09化妆品中纳米材料的生物安全研究-闫

研究方向与支撑平台
工作框架
纳米产品检测方法 的建立 纳米产品安全评 价方法的建立 应用纳米技术发展 检测检疫新方法
检纳 测米 方粉 法体
纳 米 方化 法妆 品 检 测
检纳 测米 方消 法费 品
纳 米 测机 方电 法产 品 检
评纳 估米 预产 警品 平风 台险
成量 像子 技点 术标 记
基 于 物纳 技米 术粒 子 生
美国、日本和欧洲等化妆品用纳米二氧化钛标准
杀菌抗菌剂
① 纳米材料的表面原子周围缺少相邻原子, 使颗粒出现 大量剩余的悬键而具有不饱和性质, 这种特殊结构决 定了纳米材料具有光催化性和金属离子溶出性,一般这 也被认为是纳米材料的抗菌机理所在。 ② 纳米ZnO应用于防晒化妆品中, 不但使体系拥有收敛 性和抗炎性, 而且具有吸收人体皮肤所分泌出的油脂 的功效。 ③ 利用纳米TiO2的光催化性可充分抑制或杀灭环境中的 有害微生物。将大肠杆菌和纳米TiO2 混合液在大于 380 nm 的光线下照射, 大肠杆菌迅速被杀死; 纳米 TiO2对绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门 氏菌、芽杆菌和曲霉等也具有很强的杀菌能力。
中国检科院纳米材料与产品检测研究中心
国家质检总局纳米材料与产品检测研究中心于2007年8月27日由国家质 检总局批复成立。纳米检测中心坐落于中国检验检疫科学研究院院内，规划 面积1800 m2。 国家质检总局和国家财政部对纳米检测中心的建设高度重视，给予了建 设资金上的大力支持。截止目前，纳米检测中心已取得财政部2007、2008两 次大修购2000万财政资金支持，购买了包括场发射扫描电子显微镜、X－射 线粉末衍射仪、激光共聚焦拉曼光谱仪、材料综合物理测量系统等纳米材料 检测用的先进仪器12台。在人员配备上，纳米检测中心聘用了一批国内著名 高校（如复旦大学、中国科技大学、南京大学）的博士担当研究人员。 目前，我们正在积极申请总局、科技部及自然科学基金委的科研项目， 已经取得项目包括中央级科研院所科研项目4项、国家质检公益性科研项目1 项、国家质检总局科技计划项目2项，开展了基于纳米技术的危险气体传感 器、电化学传感器、重金属离子检测、有害物质检测及消除、纳米消费品检 测与功能评价、纳米材料风险分析等研究工作。两年多以来，已在国际权威 刊物上发表多篇SCI论文，申请国家发明专利4项，国家纳米标准3项。
任何技术都是有两面性的，纳米技术也可能同样是 把双刃剑。我们要做的是，在发展纳米技术的同时，同 步开展其安全性研究，使纳米技术有可能成为人类第一 个在其可能产生负效应之前，就已经过认真研究，引起 广泛重视，并最终能安全造福人类的新技术。
展 望
只有认真地对待纳米科技的正反两面, 才能真正促进纳米技 术健康、有序地发展。开展纳米消费品的安全性研究,并不是要 限制纳米技术的发展,而是要更科学地发展纳米技术。
纳米化妆品的五大安全问题
① 皮肤对纳米材料的吸附和对皮肤的毒性； ② 纳米材料进入饮用水的后果； ③ 纳米材料对操作者肺部组织影响的研究以及在通风道中纳米颗粒 对动物的影响； ④ 已经变成海洋或者淡水水域沉淀物的纳米颗粒对环境的影响； ⑤ 在什么条件下，纳米颗粒可能吸收或者污染环境？
纳米毒理学的分析手段
药物化妆品
① 近年来，纳米药物化妆品得到了迅速的发展。所谓 “药妆”品, 其实就是在美容产品中加入某些药用成 分，使其具有同类药品类似的功效。 ② 有纳米药物做成的药膏，也可直接通过皮肤吸收而无 需注射，例如，灵芝经纳米化后添加到化妆品中，其 杀灭肿瘤或细菌的成分就可以被皮肤吸收，达到预防 和治疗皮肤癌等皮肤病的目的。
英国最著名的科研机构皇家学会说：“我们不清楚这些颗粒是否会 进入皮肤深层，也不清楚它在血液循环系统中可能产生哪些长期影响。”
澳大利亚化妆品和消费品行业贸易组织（ACCORD）近日呼吁引入 化妆品行业的纳米成分标签系统，ACCORD要求在所有含纳米材料的成 分名称前加上“nano”字样标记。
小 结
化妆品中纳米材料的生物效应研究
① 由于纳米科学的发展只有十几年的历史, 人们对其认 识还不完全, 因此过去宏观物质的安全性评价结果有 可能不适用于纳米材料。 ② 鉴于纳米物质存在可能的生物毒性，众多科学家建议 需要对混有纳米颗粒的化妆品和药物等跟人类皮肤发 生亲密接触的物质做安全性检测。 ③ 化妆品中的纳米微粒是漂浮和运动的， 易被人体吸收， 进而进入人体中那些大颗粒材料所不能抵达的区域， 如正常的细胞内，而很多防晒化妆品中含有纳米二氧 化钛、纳米氧化锌等纳米物质。科学家已经提前觉察 到它的潜在危险，正在进行积极的研究。
纳米材料与纳米技术
纳米（nm）-- 长度单位 1 nm = 10-9 m 纳米材料：构成材料的粒子 至少在 一个维度方向上在0.1 ~ 100 nm 纳米技术：在纳米尺寸上对客观物质
进行研究处理的技术。在分子、原子 水平上操纵物质，制造新物质的技术。
纳米材料的应用
具有不同于体材料的奇特性能
纳米产业的发展 信息产业 环境产业
1 体外吸收与定位 1.1 透射电子显微镜（TEM） 1.2 元素分析（ICP-AES） 1.3 荧光光谱 1.4 新表征手段
2 体外毒理评价 2.1 扩散 2.2 坏死 2.3 细胞死亡 2.4 DNA损害 2.5 氧化应激 2.6 新体外毒理评价技术
3 体内毒理评价 3.1 生理分布与间隙 3.2 血液与血清化学 3.3 组织与组织病理学 3.4 新体外毒理评价技术
随着科学技术的发展以及人们自我保护意识的增强, 对于具有防晒等特殊功效的化妆品的需求量将会不断增 加, 所以利用纳米技术开发新型化妆品将是化妆品行业 的一大发展方向, 但同时还应该关注纳米的安全问题。 纳米技术的应用是跨学科、跨门类的, 因此将纳米技术 与其他技术有机结合起来, 进一步改善化妆品的功效, 提 高化妆品的档次, 前景将是十分可观的。
关于化妆品中的纳米二氧化钛的皮肤渗入研究
关于化妆品中的纳米氧化锌的皮肤渗入研究
关于化妆品中的混合纳米成分的皮肤渗入研究
防晒剂中纳米二氧化钛的体外光毒性与基因毒性测试
防晒剂中纳米氧化锌的体外光毒性与基因毒性测试
世界各国关于纳米化妆品的研究与监管
2009年12月23日，欧盟委员会在其官方网站上公布了最新的化妆品 指令，009/1223/EC，该指令将取代之前的欧盟化妆品法规76/768/EEC。 化妆品成份表中纳米材料的名称后应带有“(nano)”字样，2013年1月11 日前投放市场的含有纳米材料的化妆品应在2013年7月11日前通过电子方 式向委员会通报。化妆品中使用的物质必须满足REACH法规要求。 美国食品和药物管理局还将进行评估：是否应对美容化妆品实行类 似于药物产品的一套试验和许可制度。食品和药物管理局说：“纳米颗 粒与皮肤之间的相互作用还几乎不为人所知。我们需要紧急研究，评估 它的安全性。而且我们希望很快得出答案。”
纳米化妆品的生物效应研究
化妆品中可能含Hale Waihona Puke Baidu的纳米物质
皮肤是人体最大的器官，总共 约有18000 cm2 表面积面向外 界环境。真皮层有大量的组织 巨噬细胞、淋巴管、树突状细 胞和5种不同类型的感觉神经 末稍及丰富的血液供应。
皮肤暴露和转运
研究表明，纳米材料通过细胞旁路可以渗透角质层，光学机械 波能扩充腔隙而增加角质层的渗透性，从而形成一个瞬间通路 使纳米材料转运到表皮。
变色化妆品
① 光致变色是指由于光线照射使物质颜色改变，照射一 旦终止，物质又恢复到原来的颜色。 ② 近年来，日本资生堂利用光致变色型含钛颜料制成了 光致变色的化妆品，涂覆这种化妆品(如粉底霜)，在 室外强阳光下呈现一种色相，回到室内，因光线度弱， 又变成另一种色相，从而在室外和室内都能获取非常 适合环境的自然化妆效果。
作为全球经济和科技最发达的地区，欧美日等国家和地区一 直都很重视纳米生物安全性问题，投入了大量的人力物力财力， 开展了大量的工作，取得了一定的进展。 在我国纳米技术和纳米消费品也日益普及，因此有必要在借 鉴发达国家的经验的基础上，结合我国的具体情况加强纳米消 费品安全研究，建立我国的纳米产品生物安全标准，促进纳米 技术和纳米消费品的健康发展。
新技术研 发平台
设 计
研 发
生 产
纳米消费品检测方法研究
国家质检总局科技计划项目2006IK128 《商品中纳米材料检测技术研究( І. 化妆品中纳米材料的检测技术) 》
选择目前已投入实际生产的、大量应用于日常生活中的纳米化妆品产品作 为代表，对其纳米成分的检测技术进行研究，并将此方法推广至其它商品 中纳米技术的检测，例如涂料、纺织品等，逐步建立进出口贸易商品中纳 米检测技术标准，为国家管理部门对纳米材料的进出口管理提供技术支持。 含纳米二氧化钛的防晒化妆品的普查统计分析 • 市场上防晒化妆品中纳米技术的应用情况； • 已有的含纳米二氧化钛的防晒化妆品的销售情况； • 国内外相关的针对防晒化妆品的法律法规等 防晒化妆品中的纳米二氧化钛成份鉴定 • 晶体结构； • 颗粒尺寸； • 比表面积； • 紫外线的吸收及反射能力。 • 定量分析
能源产业
生物医药
纳米材料的性能强烈地依赖于纳米 粒子的尺寸、形貌和组装方式
民用产品
纳米消费品
化妆品 食品包装 纺织 家电 建材
采用纳米技术的产品从2004年的4,970 亿美元上升到2007年的1.4万亿美元， 平均年增长率为41%。研究机构预计增 长水平将以14%的年平均增长率增长到 2015年，产品价值将达4万亿美元。 预计到2014年，纳米相关产业将创造 数以千万计的就业机会。 目前我国已有纳米技术企业323家， 以“纳米”字样注册的企业有57家，纳 米材料生产线30多条。
纳米技术不是一种新市 场，也不是一种新工业，而 是一种实用技术，它能改善 多种产品。这些革新并不总 是消费者总能看到的，但是 这些革新却改善了产品，提 高了利润。
--- Lux Research研究所 资深分析家Jurron Bradley
纳米技术在化妆品中的应用
防晒剂
① 纳米无机材料在抗紫外线化妆品中的广泛应用，可以很好 地克服有机紫外线吸收剂的缺点，提高物理防晒剂的防晒 效果。 ② 钠米氧化钛及氧化锌以其安全无毒、能屏蔽紫外线、无毒、 无味、不分解、不变质、着色力高、遮盖力强或透明度高、 色相好和色谱广等优异性能, 被广泛应用于防晒化妆品中。 从防晒新技术、新原料的发展来看, 它们也是极具发展前 途的一类防晒化妆品原料。 ③ 纳米TiO2对长波(320 nm～400 nm)和中波(280 nm～320 nm)均有屏蔽作用, 且自身为白色, 可以随意着色, 在防晒 霜、粉底霜、口红和防晒摩丝等化妆品中得到广泛应用。

已有报道化妆品里含有的TiO2和ZnO微粒能够穿透角质层和头发的毛孔

Tinkle等提出完整的皮肤屈曲时如腕关节 运动会使NPs渗透过表皮的假说，他们在 一项实验中证明，屈曲而不是平坦的皮 肤的确使1μm荧光球渗透到真皮，随后 被淋巴系统和局部淋巴结摄取，进而从 淋巴结转运到血液循环。大于1μm的颗 粒穿透健康皮肤的能力是有限的，除了 一些擦伤、受伤或机械拉长的区域。
化妆品中纳米材料的生物安全 研究进展
闫 妍
中国检验检疫科学研究院工业品所 国家质检总局纳米材料与产品检测研究中心
概 要
• • • • • • • 纳米材料与纳米技术 纳米消费品 纳米技术在化妆品中的应用 化妆品中纳米材料的生物效应研究 各国关于纳米化妆品安全的研究与监管 小结与展望 中国检科院纳米材料与产品检测研究中心介绍
目前尽管对于纳米材料是否影响人体健康还没有非常明确的定论，但已有 的一些研究证据都表明纳米材料的确可以表现出一定的细胞毒性，可诱导细胞 的死亡以及改变基因的表达等。 2003年以来，Science和Nature杂志先后4次讨论纳米生物效应问题。 英国皇家学会和皇家工程院于2004年7月29日发布长达95页的报告，建议英 国政府成立“纳米物质生物环境效应”研究中心。 2004年12月5日，欧盟在布鲁塞尔公布了《欧洲纳米战略》，把研究纳米生 物环境健康效应问题的重要性，列在欧洲纳米发展战略的第三位。
纳 米 技电 术极 传 感 器
表 面 谱增 技强 术拉 曼 光
纳米产品检测方法 标准
检验理论的正确性 提供创新基础
学术论文 发明专利
实验室
研究人员
仪器设备
• 工作流程
应急
检测
• 科研组织结构
纳米材料与产品检测研究中心
评估
科研
产品检测 平台
检 测 服 务 标 准 制 定
安全评价 平台
政 策 研 究 风 险 评 估