Ärzte Zeitung online, 29.05.2019

Sommer, Sonne, Sonnenbrand

Zinkoxid-Nanopartikel in Sonnencreme offenbar sicher

Nanopartikel aus Zinkoxid können die Haut kaum penetrieren. Sonnencremes mit solchen Partikeln stellen damit kein Sicherheitsrisiko dar, wie Experimente von australischen Forschern nahelegen.

Von Thomas Müller

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Wer die Sonne liebt, sollte seine Haut entsprechend schützen. Ob dabei Präparate mit Zinkoxid-Nanopartikeln auch hautgesund sind, haben australische Forscher untersucht.

© Barcin / iStock

Das Wichtigste in Kürze

Frage: Dringen Zinkoxid-Nanopartikel aus Sonnencremes in tiefere Epidermisschichten vor?

Antwort: Selbst nach mehrfachem stündlichem oder täglichem Auftragen lassen sich keine erhöhten Zinkoxidwerte jenseits der Hornschicht nachweisen.

Bedeutung: Zinkoxid-Nanopartikel aus Sonnencremes können vermutlich keine Hautschäden auslösen.

Einschränkung: Wenige Probanden, kurzfristige Anwendung.

BRISBANE. Zinkoxid-Nanopartikel werden in vielen Sonnencremes mit hohem Lichtschutzfaktor verwendet, in der Regel zusammen mit chemischen UV-Filtern. Im Gegensatz zu den chemischen Filtern können die unlöslichen Oxidpartikel die Hautbarriere nicht überwinden und systemisch aufgenommen werden – eigentlich ein deutlicher Vorteil.

Allerdings gibt es immer wieder Befürchtungen, besonders kleine Nanopartikel könnten es innerhalb der Epidermis bis in die Basalzellschicht schaffen und dort die Hautzellen schädigen oder gar Tumoren begünstigen. So wurden in Zellkulturexperimenten zytotoxische Effekte von Zinkoxid nachgewiesen.

Um diese muss sich offenbar aber niemand Sorgen machen, der Sonnencreme aufträgt: Nach Experimenten australischer Forscher bleiben die Zinkoxid-Nanopartikel auch nach wiederholter Anwendung in der Hornschicht der Epidermis hängen.

Kein Zinkoxid jenseits der Hornschicht

Zuvor war schon in anderen Experimenten eine schlechte Permeabilität der Partikel über das Stratum corneum hinaus beobachtet worden. Al lerdings sei die Zinkoxidverteilung dabei häufig nur nach einer einzigen Anwendung der Sonnencreme untersucht worden, berichten Ärzte um Dr. Yousuf Mohammed von der Universität in Brisbane, Australien (doi.org/10.1016/j.jid.2018.08.024).

Die Studien spiegelten damit keine Alltagsbedingungen wider. Schließlich würden Konsumenten Sonnencremes häufig mehrfach täglich oder über mehrere Tage hinweg anwenden.

Das Team um Mohammed hat daher die Zinkoxidverteilung in der Epidermis nach mehrfacher Anwendung geprüft, und zwar bei fünf gesunden Probanden. Sie verwendeten dazu zwei verschiedene Zinkoxid-Formulierungen.

Die eine enthielt hydrophobe silikonbeschichtete Zinkoxid-Nanopartikel (Z-COTE HP1), die andere unbeschichtete Nanopartikel (Z-COTE). Beide Formulierungen dienen zur industriellen Herstellung von Sonnencremes.

Die Nanopartikel wurden in einer Cremegrundlage verrührt und mit einem Gehalt von 10% auf den Armen der Probanden verteilt – einer Konzentration wie in vielen Sonnencremes.

Ein Arm der Probanden wurde damit sechsmal im Abstand von einer Stunde eingecremt, der andere einmal täglich über fünf Tage hinweg. Zur Kontrolle cremten die Probanden auch eine Hautstelle mit einer Creme ohne Zinkoxid ein.

Die Forscher um Mohammed analysierten die Zinkoxidverteilung in der Haut mithilfe der Multiphotonentomografie (MPT) sowie der Fluoreszenzlebensdauer-Mikroskopie (FLIM). Zusätzlich schnitten sie kleine Hautbereiche heraus, um darin Zinkionen direkt nachzuweisen.

Sowohl per MPT als auch FLIM ließ sich kein Zinkoxid jenseits der Hornschicht aufspüren. Vielmehr zeigte sich ein klares Signal lediglich oberflächlich auf der Haut und in den Hautfalten, in keinem Fall jedoch unterhalb des Stratum corneum, weder mit unbeschichtetem noch beschichtetem Zinkoxid, weder bei stündlicher noch bei täglicher Anwendung.

Erhöhte Konzentration von Zinkionen

Quantitative Messungen fanden bei stündlicher Anwendung zwar eine leicht erhöhte Konzentration jenseits der Hornschicht, allerdings unterschieden sich die Werte nicht signifikant von der Hintergrundbelastung. Bei täglicher Anwendung gab es auch keine numerischen Unterschiede mit Kontrollregionen.

Die Forscher schauten auch nach Konzentrationen von Zellstoffwechselprodukten, um potenziell toxische Effekte aufzuspüren. Hier gab es ebenfalls keine Unterschiede im Vergleich zu Kontrollregionen, die Morphologie der Zellen und Zellschichten blieb zudem unauffällig.

In den ausgeschnittenen Hautproben versuchte das Team um Mohammed lösliche Zinkverbindungen nachzuweisen, die sich durch Umwandlung der Nanopartikel bilden. Tatsächlich fanden sie nach stündlicher Anwendung der Zinkoxidcremes signifikant erhöhte Werte von Zinkionen jenseits der Hornschicht, nicht jedoch nach täglicher Anwendung.

Da Zinkoxid in der sauren Hautumgebung zu einem geringen Teil hydrolysiert wird und Zinkionen freisetzt, war dieses Ergebnis nicht überraschend.

Die Forscher um Mohammed schließen aus ihren Experimenten, dass potenziell zellschädigende Zinkoxid-Nanopartikel aus Sonnencremes die Hornschicht der Epidermis nicht überwinden und daher lebende Zellen in der Haut nicht schädigen können. Die Partikel setzten lediglich in geringen Mengen harmlose Zinkionen frei, welche die Haut durchdringen und systemisch aufgenommen werden können.

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