Dermatiti da detergenti
| A grande richiesta, oltre 500 click nel sondaggio degli argomenti che si voleva approfondire, affronterei l’argomento detergenti dal punto di vista delle reazioni cutanee che possono indurre. Evidentemente la cosa non interessa solo i formulatori. I consumatori non immaginano quanti e quali test vengono condotti, soprattutto dai grandi gruppi della cosmesi e dei detersivi per ridurre il rischio ed il potenziale irritativo dei detergenti di uso comune o industriale. | Reazioni avverse Tensioattivi irritanti I test Graduatorie Antagonismi Conclusione |
Potrei semplificare molto il discorso ricordando come nello stesso momento in cui un detergente rimuove o compromette parte della barriera cutanea, può alla lunga favorire una qualche reazione. Quindi un detergente più funziona, nel senso che sgrassa, più è alta la probabilità di reazioni cutanee.Quindi, sempre semplificando e banalizzando molto:
più lava più può irritare.
E qui la faremmo finita, accontentando quelli che mi consigliano, per aumentare l’audience del blog, di scrivere solo articoli con meno di 1000 parole e soprattutto quelli che ritengono la detersione una attività superflua o nociva.
Più l’azione detergente è forte, più si rischia di disturbare gli equilibri chimico-fisici che difendono la pelle , ma visto che la non detersione porta a conseguenze peggiori, oltre a pelle e capelli si pensi a piatti e indumenti non puliti, si devono trovare sistemi di detersione e formulazione dei detergenti che riducano il rischio di reazioni avverse.
| Reazioni avverse | ↑ |
La prima più comune reazione ai detergenti può essere una dermatite irritativa da contatto. Pizzicore, bruciore, eritema, eczema e tutta una serie di possibili manifestazioni. Se pensiamo a dove la pelle non è integra, o a dove come nelle mucose e occhi la protezione è minima, la reazione è immediata e può tradursi in un bruciore insopportabile. Il test di quanto brucia negli occhi un detergente può essere fuorviante ma anche rivelatore di come pur detergendo in modo simile, alcuni detergenti bruciano ed alcuni no.Quindi ci sono fattori specifici che inducono l’irritazione che è comunque per lo più dose dipendente.
I meccanismi causali per cui un detergente può irritare e un altro no, non sono esattamente compresi. Tanti fattori contribuiscono oltre a quelli soggettivi e ambientali.
Un’altra tipica reazione può essere invece di natura allergica. Chi non è allergico non manifesta alcuna reazione.
Per la loro natura, le reazioni allergiche possono essere scatenate anche da concentrazioni piccolissime di specifiche sostanze apteni o allergeni in soggetti sensitizzati o predisposti. Soprattutto in detersivi con enzimi possono essere sufficienti le tracce di detersivo che restano sugli indumenti dopo il lavaggio per manifestare in alcuni soggetti una evidente reazione.
| Tensioattivi irritanti | ↑ |
I tensioattivi utilizzati nei detergenti possono causare irritazione della pelle. I meccanismi causali della dermatite irritante indotta dai tensioattivi non sono ancora pienamente compresi . L’irritazione risultante dipende dalla concentrazione e dal rapporto molare tensioattivo-lipidi, da quanto penetra e resta a contatto con la pelle il tensioattivo. A basse concentrazioni, i tensioattivi possono perturbare il mantello idrolipidico portando ad una maggiore permeabilità, mentre a concentrazioni più elevate (al di sopra della concentrazione micellare critica), i tensioattivi possono perturbare le membrane cellulari fino ad indurre una vera e propria lisi cellulare. Poi come se non bastasse, possono denaturare le proteine cutanee, soprattutto gli enzimi.I tensioattivi anionici risulta siano potenti irritanti per la pelle umana. Tra gli anionici a parità di struttura ( lunghezza della catena ecc. ) risultano più aggressivi quelli con più alta densità di carica delle micelle ( potenziale Zeta ).
Quelli cationici sono presumibilmente altrettanto irritanti, ma sono più citotossici di quelli anionici. L’aggressività dei tensioattivi non ionici è normalmente più bassa. Tuttavia, volendo stilare una classifica della aggressività dei tensioattivi, non basta considerare la carica o tipologia del tensioattivo.
Cationici > Anfoteri > Anionici > Non ionici (Rieger, 1997).
Cosi come non è predeterminato l’antagonismo irritativo tra diversi tensioattivi, cioè: perché mescolando alcuni tensioattivi entrambe irritanti, il potenziale irritativo della miscela è inferiore a quello dei singoli ingredienti.
| I test | ↑ |
Hand soaking test, Flex wash test e Forearm wash test sono i più semplici test in vivo della irritabilità
I patch test possono prolungarsi per 4-24-48-96 ore , oppure si possono adottare patch test ripetuti, 3 volte (3-PAT) o 9 volte ( HRIPT ), con esposizioni di oltre 40 ore ogni volta , poi c’è il test del “bracciale” (Wrist wear) dove striscie di cotone impregnate del prodotto vengono avvolte attorno al polso, poi i test di immersione, 30 minuti al giorno per 4 o 5 giorni in una soluzione 10 volte più concentrata di quella normalmente utilizzata. Il soap chambre test prevede invece 5 giorni di applicazione sempre con una soluzione più concentrata.
I test su animali, umani e non, comportano problemi etici. Anche per questo sono sempre più utilizzati test in vitro o ex vivo come: Zein test, collagen/stratum corneum swelling, PH rise test, Bovine serum albumine denaturation test, Saccharase inibhition test, Ovalbumine denaturation test, Immunoglobulin denaturation test ecc… Di questi quello sul rigonfiamento dello strato corneo e del collagene fornisce dati che in qualche modo integrano informazioni sulla capacità della sostanza di penetrare lo strato corneo.
Determinando l’interazione tra tensioattivi e proteine, lipidi o cellule cutanee si ricava una indicazione del potenziale irritativo che però non significa gran che se il prodotto non penetra lo strato corneo.
| Graduatorie / Ranking | ↑ |
| Coefficiente di permeabilità di alcuni comuni tensioattivi (6 ore di esposizione) |
|---|
| sapone C12> sap.C10> sap.C14>Sodium dodecyl isethionate> SLS = sap.c16 = sap.C18 |
| Perdita di aminoacidi dalla pelle esposta a vari tensioattivi (nmol/cm2) |
|---|
| Potassium lauryl carboxylate (164 ± 39)>Lauryl sulfate (144 ± 31)>Alkyl monophosphate (84 ± 24)>Laureth-2-sulfate (76 ± 54)> Alkyl glutamate (68 ± 31) |
| Potenziale Zeta (mv) delle micelle in soluzione (10% w/w) | |
|---|---|
| SDS | –44.3 |
| SDS+C12E07 (7:3) | –40.2 |
| SLES3 | –36.0 |
| DTAB | 38.0 |
| SL | –35.8 |
| SLES3+CAPB (2:1) | –22.1 |
| SLES3+CAPB (1:2) | –19.4 |
| SDS+DSB (1:1) | –16.1 |
| CAPB | –10.3 |
| APG | –8.8 |
| DSB | –2.9 |
| SDS= sodium dodecyl sulfate, SL= sodium laurate, DTAB= dodecyl trimethyl ammonium bromide,CTAB= cetyl trimethyl ammonium bromide, DSB= N-dodecyl-N-N-dimethyl-3-ammonium-1-propanesulfonate, APG= alkyl polyglucoside ,SLES3= Na laureth sulfate 3 EO,SCI= Na cocoyl isethionate , MAP= monoalkyl phosphate, Na salt, CAPB= cocoamido propyl betaine . | |
| Graduatoria della irritabiliità in vivo di tensioattivi comuni | |
|---|---|
| test | |
| Soap ≥ SLS ≥ ISE>SUC | One-time occlusive test, visual scoring |
| SLS>ISE ≥ Soap>SUC | Repeated short-time occlusive, visual scoring + TEWL |
| SLS>ISE ≥ Soap>SUC | Repeated short-time open, visual scoring + TEWL |
| SLS>SLES>CPAB>LESS>RMSS>PEG (each 1%) | 2-day soap chamber test, TEWL + SRC(skin reflective color) |
| 0.5% SLS>0.5% dodecyl trimethyl ammonium bromide > potassium soap | 24-hour patch test, TEWL + capacitance |
| N-alkyl-sulfate C12 >C8–10, C14– 16 | 24-hour patch test, TEWL + SRC |
| 2% SLS>2.9% LAS>7.9% PEG-20 glyceryl monotallowate | 5-day repeated occlusive application test (2 times daily), visual scoring + TEWL + SRC + capacitance |
| 7% SLS>7% CAPB>1% BAC>10% sorbitan monolaurate | 24-hour plastic occlusion stress test, Skin surface water loss |
| 5% SLS>0.5% BAC>100% PG | 48-hour patch test, visual scoring |
| 5% SLS=0.5% BAC>100% PG | Hystology |
| SLS>cocobetaine>CAPB (each 2%) | 48-hour patch test |
| AEOS-3E0=alkyl (C12–14 average) ethoxy sulphates, BAC=benzalkonium chloride; CAPB=cocoamidopropyl betaine; ISE=sodium cocoyl isethionate; LAS=linear alkyl (C12 average) benzene sulfonate; LESS=disodium laureth sulphate; PEG=polyethylene glycol; PG=propylene glycol; RMSS=disodium ricinoleamido monoethanolamido sulfosuccinate; SLES=sodium lauryl ether sulphate; SLS=sodium lauryl sulphate; SUC= disodium lauryl 3-ethoxysulfosuccinate. | |
| Graduatoria della tossicità in vitro di tensioattivi comuni | |
|---|---|
| test | |
| BAC>SLS> tween 80 | Human primary keratinocytes Arachidonic acid and lnterleukin-1 release, MTT assay Müller-Decker et al., 1994 |
| CTAB>SLS (at concentration: 3g/ mg) | Normal human epidermal keratinocytes (NHEK) MTT assay Bigliardi et al., 1994 |
| BAC>SLS (at concentration: 1×10 −5 M) | Normal human oral and foreskin keratinocytes MTT assay and lactat dehydrogenase (LDH) release Eun et al., 1994 |
| Cationic=amphoteric>anionic>non-ionic surfactants | NHEK, HaCaT cells, and 3T3 cells Neutral red release and cell growth/protein Korting et al., 1994 |
| N-alkyl-sulfate C12 > C14>C10>C16>C8 | HaCaT cells Neutral red release Wilhelm et al., 1994 |
| BAC>SLS>be tween 20 | Commercial human skin model* (Skin2) MTT assay, LDH and PGE2 release Osborne et al., 1994 |
| 0.2% BAC>0.5% SLS>0.5% CAPB> 30% PG | Commercial human skin model* (Skin Equivalent) MTT assay Harvell et al., 1994 |
| NHEK = Normal human epidermal keratinocytes, MTT = mitochondrial metabolic activity, *Commercial human skin model=human dermal fibroblasts in a collagen-gel or a nylon-mesh matrix co-cultured with NHEK that have performed a stratified epidermis, LDH = lactat dehydrogenase release, HaCaT cell = aneuploid immortal keratinocyte cell line from adult human skin, 3T3 cells = standard fibroblast cell line, CTAB= cetyltrimethylammonium bromide. | |
| Antagonismi | ↑ |
Non solo a seconda delle procedure di test e di tante altri fattori si può rilevare un diverso potenziale irritativo dei detergenti, ma, per complicare, un po’ la faccenda, si può sensibilmente ridurre il potenziale irritativo di un detergente a seconda di come i tensioattivi più irritanti al suo interno vengono coformulati. Già la presenza di umettanti ed emollienti in grado di “restituire” alla pelle parte del mantello idrolipidico che con la detersione viene rimosso riduce sensibilmente il potenziale irritativo. Poi il potenziale irritativo dei singoli tensioattivi può essere molto superiore di quello di miscele con altri tensioattivi “antagonisti”.
Ad esempio la miscela Sodium lauryl sulfate + cocoamidopropyl betaine, pur essendo tensioattivi uno con alto potenziale irritante, l’altro con alto potenziale tossico, miscelati inducono molte meno reazioni di quanto farebbe pensare il loro potenziale preso singolarmente.
| Ridotto potenziale irritante delle miscele di tensioattivi rispetto ai singoli tensioattivi | |
|---|---|
| test | |
| SLS> SLG+SLS | Kawasaki et al., 1999, Lee et al., 1994 |
| SLS> SLS+DDAB | Hall-Manning et al., 1998 |
| 20% SLS+10% SLES,20%SLS+10% CAPB,20%SLS+10% CDEA< 20% SLS | Dillarstone et al., 1993 |
| 20% LAS+10% SLES+10% C9–11 alcohol 8EO<20 las="" td=""> | |
| EO = ethoxylated, SLES=sodium lauryl ether 2EO sulphate; CAPB=cocoamidopropyl betaine; CDEA=cocodiethanolamine; DDAB=dimethyl dodecyl amido betaine; SLG=sodium lauroyl glutamate. | |
Il fatto che la miscela di tensioattivi abbia una CMC inferiore non è determinante. Come neppure lo è la distribuzione di carica nelle micelle. Si può ottenere una riduzione del potenziale irritativo non solo miscelando anionici e anfoteri, ma anche anionici con altri anionici a catena più lunga. In genere etossilati e tensioattivi polimerici che tendono a “rivestire” le micelle comportano una minor aggressività del sistema surfattante.
| Conclusione | ↑ |
Il formulatore e tanto più il consumatore non può predeterminare con certezza dalla lista ingredienti il potenziale irritativo di un detergente, che può essere verificato solo con appositi test in vivo. I grandi gruppi della detersione normalmente eseguono questi test sui detersivi e nel cosmetico specificano la compatibilità del prodotto per pelli sensibili.
Alcuni tensioattivi a parità di concentrazione e di potere detergente hanno un minor potenziale irritativo ma l’utilizzo di un tensioattivo a basso potere irritante non è garanzia del basso potenziale irritativo del prodotto finito.
Rodolfo Baraldini
pubblicato 29 maggio 2016
Riferimenti
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Hydrophobically modified polymers can minimize skin irritation potential caused by surfactant-based cleansers
Some Effects of Soap on the Skin
Cleansing Formulations That Respect Skin Barrier Integrity
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The irritancy of soaps and syndets.
The concept of the acid mantle of the skin: its relevance for the choice of skin cleansers.
Histopathological evaluation of the ocular-irritation potential of shampoos, make-up removers and cleansing foams in the bovine corneal opacity and permeability assay.
Development of a standardized testing procedure for assessing the irritation potential of occupational skin cleansers.
http://echa.europa.eu/documents/10162/21650280/oecd_test_guidelines_eye_irritation_en.pdf
Amended safety assessment of dodecylbenzenesulfonate, decylbenzenesulfonate, and tridecylbenzenesulfonate salts as used in cosmetics.
Safety, effectiveness and comparability of professional skin cleansers.
Skin cleansers: three test protocols for the assessment of irritancy ranking.
The use of cleansers as therapeutic concomitants in various dermatologic disorders.
Surfactant structure effects on swelling of isolated human stratum corneum
Phospholipid liposomes/surfactant interactions as predictors of skin irritation
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