Un écran solaire qui comprend de l'oxyde de zinc, un ingrédient commun, perd une grande partie de son efficacité et devient toxique après deux heures d'exposition aux rayons ultraviolets, selon une collaboration qui comprenait des scientifiques de l'Oregon State University.
L'analyse de toxicité a impliqué le poisson zèbre, qui partage une similitude remarquable avec les humains aux niveaux moléculaire, génétique et cellulaire, ce qui signifie que de nombreuses études sur le poisson zèbre sont immédiatement pertinentes pour les humains.
Les résultats ont été publiés aujourd'hui (13 octobre 2021) dans Sciences photochimiques et photobiologiques.
L'équipe de recherche, qui comprenait Robyn Tanguay et Lisa Truong, professeurs au Collège des sciences agricoles, et Claudia Santillan, chercheuse diplômée, a cherché à répondre à des questions importantes mais largement négligées concernant l'énorme marché mondial des écrans solaires, qui, selon la société de données de marché Statista, vaudrait plus que 24 milliard de dollars d'ici la fin de la décennie.
Les questions : dans quelle mesure les ingrédients de la crème solaire sont-ils stables, sûrs et efficaces en combinaison plutôt qu'en tant que composés individuels ? au soleil?
"Les écrans solaires sont des produits de consommation importants qui aident à réduire les expositions aux UV et donc le cancer de la peau, mais nous ne savons pas si l'utilisation de certaines formulations d'écran solaire peut avoir une toxicité involontaire en raison des interactions entre certains ingrédients et la lumière UV", a déclaré Tanguay, un OSU distingué. professeur et expert international en toxicologie.
Ce que le public pense de la sécurité des écrans solaires a poussé les fabricants, souvent sur la base de données limitées, à utiliser de nombreux ingrédients tout en limitant les autres, a-t-elle déclaré. Par exemple, l'oxybenzone a effectivement été abandonnée en raison des craintes qu'il nuise aux récifs coralliens.
"Et les écrans solaires contenant des composés inorganiques comme l'oxyde de zinc ou le dioxyde de titane, qui bloquent les rayons UV, sont de plus en plus commercialisés comme des alternatives sûres aux composés organiques à petites molécules qui absorbent les rayons", a déclaré Tanguay.
Des scientifiques, dont James Hutchinson et Aurora Ginzburg de l'Université de l'Oregon et Richard Blackburn de l'Université de Leeds, ont préparé cinq mélanges contenant les filtres UV - les ingrédients actifs des écrans solaires - à partir de différents produits disponibles aux États-Unis et Europe. Ils ont également fait des mélanges supplémentaires avec les mêmes ingrédients, plus de l'oxyde de zinc à l'extrémité inférieure de la quantité commercialement recommandée.
Les chercheurs ont ensuite exposé les mélanges au rayonnement ultraviolet pendant deux heures et ont utilisé la spectroscopie pour vérifier leur photostabilité - c'est-à-dire, qu'est-ce que la lumière du soleil a fait aux composés dans les mélanges et leurs capacités de protection contre les UV ?
Les scientifiques ont également examiné si le rayonnement UV avait rendu l'un des mélanges toxiques pour le poisson zèbre, un organisme modèle largement utilisé qui passe de l'œuf à la nage en cinq jours, et a découvert que le mélange exposé aux UV sans oxyde de zinc ne causait pas tout changement significatif chez le poisson.
"Plusieurs études ont montré que les écrans solaires peuvent réagir rapidement sous l'exposition aux UV - le cadre spécifiquement prévu pour leur utilisation - il est donc assez surprenant de voir le peu de tests de toxicité effectués sur les produits de photodégradation", a déclaré Truong. "Nos résultats suggèrent que les formules à base de petites molécules disponibles dans le commerce, qui étaient à la base des formules que nous avons étudiées, peuvent être combinées dans différents ratios d'ingrédients qui minimisent la photodégradation."
Mais les scientifiques ont constaté de grandes différences de photostabilité et de phototoxicité lorsque des particules d'oxyde de zinc étaient ajoutées - soit des nanoparticules, soit des microparticules plus grosses.
« Quelle que soit la taille des particules, l'oxyde de zinc a dégradé le mélange organique et causé une perte de plus de 80 % de la protection du filtre organique contre les rayons ultraviolets A, qui représentent 95 % du rayonnement UV qui atteint la Terre », a déclaré Santillan. "En outre, les produits de photodégradation induits par l'oxyde de zinc ont provoqué une augmentation significative des défauts du poisson zèbre que nous avons utilisé pour tester la toxicité. Cela suggère que les particules d'oxyde de zinc conduisent à des agents de dégradation dont l'introduction dans les écosystèmes aquatiques est dangereuse pour l'environnement.
Tanguay a déclaré qu'elle était surprise que les cinq mélanges de petites molécules soient généralement photostables, mais pas surprise que l'ajout de particules d'oxyde de zinc entraîne une toxicité lors de l'irradiation UV.
"En tant qu'équipe de l'Oregon State spécialisée dans l'étude de la toxicité des nanoparticules, ces résultats n'ont pas été un choc", a-t-elle déclaré. « Les résultats surprendraient de nombreux consommateurs qui sont induits en erreur par les étiquettes « sans nano » sur les écrans solaires à base de minéraux qui impliquent que les écrans solaires sont sûrs simplement parce qu'ils ne contiennent pas ces particules plus petites. Toute taille de particule d'oxyde métallique peut avoir des sites de surface réactifs, qu'elle soit inférieure à 100 nanomètres ou non. Plus important que la taille est l'identité du métal, sa structure cristalline et tout revêtement de surface.
Référence : "Modifications induites par l'oxyde de zinc de l'efficacité et de la toxicité des ingrédients de protection solaire sous irradiation UV" 13 octobre 2021, Sciences photochimiques et photobiologiques.
La National Science Foundation et les National Institutes of Health ont soutenu cette recherche.
