—filters-de actieve ingrediënten in zonnebrandmiddelen-van verschillende producten die beschikbaar zijn in de Verenigde Staten en Europa. Ze maakten ook extra mengsels met dezelfde ingrediënten, plus zinkoxide aan de onderkant van de commercieel Aanbevolen hoeveelheid.
De onderzoekers vervolgens blootgesteld de mengsels aan ultraviolette straling voor twee uur en gebruikt spectroscopie om hun fotostabiliteit te controleren-dat wil zeggen, wat deed zonlicht met de verbindingen in de mengsels en hun UV-beschermende mogelijkheden?
De wetenschappers keken ook naar de vraag of de UV-straling een van de mengsels had veroorzaakt om giftig te worden voor zebravis, een veel gebruikte modelorganisme dat gaat van ei naar zwemmen in vijf dagen, en vond dat de UV-blootgestelde mengsel zonder zinkoxide geen significante veranderingen in de vis veroorzaakte.
“Er zijn verschillende studies die bleek zonnebrandmiddelen kunnen snel reageren onder UV—blootstelling—De specifiek beoogde instelling voor het gebruik ervan-dus het is vrij verrassend hoe weinig toxiciteit testen is gedaan op de fotodegradatie producten,” Truong zei. “Onze bevindingen suggereren dat commercieel beschikbare formules op basis van kleine moleculen, die de basis vormden voor de formules die we hebben bestudeerd, kunnen worden gecombineerd in verschillende ingrediëntverhoudingen die de fotodegradatie minimaliseren.”
Maar wetenschappers zagen grote verschillen in fotostabiliteit en fototoxiciteit toen zinkoxide deeltjes werden toegevoegd—ofwel nanodeeltjes of de grotere microdeeltjes.
“Met beide grootte van het deeltje, zinkoxide degradeerde het organische mengsel en veroorzaakte een meer dan 80 procent verlies in organische filter bescherming tegen ultraviolet-A-stralen, die samen 95 procent van de UV-straling die de aarde bereikt,” Santillan zei.
Santillan voegde eraan toe: “ook de zink-oxide-geïnduceerde fotodegradatieproducten veroorzaakten aanzienlijke verhogingen van defecten aan de zebravis die we gebruikten om toxiciteit te testen. Dat suggereert dat zinkoxide deeltjes leiden tot afbraakstoffen waarvan de introductie in aquatische ecosystemen gevaarlijk is voor het milieu.”
Tanguay zei dat ze was verrast dat alle vijf small-molecule mengsels waren over het algemeen fototabel, maar niet verbaasd dat het toevoegen van zinkoxide deeltjes leidde tot toxiciteit bij UV-straling. “Als een team bij Oregon State dat gespecialiseerd is in het bestuderen van nanodeeltjes toxiciteit, deze resultaten waren geen schok,” zei ze.
“De bevindingen zouden veel consumenten verrassen die worden misleid door’ nano-vrije ‘ labels op minerale zonnebrandmiddelen die impliceren dat de zonnebrandmiddelen veilig zijn, alleen maar omdat ze die kleinere deeltjes niet bevatten. Elke grootte van metaaloxidedeeltje kan reactieve oppervlaktesites hebben, of het nu minder dan 100 nanometer is of niet. Belangrijker dan de grootte is de metaalidentiteit, de kristalstructuur en elke oppervlaktecoating, ” voegde ze eraan toe. De National Science Foundation en de National Institutes of Health ondersteunden dit onderzoek.