Nanopartikel in Kosmetika – Sind sie gefährlich ?

Was sind Nanopartikel ?

Nanopartikel sind Teilchen, welche im Bereich zwischen 1-100 Nanometer (nm), somit bei 1×10-9 also 0, 000 000 001 Meter liegen, dies ist ein Zehntel des Durchmessers eines menschlichen Haares. Die Bezeichnung „Nano“ leitet sich vom griechischem „nanos“ ab und bedeutet soviel wie „Zwerg“ oder „zwergenhaft“[1].

Was sind Nanopartikel chemisch bzw. physikalisch ?

Abb. 1 3D Stabmodell des Aufbaus der sogenannten Buckminster-Fullerene (C60)

Nanopartikel können aus Unterschiedlichen Materialien bestehen, und können natürlich z.B. bei Vulkanausbrüchen in Form von Asche oder synthetisch im Labor hergestellt werden[2]. Sie gliedern sich in einige Gruppen :

  • Kohlenstoffhaltige z.B. Fulleren oder Kohlenstoffnanoröhrchen

  • Metalle z.B. kolloidales Silber(Ag) oder Gold(Au)

  • Metalloxide z.B. Titanweiß (TiO2) oder Zinkoxid (ZnO)

  • Halbleiter z.B. Cadmiumtellurid (CdTe) oder Silizium (Si)

  • Polymere z.B. Dendrimere[3]

Abb. 2 Ein reiner Cadmiumtellurid Kristall

Der große Unterschied zu den Eigenschaften ist ihre Masse-zu-Volumen Verteilung durch ihre geringe Größe. Sie erhalten gänzlich andere Eigenschaften, da andere Kräfte auf sie wirken, so z.B. Quantenchemische Prinzipien und der Fakt, dass Massenkräfte nicht mehr so stark, Oberflächenkräfte jedoch stärker wirken. Die große Oberfläche gibt ihnen eine höhere chemische Reaktivität, eine bessere elektrische Leitfähigkeit und eine größere Oberflächenladung, welche einen Ausgleich benötigt. Durch diesen benötigten Ausgleich ist die Haltbarkeit von Nanopartikel sehr kurz, da sie sich sehr rasch wieder in größeren Aufhäufungen zusammenfinden[4].

Wie werden Nanopartikel herstellt ?

Nanopartikel werden über komplizierte chemische oder physikalische Wege hergestellt. So z.B. über chemische Lösungen oder Malprozesse[5].

Was sind ihre Anwendungsbereiche ?

Abb. 3 Eine sogenannte „endohedral fullerene“, mit einem eingeschlossenem Molekül/Atom im Zentrum.

Neben den technischen Anwendungen findet es in der Medizin als Wirkstoff träger für gezielte Behandlung von z.B. Krebszellen Anwendung, und wird in der Kosmetik in Sonnenschutzmitteln, Zahnpasten und Antitranspirantien genutzt. Zudem werden sie in der Lebensmittelindustrie als Verdickungsmittel und Verklumpungsschutz eingesetzt[6].

Was machen Nanopartikel in Kosmetika ?

Nanopartikel ermöglichen ein breites Spektrum von Anwendungsmöglichkeiten, durch ihre Vielzahl von Eigenschaften. So finden Titandioxid und Zinkoxid in Sonnenschutzmittel Anwendung, indem sie einen klaren Film über die Haut verteilen, welcher Sonnenstrahlung reflektiert. Nanopartikel Wirkstoffe ziehen schnell in die Haut ein, schneller als das größere Partikel könnten. Und kolloidales Silber wirkt antibakteriell, und schützt so vor unangenehmen Gerüchen. Nanopartikel bieten in vielen Hinsichten großartige Eigenschaften, um einige schlechtere Alternativen abzulösen, und Probleme zu beseitigen[7].

Warum Nanopartikel als Ersatz für Chemie in Kosmetika ?

In Kosmetika dienen Nanopartikel als Ersatz für Chemie. Sie werden am häufigsten in Sonnenschutzmitteln eingesetzt, in welchen Chemikalien wie Enzacamen ersetzt werden. Enzacarmen ist bewiesener Maßen am Wachstum von Krebszellen beteiligt, es gibt jedoch, abseits von Titan und Zink Nanopartikeln, keine Alternativen. Enzacamen absorbiert hierbei einen Teil der UV-Strahlung der Sonne, welche durch die sogenannte Stokes-Verschiebung, für und Menschen harmlos wird wenn sie wieder abgeben wird[8].

Sind Nanopartikel schädlich ?

Diese Frage konnte bis jetzt nicht eindeutig bewiesen oder widerlegt werden, es gibt einfach nicht genug Studien und Beweise dafür oder dagegen. Titandioxid z.B. ist chemisch fast vollkommen inert, wodurch es eigentlich, selbst wenn es in den Körper gelangt, keine Schäden anrichtet. Studien hierzu haben jedoch gezeigt, dass TiO2 auf eine Art und Weise giftig ist, welche bisher noch nicht erfassbar ist[9]. Da jedoch keine genauen Daten dafür oder dagegen sprechen, gelten Nanopartikel mäßig zu genießen, und ihren Sinn als Inhaltsstoff zu hinterfragen. So sind Titandioxid und Zinkoxid möglicherweise schädlich, jedoch ist ihre Eigenschaft vor Sonnenstrahlen und somit vor Hautkrebs zu schützen wertvoller als eine nicht erwiesene Toxizität[10].

Quellen:

Wikipedia[1][3]

Artikel zu möglichen Gesundheitsauswirkungen von Nanopartikeln[8]

Bericht zu den Nutzen von Nanomaterialien[2][4][7][6]

Artikel zur Herstellung von Nanomaterialien durch Nukleation[5]

Artikel zu den Auswirkungen von Nanopartikeln auf Wasserorganismen[9]

FDA Stellungsnahme zu Enzacamene[8]

Bildquellen: Wikimedia Commons, Flickr. Alle Bildrechte gehen an die Besitzer der Bilder.  Abb. 1 | Abb.3 | Titelbild 

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