Nanodelci in cinkov oksid – kaj je res

Zapis je del serije zapisov, ki jo pripravljava z Laro Terzić (uni.dipl.ing.kemije in strokovnjakinja za toksikologijo in kozmetologijo) iz podjetja SAFECOSMO, kjer se ukvarjajo z varnostjo kozmetičnih proizvodov in pripravo dokumentacije. Odgovarjava na vprašanja s področja varnosti in zakonodaje kozmetičnih izdelkov in sestavine.

Dobila sem kar nekaj vprašanj glede nanodelcev in cinkovega oksida. Obstaja zmotno prepričanje, da nanodelci prodirajo v kožo, da morajo biti dovolj veliki, da …. Kaj je torej res in kaj ne? Lara je pripravila odgovore na vaša vprašanja in govorice, ki krožijo po spletu!

Pa začnimo!

Kaj so nanodelci?

Lara: V EU je nanomaterial opredeljen kot “naraven, naključen ali izdelan material, ki vsebuje delce, v nevezani obliki ali kot agregat ali kot aglomerat in kjer je 50% ali več delcev v porazdelitvi velikosti (ene ali več zunanjh dimenzij) v velikosti dosega 1 nm – 100 nm ” (nanometrov).

Kako veliki morajo biti delci cinkovega oksida (ZnO) za uporabo v sončnih kremah ali v mineralnih ličilih?

Lara: Glede na vrsto kozmetčnega izdelka, se odločamo za specifično vrsto cinkovega oksida, s specifično velikostjo delcev. Pri čemer ni vsesplošnega pravila. To pomeni, v kolikor želimo uporabiti cinkov oksid kot fizični filter za zaščito pred UV žarki, bomo izbrali material (cinkov oksid), ki je primeren izključno za izdelavo sončnih krem. V najbolj optimalnem primeru bi to bili prevlečeni delci cinkovega oksida v velikosti nanodelcev, čeprav se nekateri odločajo za uporabo prahu cinkovega oksida z večjo velikostjo delcev. Natančnejša obrazložitev o velikosti delcev sledi v naslednjih vprašanjh. V primeru mineralnega ličila, bi lahko bil uporabljen cinkov oksid v velikosti večji od nanodelcev (torej več kot 100 nm), v kolikor ga uporabimo zgolj v namene pigmenta.

Kakšno je zmotno prepričanje o nanodelcih?

Lara: Morda največkrat zmotno prepričanje o nanodelcih je to, da prodirajo skozi kožo in dostopajo do celic ter imajo negativen učinek na organizem. Ravno tako je zmotno prepričanje, da morajo biti vsi delci večji od 200nm. Taka posplošitev je napačna – vsako vrsto (nano)delcev je potrebno posebej obravnavati.

Na spletu najdemo veliko govoric, da morajo biti delci cinkovega oksida “veliki” 200nm. Kako je s tem?

Lara: Delci velikosti 200 nm ne spadajo več v definicijo “nanodelca”, torej v tem primeru več ne govorimo o nanodelcih. Na tržišču obstaja veliko raznoraznih receptur za izdelavo sončne kreme kot tudi različnih ponudnikov sončnih krem za prodajo, vendar, zaradi marsikaterih zmotnih prepričanj obveljajo nestrokovna ali nedokazana dejstva. Seveda je možno v recepturi uporabiti delce tudi v velikosti premera 200nm ali več, vendar moramo poznati nekaj znanstvenih dejstev iz strokovne stroke, da lahko določimo primernost ali neprimernost uporabljenega materiala.

Material cinkovega oksida, ki ga kupimo v obliki prahu, vsebuje različne velikosti delcev (različnega premera). Kadar govorimo o porazdelitvi velikosti, govorimo o številu delcev v določeni meji velikosti. Npr. v kolikor je porazdelitev delcev velikosti premera med 30 in 55 nm, pomeni, da kupljen ”prah” vsebuje večino delcev z velikostjo premera v razmahu med 30 in 55 nm, poleg prisotnih ostalih delcev drugačnih velikosti.

Marsikateri proizvajalec/podjetje sončnih krem, opremi svoj produkt s trditvami kot je”brez vsebovanih nanodelcev”, kar torej pomeni, da so uporabili cinkov oksid s porazdelitvijo delcev v večinskem deležu nad 100 nm. Seveda je takšno oglaševanje nesmiselno, saj nanodelci v obliki cinkovega oksida ne predstavljajo tveganja za človeško zdravje. Potrebno je tudi razjasniti prednosti in razlike v velikosti delcev.

Kakšne so lastnosti cinkovega oksida v nanodelcih in cinkovega oksida, ki ni v nanodelcih. Kje je razlika?

Lara: Lastnosti cinkovega dioksida se razlikujejo glede na granulacijo (velikost delcev). Odvisno od vrste kozmetičnega izdelka, se uporablja specifična granulacija cinkovega oksida. Za formuliranje sončnih krem je potrebno zagotovilo proizvajalca, da je prodajani cinkov oksid primeren za izdelke za sončenje – v nasprotnem primeru bo formulacija morda neučinkovita. Velikost delcev cinkovega oksida, uporabljenega za namen UV filtra, mora biti prava.

Nanodelci imajo večjo zaščito pred UV žarki kot večji delci (npr. 200 nm), vendar hkrati velja, da so nanodelci bolj reaktivni od večjih delcev, torej tvorijo več prostih radikalov, ki so znani kot ”škodljivi” za telo. Vendar, na podlagi testiranj in mnenja SCCS, je ugotovljeno, da ni dokaza o absorpciji nanodelcev skozi kožo, zato bi bilo nesmiselno uporabljati izključno material z večinsko porazdelitvijo delcev nad 200 nm.

Prav tako so prevlečeni nanodelci cinkovega oksida bolj stabilni in primerni za formuliranje, kot neprevlečeni delci. Pri čemer je v mnenju SCCS o varnosti ZnO zavedeno, katere inertne (nereaktivne) ”prevleke” ne predstavljajo tveganja za zdravje.

V kolikor bi želeli doseči faktor nad 30, torej 30+, bi mogli uporabiti precej cinkovega oksida, kar pa bi se kazalo v intenzivni beli barvi ob nanosu kreme in neprijetni konsistenci, zato sončne kreme, ki so na tržišču vsebujejo tudi kemične filtre kot zaščito pred UV žarki (poleg cinkovega oksida), ki pa so vse prej kot ”človeku prijazne za telo”.

Ali lahko cinkov oksid v nanodelcih prodre v kože in kaj to pomeni?

Lara: SCCS poroča, da ni dokazov o absorpciji cinkovega oksida skozi kožo in preko oralne poti (nanos na ustnice).

Ali lahko cinkov oksid v nanodelcih uporabljamo tudi v sončnih kremah?Kolikšna je priporočena uporaba?

Lara: SCSS je podal mnenje o cinkovem oksidu, da ne predstavlja tveganja za kožo kot UV filter v sončnih kremah. Vseeno pa cinkov oksid še vedno ni na seznamu dovoljenih UV filtrov v Uredbi (ES) št.1223/2009, Annex VI. Proizvajalci ga naj večkrat vključijo v formulacije pod označbo pigmenta, čeprav ima v recepturi končno funkcijo UV filtra. Priporočena uporaba je do 25 %, pri čemer se koncentracija določa na podlagi željenega SPF faktorja.

O izdelavi lastnih sončnih krem

Ker poleti vsi potrebujemo kremo za zaščito pred Soncem, je tu še nekaj informacij o izdelavi takšne kreme. Glavna težava je seveda zaščitni faktor – v domači kuhinji ga je praktično nemogoče določiti oz. “zadeti”. To ima lahko za posledico neučinkovito zaščito pred sončnimi žarki.

Lara pravi takole:

Formuliranje sončnih krem brez laboratorijske opreme in strokovnega znanja je izjemno tvegano in zahtevno! Sončne kreme, ki so izdelane doma, brez laboratorijskih analiz, niso dovoljene za prodajo.

Na podlagi doma izdelane sončne kreme namreč ne moremo določiti SPF faktorja, prav tako je izjemno težko formulirati vodoodporno kremo. Slednje je nujno za ohranitev SPF po kopanju v vodi. Pri formulaciji je potrebno upoštevati tudi vrsto delcev, npr. pokriti oz. nepokriti delci cinkovega oksida bistveno vplivajo na formulacijo (nepokriti delci destabilizirajo emulzijo).

Cinkov oksid prav tako ne bi smeli uporabiti v recepturah s kislim pH, saj bi v tem primeru disociiral (razpadel) in posledično bi se pH dvignil na več kot 6. Uporaba doma izdelane kreme za sončenje je na lastno odgovornost, saj izdelovalec ne more preveriti vodoodpornosti, dejanskega SPF in medsebojnega delovanja sestavin. V skrajnem primeru lahko to pomeni popolnoma neučinkovito zaščito pred soncem.