Un écran solaire contenant 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 du Collège des sciences de l’agriculture et Claudia Santillan, une boursière diplômée, a cherché à répondre à des questions importantes mais largement négligées concernant l’énorme marché mondial des écrans solaires, prédit par la société de données de marché Statista comme valant plus que 24 milliards de dollars d’ici la fin de la décennie.
Les questions : dans quelle mesure les ingrédients des écrans solaires sont-ils stables, sûrs et efficaces en combinaison plutôt qu’en tant que composés individuels – c’est ainsi qu’ils sont considérés pour l’approbation de la Food and Drug Administration – et qu’en est-il de la sécurité de tout produit chimique résultant de réactions causées par l’exposition 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’écrans solaires 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 amené les fabricants, souvent sur la base de données limitées, à utiliser beaucoup de certains ingrédients tout en limitant d’autres, a-t-elle déclaré. Par exemple, l’oxybenzone a effectivement été abandonnée en raison des craintes qu’elle 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 en 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 aux rayons ultraviolets 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 sur les 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 toxique pour le poisson zèbre, un organisme modèle largement utilisé qui passe de l’œuf à la nage en cinq jours, et ont découvert que le mélange exposé aux UV sans oxyde de zinc n’a pas causé tout changement important chez le poisson.
“Il y a eu plusieurs études qui ont montré que les écrans solaires peuvent réagir rapidement sous l’exposition aux UV – le réglage spécifiquement prévu pour leur utilisation – il est donc assez surprenant de constater 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 vu de grandes différences dans la photostabilité et la phototoxicité lorsque des particules d’oxyde de zinc ont été ajoutées – soit des nanoparticules, soit des microparticules plus grosses.
“Avec l’une ou l’autre taille de particule, l’oxyde de zinc a dégradé le mélange organique et a 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. « De plus, les produits de photodégradation induits par l’oxyde de zinc ont provoqué une augmentation significative des défauts chez le poisson zèbre que nous avons utilisé pour tester la toxicité. Cela suggère que les particules d’oxyde de zinc conduisent à des produits 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 d’une 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 tous les revêtements de surface.
Référence : « Modifications induites par l’oxyde de zinc de l’efficacité et de la toxicité des ingrédients de la crème 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.
