Ist Titandioxid gesundheitsschädlich?

Der Titandioxid ist ein wesentlicher Inhaltsstoff in zahlreichen Formulierungen, insbesondere aufgrund seiner photoprotektiven Wirkung gegen UV-Strahlen und seiner Rolle bei der Formulierung von Pudern und Cremes. Ein wesentliches Bedenken betrifft seine Wechselwirkung mit der Haut, insbesondere seine Fähigkeit, in die verschiedenen Hautschichten einzudringen.

Bevor wir die Ergebnisse spezifischer Studien betrachten, muss daran erinnert werden, dass die Hautstruktur als natürliche Barriere wirkt und die Aufnahme zahlreicher Substanzen einschränkt. Dieser Abschnitt untersucht die verschiedenen Expositionswege und bewertet die potenziellen Sicherheitsimplikationen dieses Inhaltsstoffs.

Absorption von Titandioxid durch gesunde Haut.

Das nicht-nanometrische Titandioxid wird aufgrund seiner gut belegten Sicherheit in kosmetischen Produkten eingesetzt: er verbleibt auf der Hautoberfläche und dringt nicht in die lebenden Schichten der Epidermis ein. Die nano-TiO₂-Form weckt mehr Bedenken, da ihre Größe eine tiefere Penetration in die Haut begünstigen könnte.

Das Wissenschaftliche Komitee für Verbrauchersicherheit (CSSC) hat zwischen 2013 und 2014 über 20 Studien zur Hautaufnahme von TiO₂ (nano und nicht-nano) geprüft. Die Ergebnisse zeigen, dass TiO₂ unabhängig von der Form vorwiegend auf der Hautoberfläche verbleibt, mit geringer Penetration in die Hornschicht bei nano-TiO₂ und ohne Hinweis auf ein Eindringen in die vitale Epidermis oder die Dermis.

Weitere Studien in vivo und in vitro auf menschlicher Haut haben ebenfalls gezeigt, dass nano-TiO₂ tiefer in die Haut eindringen kann, insbesondere wenn es in einer öligen Dispersion formuliert ist. Eine Öl-in-Wasser-Emulsion, in der Titandioxid in der wässrigen Phase verteilt ist, verhindert jedoch dieses Eindringen. Eine weitere Studie an Minischwein-Transplantaten deutete auf eine tiefere Penetration von nano-TiO₂ hin, obwohl diese Penetration durch eine intakte und normale Epidermis nicht signifikant war.

Die einmonatige Anwendung einer Creme auf der Haut von Minischweinen zeigte keine Hautreizungen. Studien ergaben, dass Nano-TiO₂ in kosmetischen Formulierungen mit Cetylphosphat, Mangan(IV)-oxid und Triethoxycaprylylsilan die Hornschicht nicht überschreitet. Ein Review von 2016 derAustralian Therapeutic Goods Administration bestätigt, dass die Penetration auf die Hornschicht beschränkt ist, obwohl eine Studie nach wiederholter Anwendung von Sonnenschutzmitteln mit Nano-TiO₂ eine leichte Penetration feststellte.

Schließlich stellt der CSSC fest, dass nano- und nicht-nano-TiO₂ in Sonnenschutzmitteln bei einer Konzentration von bis zu 25 % auf der Haut kein Gesundheitsrisiko bergen.

Eine potenzielle Eindringung von Titandioxid in den Blutkreislauf?

Eine Studie zur dermalen Penetration von TiO₂ wurde an zwölf Minischweinen durchgeführt. Die Forscher verwendeten nicht-nanometrisches TiO₂ und Nano-TiO₂ in einer Creme mit 5 % Titandioxid. Die Formulierungen und Kontrollen wurden lokal mit 2 mg/cm² auf die Haut aufgetragen. Es folgten vier Anwendungen täglich, fünf Tage pro Woche, über vier Wochen. Hautproben sowie Lymphknoten und Lebergewebe wurden entnommen, um den TiO₂-Gehalt zu messen. Die TiO₂-Werte in Lymphknoten und Leber der behandelten Tiere lagen nicht über denen der Kontrollgruppe.

Diese ersten Daten deuten darauf hin, dass TiO₂ nicht in den Blutkreislauf gelangt.

Und wie verhält es sich mit der Absorption von Titandioxid durch geschädigte Haut?

Der CSSC untersuchte fünf Studien zur Penetration von Titandioxid unter Bedingungen kompromittierter Haut (rasierte Haut, Sonnenbrand, psoriatische Haut) bei Mäusen, Schweinen und Menschen. Die Studien kamen zu dem Ergebnis, dass Titandioxid (mikrometergroß und nanometergroß) nicht tiefer in kompromittierte Haut eindrang als in gesunde Haut. Zwar erreichte Nano-TiO₂ bei psoriatischer Haut tiefere Schichten der Hornschicht, aber es drang weder in die lebenden Zellen dieser noch der gesunden Haut ein. Nachfolgende Untersuchungen bestätigten diese Ergebnisse und zeigten eine begrenzte Penetration von Nano-TiO₂ in intakte oder leicht geschädigte Haut. In einer Studie mit menschlicher Haut nach UVB-Exposition wurde Nano-TiO₂ in lebensfähigen Zellen nachgewiesen. Dies wurde nur bei zwei Probanden mit einer einzigen Sonnencreme beobachtet.

Es ist belegt, dass nano-TiO₂ toxischer sind als die mikrometrische Form. Nano-TiO₂ können beim Sprühen oder in Aerosolprodukten eingeatmet werden, wenn sie in solchen Mitteln wie bestimmten Sprays enthalten sind, obwohl die Verwendung von nano-TiO₂ in diesen Produkten seit 2009 durch die Verordnung (EG) Nr. 1223/2009 über kosmetische Mittel der Europäischen Union verboten ist. Die Inhalation dieser Partikel kann respiratorische Reizungen und Lungenentzündungen verursachen, die langfristig Lungenfunktionsstörungen, Fibrosen und Krebsrisiken hervorrufen können, je nach Form und Eigenschaften der Nanopartikel (Größe, Form, Kristallinität usw.). Die Risiken sind hauptsächlich beruflichen Expositionen oder Aerosol-Kosmetikprodukten zuzuordnen.

Solche Situationen bleiben im Haushaltsgebrauch selten, und eine längere oder hoch dosierte Exposition erscheint problematisch. Für kurzfristige Inhalationen wird ein Schwellenwert von 3,5 mg/m³ für Sprayanwendungen und ein Schwellenwert von 17 mg/m³ für wiederholte Inhalationen während eines achtstündigen Arbeitstags geschätzt. Studien zeigen, dass Inhalationskonzentrationen bis zu 35 mg/m³ nicht zu einer chronischen Überlastung der Lunge führen.

In den letzten Jahren haben Bedenken hinsichtlich der Verwendung von Titandioxid zugenommen, nachdem es in einigen Ländern als Lebensmittelzusatzstoff (E171) verboten wurde. Es ist wichtig, zwischen seiner Anwendung in Lebensmitteln und in Kosmetika zu unterscheiden, da sich Mengen und Expositionsbedingungen unterscheiden.

Bisher verfügbare Untersuchungen unter Verwendung von Modellen in vitro und an Tieren zeigen, dass die Aufnahme von Titandioxid, ob nano- oder nicht-nanometrisch, über den Magen-Darm-Trakt nach oraler Exposition vernachlässigbar bis nicht nachweisbar ist. Die eingesetzten TiO₂-Mengen liegen weit über denen, denen Menschen bei unbeabsichtigter Aufnahme, etwa durch Lippenprodukte wie Lippenstift, ausgesetzt sein können. Aktuelle Daten liefern keine eindeutigen Hinweise auf karzinogene oder genotoxische Effekte im Zusammenhang mit der oralen Einnahme von Titandioxid.

Es ist wichtig, die von verschiedenen Regulierungsbehörden bewerteten Expositionskontexte zu unterscheiden. Der CSSC bewertet die Risiken von Titandioxid in kosmetischen Produkten, die nicht zur Einnahme bestimmt sind. Jede Aufnahme in diesem Zusammenhang geschieht unbeabsichtigt, und die Mengen sind gering. Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) hingegen bewertet die Risiken von Titandioxid als Lebensmittelzusatzstoff, bei dem die Expositionsniveaus höher sind, da es gezielt mit Lebensmitteln konsumiert wird.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass trotz bestehender Unsicherheiten die aktuellen Daten keinen größeren Anlass zur Besorgnis über die versehentliche Aufnahme von Titandioxid in Kosmetika bieten, da die Mengen gering sind und klare Nachweise für Toxizität fehlen. Weitere Untersuchungen sind jedoch erforderlich, um die langfristigen Effekte zu klären und Verbraucher vollständig zu beruhigen.

Es ist wichtig zu beachten, dass die nano-TiO₂-Form ein potenziell höheres Risiko birgt als die mikrometrische Form, da sie aufgrund ihrer ausgeprägteren Penetrationseigenschaften in Gewebe und Zellen vordringt.

Bislang gibt es kein Verbot oder keine spezielle Warnung zur Verwendung von Kosmetika mit Titandioxid bei schwangeren oder stillenden Frauen, einschließlich Lippenprodukten. Die Aufsichtsbehörden bewerten die in diesen Produkten enthaltenen Mengen an Titandioxid als unbedenklich, selbst bei versehentlicher oraler Aufnahme.

Einige experimentelle Studien haben die potenziellen Auswirkungen von Titandioxid auf Schwangerschaft und postnatale Entwicklung untersucht. In einer Studie erhielten trächtige Ratten während der Trächtigkeitsperiode oral 100 mg/kg/Tag Nano-TiO₂. Obwohl diese Dosis die Exposition des Menschen bei kosmetischer Anwendung mit minimaler versehentlicher Aufnahme übersteigt, zeigten sich bei den Muttertieren geringe physiologische Veränderungen, darunter veränderte antioxidative Enzyme und Stoffwechselmarker. Titandioxid reicherte sich in Organen wie Leber, Gehirn und Plazenta an.

Bei den Nachkommen wurden Auswirkungen auf die postnatale Entwicklung beobachtet, darunter Schwankungen des Körpergewichts, Verzögerungen der sensomotorischen Reifung und Veränderungen der motorischen Reflexe. Diese Beobachtungen deuten auf einen potenziellen Einfluss auf das zentrale Nervensystem hin, obwohl bei den Föten keine größeren Missbildungen oder strukturellen Anomalien festgestellt wurden.

Es ist entscheidend zu beachten, dass diese Ergebnisse aus Tierversuchen stammen, in denen Dosen eingesetzt wurden, die über den im Alltag üblichen liegen.

Zum Beispiel ist die versehentliche Aufnahme von Titandioxid über Lippenprodukte gering und entspricht einem winzigen Bruchteil der in diesen Studien getesteten Dosis. Die Daten am Menschen zu diesem Thema sind begrenzt und liefern keine schlüssigen Hinweise auf ein Risiko für schwangere oder stillende Personen.

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