Fino a 20- 30 anni fa nei prodotti solari si utilizzavano TiO2 e ZnO come pigmenti di dimensioni di alcune centinaia di nanometri . Questi prodotti mostravano azione schermante in quanto riflettevano le radiazioni UV e visibili , risultavano stabili , non assorbibili, non irritanti né sensibilizzanti.Erano considerati dei buoni ingredienti per la protezione solare ma poco utilizzati perché sbiancavano la pelle su cui erano applicati e non risultavano graditi al consumatore. Intorno agli anni 90 però si osservò che la riduzione delle dimensioni delle particelle a poche decine di nanometri portava a polveri ultrafini con minor effetto nei confronti delle radiazioni visibili ma con maggiore potere assorbente. Ciò aveva come conseguenza una notevole riduzione e scomparsa dell’effetto sbiancante quindi la possibilità di realizzare prodotti efficaci ma più graditi al consumatore.
La riduzione delle particelle apriva però molte problematiche riguardanti la sicurezza del prodotto e ciò perché la riduzione delle dimensioni portava ad un aumento dell’area superficiale con aumento della fotoattività e possibili penetrazioni attraverso la pelle.
Differenza tra filtri chimici e filtri inorganici
I filtri solari chimici ( sintesi) sono sostanze capaci di assorbire le radiazioni ultraviolette . Una volta che la radiazione fotonica viene assorbita , la molecola filtrante passa da uno stato fondamentale ad uno più eccitato a più alta energia . Nel momento in cui torna allo stato fondamentale , l’energia assorbita viene riemessa in forma diversa per esempio calore o fluorescenza. La loro azione risulta quindi di tipo filtrante e può essere esercitata nei confronti dei raggi UV .
I filtri inorganici come TiO2 o ZnO invece sono caratterizzati dalla loro capacità di riflettere e diffondere le radiazioni ultraviolette e quelle visibili . ZnOe TiO2 sono approvati da FDA e dall’Unione europea come ingredienti sicuri ed efficaci nei prodotti solari. Il TiO2 ha un indice di rifrazione di 2,7 rispetto al ZnO che è a quota 2 . Questo significa che che TiO2 ha un potere riflettente più elevato a parità di dimesioni rispetto al ZnO . Questo spiega perché il TiO2 è più opaco ( bianco) di ZnO e più diffuso come filtro solare inorganico.
Quando vengono sottoposti a trasformazone in particelle nano, viene modificato lo spettro di protezione : l’effetto di diffusione e riflessione diminuisce nei confronti delle radiazioni visibili e il risultato è che si ottengono formulazioni trasparenti e con migliore accettabilità cosmetica. Contemporaneamente anche il potere di protezione varia e si sposta verso le radiazioni a più corta lunghezza d’onda intorno ai 300 nm.
La micronizzazione se da una parte comporta vantaggi dall’altra fa si che le particelle abbiano una maggiore tendenza ad aggregarsi in seguito ad effetti elettrrostatici. Il trattamento della superficie con ossidi , polimeri , allumina, derivati dell’acido stearico, ecc , crea una barriera che protegge le nanoparticelle dalla tandenza ad aggregarsi . Inoltre l’elevata riduzione delle dimensioni apre nuovi scenari quali quello della :
1) fotoattività
2) il rischio di penetrazione cutanea
Fotoattività delle nanoparticelle
TiO2 e ZnO sono considerate particelle molto fotoattive poiché la riduzione delle loro dimensioni porta sia ad un aumento dell’area supericiale che a modifiche delle loro caratteristiche chimico-fisiche quando sono in questa forma
Oggi molti prodotti solari contengono nanoparticelle che non imbiancano la pelle e lasciano un senso tattile piacevole e gradevole all’uso .
Nel caso del TiO2 esso è in grado di produrre radicali liberi in seguito a fotoecitazione in mezzi acquosi. Sono stati portati avanti studi in vitro per valutare eventuali effetti tossici nei confronti del DNA da parte dei radicali liberi prodotti da particelle ultrafini di TiO2. Alcuni studi hanno dimostrato che TiO2 e ZnO ultrafini possono causare danni ossidativi al DNA . Sulla base di tali ipotesi TiO2 micronizzato potrebbe essere fotoattivo e dare luogo alla formazione di radicali liberi che causano danno biologico
Ma l’evidenza non conferma questa ipotesi:
Due studi successivi hanno esaminato l’effetto del TiO2 microfine sulla formazione di tumori della pelle indotti da UV ed hanno dimostrato che l’applicazione topica dell’ossido microfine risuta efficace nella protezione solare senza creare problemi di tossicità. La presunta genotossicità potrebbe essere un artefatto dovuto alle condizioni sperimentali smentita dagli studi in vivo. Infatti da un attento esame della letteratura riportata in proposito emerge che gli studi in vitro mostrano fotoattività da parte di TiO2 e ZnO in seguito ad irraggiamento UV e confermano la formazione di danni al DNA mentre gli studi finora realizzati in vivo confermano l’assoluta sicurezza delle nanoparticelle
Rischio di penetrazione di nanoparticelle
Ci si pone la domanda? Queste particelle ultrafini penetrano attraverso la pelle? Vengono assorbite?
Un eventale assorbimento potrebbe portare ad una riduzione dell’efficacia filtrante ma sarebbe ancora più grave per problemi di tossicità. Studi in merito su volontari utlizzando la tecnica dello stripping hanno domostrato che la concentrazione di TiO2 decresce rapidamente all’aumentare della profondità dello strato corneo e che non c’è penetrazione negli stati vitali dell’epidermide. Anche i follicoli non sono una via di penetrazione da destare allarme di alcun tipo . Tutti questi studi sulla possibile penetrazione e assorbimento hanno finora dimostrato che :
1) i pigmenti si trovano negli strati più supeficiali dello strato corneo e particelle non si rilevano nelle parti vitali dell’epidermide né tanto meno del derma.
2)gli orifizi degli annessi piliferi a differenza di come si ipotizzava all’inizio , non sono una via preferenziale di penetrazione delle nanoparticelle , ma solo una via in cui esse si accumulano in seguito al massaggio durante l’applicazione del prodotto solare.
3) i danni finora dimostrati relativi quindi alla fotoattività di TO2 e ZnO sarebbero comunque limitati perché coinvolgerebbero principalmente i corneociti che sono cellule morte e anucleate senza DNA.
Per concludere :
Le prove diponibili quindi indicano che NP ( nanoparticelle) di TiO2 e ZnO non penetrano in o attraverso la pelle umana compromessa né in condizioni di perfetta integrità . La ricerca indica che una penetrazione dermica esiste solo per sostanze che combinano un basso peso molecolare ed una bassa temperatura di fusione , condizioni che escludono le NP in questione. Prove topiche in vivo ( e non in vitro come finora fatto) hanno dimostrato che NP di TiO2 e ZnO hanno un basso tasso di tossicità , e sono ben tollerate sulla pelle . Studi di citotossicità , genotossità e fotogenotossicità non hanno riscontrato alcuna differenza di profilo di sicurezza di micro e nanomateriali che si sono dimostrati tutti atossici . C’è da ricordare una cosa importante : l’esperienza tossicologica tradizionale dimostra che la tossicità di particelle di piccole dimensioni dipende non dalle loro dimensioni ma dalla loro natura chimica .
Se avete ancora qualche dubbio , vi consiglio di leggere l’articolo ” Le nanoparticelle non superano la pelle ” di recente pubblicazione ( 2012) .Trovate tutto su :
www.molecularlab.it/news/view.asp?n=7661
…e stare tranquilli
per evitare la formazione dei radicali liberi e mettere in pace chi si è tanto allarmato in questi ultimi tempi sulla potenziale fototossicità di questi ossidi micronizzati basterebbe verificare la presenza all’interno del prodotto solare di antiossidanti come il Gamma orizanolo, la vitamina E ,Vitamina C, i polifenoli e flavonoidi di molte piante sotto forma di estatti quali il Rosmarino, il Biancospino, il Mirtillo , l’Olivo , il Cardo mariano ecc. che per la loro natura sono in grado di bloccare qualsiasi formazione di radicali liberi scatenati dalla luce UV e neutralizzare così una loro eventuale tossicità a livello di pelle.
Autore: Porto Pietro
Bibliografia:
L.Rigano,C. Germanò: Filtri solari minerali” -Cosmetic technology n° 4 -2000
C.Mattia,N.Conte,L.Romeo “Moderne emulsioni solari” -Cosmetic technology n°4 – 2004
F.Pflucher & C ” Fotoprotezione completa” -Cosmetic technology n°6 – 2006
R.Jermann& C “Solari ad alta performance” Cosmetic technology n°4 – 2008
Valeria Ambrogi : Penetrazione trancutanea – Kosmetica n°8 nov.2008
Giancarlo Lubner: Cosmetici all’avanguardia con le nanotecnolgie –Kosmetica ottobre 2008
Valeria Ambrogi: Ossido di Zinco e Biossido di Titanio ultrafini – Kosmetica ottobre 2008
