Nanotechnologie-Sonnenschutz filtert Gefahren heraus

Ein auf Nanotechnologie basierender Sonnenschutz, der einen ausgezeichneten Schutz vor ultravioletter Strahlung bietet, während die schädlichen Wirkungen von gegenwärtigen Sonnenschutzmitteln beseitigt werden, könnte in Zukunft verfügbar sein. Die Ergebnisse der Forschung sind in veröffentlicht Naturmaterialien.
Das neue Sonnenschutzdesign bietet Schutz ohne Risiken.

Gegenwärtige kommerzielle Sonnenschutzmittel verwenden Verbindungen, um schädigendes ultraviolettes (UV) Licht herauszufiltern, aber diese Mittel können nachteilige Wirkungen haben, wenn sie die Oberflächenhaut in die Blutbahn penetrieren.

Die Mittel wurden in menschlichem Brustgewebe und Urin gefunden und stören bekanntlich die normale Funktion einiger Hormone.

Auch kann das Aussetzen der UV-Filter gegenüber Licht toxische reaktive Sauerstoffspezies erzeugen, die Zellen, Gewebe und DNA schädigen und potentiell Krebstumore verursachen können.

Ein Team von Bioingenieuren und Dermatologen an der Yale Universität in New Haven, CT, hat es sich zur Aufgabe gemacht, diese Gefahren zu bekämpfen, indem es die Freisetzung von Nanopartikeln und die molekularen und zellulären Eigenschaften der Haut kombiniert.

Ihre Lösung bestand darin, die UV-blockierenden Verbindungen in bioadhäsiven Nanopartikeln (BNPs) einzufangen, die gut auf der Haut haften, aber nicht über die Oberfläche vordringen.

Bioadhesive Nanotechnologie bietet eine sicherere Liefermethode

Ein häufig verwendetes Sonnenschutz-Padimilat O (PO), das mit dem bekannteren Sonnenschutzmittel PABA verwandt ist, wurde in einem Nanopartikel eingekapselt, einem winzigen Molekül, das häufig verwendet wird, um Medikamente und andere Wirkstoffe in den Körper zu transportieren.

Das PO enthaltende BNP wurde an Schweinen auf Penetration in die Haut getestet. Eine Kontrollgruppe von Schweinen erhielt die PO allein, nicht in einem Nanopartikel eingekapselt.

Obwohl BNPs größer als Hautporen sind und daher kaum passieren, wurde angenommen, dass sie durch die größeren Haarfollikel, jenseits der Oberflächenschichten der Haut, durch Blutgefäße in den tieferen Schichten und in den Blutkreislauf gelangen können.

Jedoch blieb die PO innerhalb des Nanopartikels nicht nur auf der Hautoberfläche, sondern die BNPs blieben außerhalb der Haarfollikelöffnungen, was offensichtlich durch ihre Klebeeigenschaften verhindert wurde, die bewirkten, dass sie an der Hautoberfläche hafteten.

Weitere Tests zeigten, dass die BNPs wasserbeständig sind, einen Tag oder länger auf der Haut verbleiben und dennoch leicht durch Abwischen von Handtüchern entfernt werden können. Sie verschwanden auch innerhalb weniger Tage durch natürliches Abblättern der Oberflächenhaut.

UV-Schutz beibehalten, möglicherweise verbessert

Der nächste Schritt bestand darin, zu sehen, ob das BNP-eingekapselte Sonnenschutzmittel seine UV-filternden Eigenschaften beibehielt, wenn es in den BNPs eingekapselt wurde.

Die BNP-Formulierung lieferte einen UV-Schutz ebenso wirksam wie die kommerziellen Produkte, wenn sie direkt auf die Haut einer haarlosen Maus aufgetragen wurden, obwohl die BNPs nur 5% der Menge an kommerziellem Sunblocker trugen.

Schließlich testeten die Forscher das eingekapselte Sonnenschutzmittel auf die Bildung schädlicher sauerstofftragender Moleküle, die als reaktive Sauerstoffspezies (ROS) bekannt sind, wenn sie UV-Licht ausgesetzt werden.

Sie stellten die Hypothese auf, dass jede ROS, die durch die Wechselwirkung des Sonnenschutzes mit UV erzeugt wird, in der BNP verbleibt und nicht in der Lage ist, das umgebende Gewebe zu schädigen.

Nach Bestrahlung mit UV-Licht wurden keine schädigenden ROS außerhalb des Nanopartikels nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass schädliche Substanzen, die sich gebildet haben, im Nanopartikel verblieben sind und keinen Kontakt mit der Haut herstellen konnten.

Jessica Tucker, PhD, Direktorin des Nationalen Instituts für biomedizinische Bildgebung und Bioengineering (NIBIB), ein Programm für Abgabesysteme und Geräte für Medikamente und Biologika, sagt, dass die Arbeit eine neuartige biotechnologische Idee verwendet, um ein bedeutendes Gesundheitsproblem anzugehen.

Sie erklärt:

"Obwohl wir alle mit den Vorteilen von Sonnencreme vertraut sind, sind die potenziellen Toxizitäten durch Sonnenschutzmittel aufgrund des Eindringens in den Körper und der Erzeugung von DNA-schädigenden Mitteln nicht gut bekannt.

Bioengineering-Sonnenschutzmittel, um die Penetration zu hemmen und alle DNA-schädigenden Verbindungen zu isolieren, die im Nanopartikel isoliert und von der Haut entfernt sind, ist ein großartiges Beispiel dafür, wie eine hochentwickelte Technologie zur Lösung eines Problems eingesetzt werden kann, das die Gesundheit von Millionen von Menschen beeinträchtigt. "

Der leitende Autor Mark Saltzman von der Yale School of Engineering and Applied Science glaubt, dass die neue Formulierung "die besten Eigenschaften eines wirksamen Sonnenschutzes mit einem Sicherheitsprofil kombiniert, das die potenziellen Toxizitäten des eigentlichen Sonnenschutzprodukts lindert, da es buchstäblich eingeschlossen ist berührt niemals die Haut. "

Co-Senior-Autor Dr. Michael Girardi sagt, das Team sei nun "in der Lage, die Auswirkungen auf die menschliche Haut zu beurteilen".

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