氧化染发剂的毒物学测定和对危害健康的评价
一
对危害健康的评价
,磊害
EmEm~ Jochen Spong!ef S Pe叼 ./
璃士珥兰化牧品公訇 Max Bracher
氧化性染发所涉及的化学过程既是形式
多样,又是错综复杂。要测定和评价有关危
害健康方面的情况则必须研究染发进行时发
生的化学和生物学上的反应。本文目的在于
描述染发时使用的条件,及染发过程所涉及
的化学反应,解释有关的毒性研究,并对氧
化染发液危害健康的因素作出评价。
在本文研究中,染发是由染料中间体,
稳定剂与液状、膏状或明胶状载体所组成 ,染
...
一
对危害健康的评价
,磊害
EmEm~ Jochen Spong!ef S Pe叼 ./
璃士珥兰化牧品公訇 Max Bracher
氧化性染发所涉及的化学过程既是形式
多样,又是错综复杂。要测定和评价有关危
害健康方面的情况则必须研究染发进行时发
生的化学和生物学上的反应。本文目的在于
描述染发时使用的条件,及染发过程所涉及
的化学反应,解释有关的毒性研究,并对氧
化染发液危害健康的因素作出评价。
在本文研究中,染发是由染料中间体,
稳定剂与液状、膏状或明胶状载体所组成 ,染
发荆与过氧化氢(含量在3%至12%间)以1 1
的比饲相混和,并应用在头发上 应用时间
撮多为30分钟,其后即用洗发香渡将染发剂
挠掉,并用大量清水漂洗干净。
季寻岛
这种功能性的染发中间体系芳香属二胺
和在对位的氨基苯酚,诸如对苯基二胺,对甲
苯二胺和对氨基苯酚和芳香族间 位 的二 羟
基 ,二氨基或羟基氨基化合物。此外还有 ,氨
和已经讲过的过氧祀氢在染发过程是很有作
用的。
这些对位化合物(初级中间体)被氧化成
醌二亚胺,它又与被称为偶合物的闻位化台
物相反应形成吲哚苯胺 ,举例来说 ,对苯二胺
与间苯二爵相反应生成2一羟基蝴嵘苯胺,以
及与间二胺生成2一氨基吲达胺。当氧化作用
进行时由双核二胺生成三核的有色颜料,并
最终形成聚吗【哚苯胺(觅
1)。
囊 1. 从对一亚荤基=腔生成BsndTowskl基(于1 4置60分钟时闻内)
毫克/毫升 毫克,毫升 t竟/t升 BaⅡdr0 ,ki基
过氧化 氢
对 荤二胺 蔚荤二 酚 B¨ dfo sH 基
10 螂 1. l
i0 13.2± 6 8
10 12 3.7 0.I1±0.04 5
10 2o o.6 o.O2±0.01 4
惠勒/他妆品公司采用HPLC
珐对从氧化性的对荤二胺(在碱性}牟藏,pH9.5)形虞Bandf0霄ski基进行爿
定,使 甩过量 的问羊 二酚可 防止或 ~Baadrow ski基的 生成.
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枉染发的氧化过程,过氧化氢具有两种
功能,首先它漂白头发的黑色素,调整头发
色译,并防止头发产生不良的色译变化。其
次,过氧化氢在多步骤氧化过程 中提供 能
源 。
氨是用来溶解染料的,并提供一种碱性
介质来提高氧化作用,使染料易于渗透到头
发内部。
着色剂的氧化反应是 以不同的速度进行
的。从对位化合物形成醌二亚胺是一缓慢过
程,而醌二亚胺 为一高活性化合物,与间位
化合物几乎是立即反应的。在正常的氧化染
发过程中的反应速度是由pH、温度和对位
与间位化合物之间分子比新决定。
低分子量的染料中间体或双脱核染料进
入头发纤维内, 它们一旦进入内部 就 形 成
不能再脱离头发的高分子聚合物。在此过程
中介质的碱度愈高,氧化作用就愈快。染发
过程也可通过升温来加速进行 ,正如许多化
学反应一样。应该注意的是头发本身在此氧
化反应中起到一种催化剂作用,并进一步完
善此过程。
毒性和皮肤学研究
在染发条件下,染料中间体仍然存在于
着色混合物中,并在整个30分钟的作用进展
期内与头发相接触。对这些染料中间体中的
每一种成分均须作出可能发生韵毒性反应测
试。应该指出这些初级中间休浓度在30分钟
的显露时间是在持续地衰减着。
欧洲共同体化妆品学科学委员会认为要
作出科学的评价,下述的研究是具有普遍重
要意义的t
1.急性毒性,
2.亚慢性毒性(28天或90天口服应用柏
研究),
3.慢性毒性和在适当条件下的致 癌 性
(那些表明具诱变性或高吸收率的物质),
4.对皮肤和粘膜的刺激性和动学力 过
敏化反应,
5.吸收作用,薪陈代谢和肌体运动机
理,
6.诱变性(在体内和试管内的测试),
7.畸形学和生殖研究。
关于要进行染发剂的生产,那末对皮肤
和粘膜的刺激性 和过 敏 反应 ,对吸 收作
用, 新陈代酣和动力学, 以及药品对 肌肤
的诱变性都需要加以研究。德国的《危险品
法规 》规 定对每种新化工原料必须作出毒性
研究。
成 品测定对氧化着色过程中所形成反应
物作用进行研究则是必绠的。
人工生成鞠和不可控的反应
防止人口生成物和不可控制的反应这两
点,对进行氧化染发荆的毒性和皮肤学测定
是程重要的。如果正确使用染发剂则各种不
需要的反应是不会产生的。
氧化基团的形成:痕迹量的金属和过氧
化氢酶都可能分解过氧化氢,加快氧化基团
的形成。由于过氧化作用将损坏头发和头皮
(见图1)。当缺少了最后的氧化阶段 (H:。=)
作为能量的供应来源,会使头发产生不合人
悦 目的色调。
B~ndrowski基的形成{如果氧化染发剂
不含或者仅含极微量金属化合物时从对位化
合物生成醌二亚胺与其它分子对位化合物相
反应生成Bandzowski基(见图2),该物质据信
会导致变态和突变反应。商品的氧化染发剂
配方中一般都含有比对位化合物过量或等分
子量的阃位化合物。这就有效地防止 Band·
rowsk~基的生成(见图 3)。
不可控 的每忧作用;如果一种氧化染
发剂的作用展开期延长到所推荐的30分钟以
上时,现在尚不明嘹的一些反应 物会导致生
成不受欢迎面也不可控制的毒物学和皮肤学
上的反应。惠勒化妆品公司为了筛选目的,
作了对苯二胺氧化染发剂与其它不同偶合剂
之间由时间决定诱发潜力的Ames试验,并
由此作出评价。除了2,4二氢基茴香醚之外
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柚 1. 氧化染发{Ij形成的机理
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圈 2. 过氧化氲的氧化反应
-)不形成基圃 b)澎戚基圃。
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2 Hoo。 .. Oz + ·t洲 ‘
+ H00H
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H’ + HOOM 一 2 HjO
b)Oxidation wilh fo:matmn of rad~:als
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没有一个测试的偶合剂在37℃温度和30分钟
的受热作用期内对氧化染发剂表明有任何的
氧诱发性反应。
诱发性反应可以从偶合刹的类别以及比
正常使用化染发剂更长的时阃这两方面观察
出来。
体内和试管试验的技术砑曩
要评价氧化染发剂对健康的危害性,就
必须在正常使用的条件下作出试验。这不仅
提出重要的技术问题,并且还需要对常规的
毒性学的测定
作出修改。
氧化染发剂的口服或肠遭外应用是不可
能的,因为过氧化氢具有毒性作用。在胃里
过氧化氢被分解成强力气体与食物成分发生
不受控制的氧化反应。在非肠遘应用中过氧
化氢酶会分解过氧化氢,诱导出高度有毒组
织的反应。正确的毒性学测试仅可能作局部
应用。为防止发生人造物和副反应,测试物
料必须含有适应比饲的对位与问 位 化台 物
(正如商品染发剂所含那样),与过氧化氢以
l t 1相混合。正常的显嚣时间不要超过30分
钟,即氧化染发荆敷用于皮肤3O分钟后必须
洗掉。这种试验在动物身上进行,如何避免
不使所甩的染发剂被动物擦掉,成为复杂的
阃题。
过氧化氢的作用不但对体内试验,并且
对试管试验亦有干扰,不论诱变性研究是在
Ames试验中或用细胞培养研究。肝细胞蛰
粒加入到培养介质中来模拟新陈代谢作用和
在细胞培养中的组织过氧化氢酶会促使过氧
化氢强烈地分解,结果生成具有诱变性的氧
化性基团。
豢发荆的毒性学评价
在过去年代里各种染发帮和其中间体曾
被好几个国家的卫生局禁用过。(如间甲苯
二胺,2,4-二氮基茴香醚 ,2,4一二氨基苯乙
醚,2,5二氨基茴香雕,卜羟基一2一氨基一4一硝
基苯,1.羟基 一2一氨基·5一硝基苯)。
在欧洲和美国的染发剂制造厂曾合成一
些染料代用品种和染料中间体,并进行毒性
研究。在这些研究中并未得到任何对健康有
危害的证明,所以使用这些新颖的染发剂和
其他用品对消费者的安全是一项重 要 的进
展 。
有一些评价氧化染发剂对健康危害的研
究,人们已经知道在染发条件下经过皮肤吸
收的染料中间体数量是该中间体单独使用时
吸收量的一半还要少。其原因是在染发剂内
高分子量化合物很快就形成,它能很快地减
少反应性中间体数量,同时还表明反应产物
并不渗透到角质层。变态反应的发生据信由
对位化合物和苯醒促发而在正常的染发条件
下因为染料中间体与偶台体的连续反应而这
种机会被大大地减少了。考虑到上百万次已
进行的染发实践,发生变态反应的可能性是
极少的。从公布前几件事件来看,只发生每
一 百万次染发实践中有一次变态反应。
新韵研究表明,虽然大量新染 料 在使
用,但产生更加强烈接触变态物的危害性不
大或者能生成广泛闻名湿疹的基团反应看米
没有什么大的影响。
这些研究指出:易于引起变态反应的染
料必需在产品上表明。
对氧化染发剂诱发性潜力曾加以测定,
大多数用 Ames测试步骤,在此测试方法中
过氧化氢的毒性作用及细菌暴露到可能诱发
的中间体的时间是两个复杂因索。在此过程
中染发剂的氧化反应仍在继续中,与正常使
舶的条件相比较是很不相同的。还有,而且
过氧化氢本身就是诱发性的。用 Ames测试
方法对氧化染发射进行评价不能 不 作 出保
留,还必须指出诱发性还受到物质纯度的影
响,Bandrowkis基的形成,特别是没有阃位
化合物存在时,可能是自动氧化过程,光感应
和试剂感应变异的干扰是另一个问题,然而
根据修正后的测试条件而进行的 Ames试验
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对氧化染发剂作了很多诱发性研究。
首先的问题是于一定的反应时间之后取
消或抑制过氧化氢在染发剂的作用,这可采
取增用过氧化氢酶和/或稳定剂(乙二胺四乙
酸),抗氧剂(维生素c)和还原剂 (硫代乙醇
酸)来达到目的。在这些研究成果的基础上。
可以作出结论,氧化染发剂的 Ames试验并
不提供诱发性的证据,如果:
· 间位化合物过量地存在,或者对位化
台物具等分子量,
· 偶合剂本身并非是诱发性的,
·没有着色剂(直接染料)存在,它们本
身是诱发性的(如2一硝基、对苯二胺)。
最近如果用肝均质体(混合 S-9)加入应
用对,对等分子量的氧化染发剂对苯二胺和
Il寸苯二酚在老鼠淋巴瘤细胞的基因变异有合
同的研究,并束得到基因变异的证明。并未
观察到微粒俸活化作用,毒性反应和基因变
异。当然,加入过氧化氢酶的方法是比较步用
的。在试管诱发性研究中,用同样的氧化染
发荆在人类淋巴细胞并不表明有任何的染色
体变型,染色体变型中发现的毒性作用,以及
用仓鼠卵巢细胞(CHO)作的SCE试验是很难
作出解释。用过氧化氢酶来分解过氧化氢对
, 仓鼠卵巢细胞具有毒作用,可能通过形成活
性氧化类,如果这个假设是准确的,仓鼠卵
巢细胞对细胞毒性测定药剂的阳性反应结果
必须仔细地给予解释,正如最近Kirkland等
人讨论的那样,此例表明用氧化染发荆作试
管诱发性试验的局限性 。
在志愿者身上进行细胞基因研究,亦找
不动有诱发作用的证据,甚至是极其频繁地
进行染发实践。
对孕鼠作胚胎毒性研究,使用局部应用
氧化染发剂于孕鼠怀孕期内的观察未发现胚
胎毒性或畸形基团作用。
近来对老鼠的多代繁殖和致癌性作了研
究,在整个的生长,怀孕和哺乳期间每周二次
接受氧化染发剂局 部应用,结果表明对增殖
肛 ·
力怀孕、复苏、和后代的产出重量都无相反作
用的证据,也未发现母体身上有任何的损伤。
这些测试的结果是特别令人注目的,因
为这种处理步骤——在所有应用 的频 率 之
上,基于这样的事实,着色剂并不洗掉——
这意味着染料对动物接触对间极长。
局部应用成品和染料中阀体并没有胚胎
毒性或致癌作用的证据,从而得出结论,在
适宜条件下进行染发对孕妇的健康并没有危
害性 。百万人次的染发实践进行了许多年亦
证实这一结论。
大量系统的毒性和致癌性研究作在老鼠
身上,商品性配方与等量的过氧 化氢 相 混
合,局部应用于幼鼠10个月以上,并用于老
鼠24个月以上,在大多数试验中氧化染发剂
并不洗掉,而是存留在动物皮肤上,虽然这
与正常使用条件并不相同,而是意睐着存留
大譬的浓液,然面仍未发现系统的毒性和致
癌性。在多次群众讨论中均涉及到致癌性给
予用性反应的是已经禁止使用的染发剂或染
发中间体,还有这些试验所选用的配方及应
用方法与染发街正常条件并不相 同,特别是
其中对位和间位化合物的比倒。
售论
氧化染发剂已经作过广泛的毒性测定,
尚束发现危害健康的有意义的证据。然而,
对氧化染料提出的有关危害健康所作出的评
价,这是绝对不能与应用条件和所包含的化
学反应分开来考虑的。
在氧化染发过程由过氧化氢作用而生成
的任何生成钫和错误反应这种情况必须排除
在外。正确的毒性学测试就需要对常规的毒
性学测试方法进行修改。在体内测试氧化染
发剂仅能通过外部使厢来进行,这当然造成
主要的技术阀题。
谭自《Colmo~~i& Toiletrle|>
1 990卑2月号第105卷B7、76页
幸子昆译 邦■芳技
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