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成分派热推+肤感党必用的“抗氧高材生”,反黑还有光毒性...

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Artist:Edward Cucuel

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近几年,「诺贝尔奖」似乎成为了护肤界的流量密码。从一度红得到发紫的EGF、到POLA/宝洁的「细胞自噬」、再到欧莱雅集团的「长寿基因」……无不在向消费者明示/暗示自己用的是最前沿的「诺贝尔奖」概念或技术。

同样顶着诺贝尔奖光环出道的【富勒烯】,被誉为“自由基海绵”,号称是滨崎步和麦当娜御用护肤成分。在进入我国市场后,虽说各种“骗局”“智商税”的争议不断,但仍阻挡不了大企业的进军,和微商品牌的跟风,其中不乏成分党非常推崇的单品

▲【Dr.Ci:Labo】凝时富勒烯精华液

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直接以【富勒烯】命名的品牌,美容院/医美机构中「富勒烯水光」常用的产品,据说也可居家滚针使用。

但近期,一份欧盟SCCS甩出的93页文档,将对【富勒烯】的质疑,直接从「效果」转到「安全性」上。各路博主一通吃瓜分析,甚至由于【富勒烯】是国货品牌和原料的重要战场,阴谋论也出来了

禁用论:

“富勒烯及其衍生物有毒、致癌”

“因为有遗传毒性,孕妇/育龄女性禁用”

危言耸听论

“纯属标题党,误导大众”

阴谋论:

本质是“欧盟对中国原料发展的阻拦制裁‘

今天咱们就从「科学工作者」的角度,充分考虑【富勒烯】的应用场景等实际使用细节,再结合欧盟最新研究中的具体数据,分析下

❓「富勒烯致癌」是否需要恐慌❓

❓如何科学看待欧盟SCCS报告传达的信息❓

❓科研工作者眼中,真正的隐藏杀手是谁❓

❓【富勒烯】护肤品,如何用可兼顾安全❓

【富勒烯】从日系独宠,

走向国货风潮

【富勒烯】我们早就写过科普文,它本质上是一种碳元素(多面体碳结构),由60-80个碳原子组成。目前的富勒烯产品中一般含有的是C60和C70(都属于富勒烯但碳原子个数不同)。

时光机

3位科学家因为发现了富勒烯而获得诺贝尔化学奖(并非因其抗氧化、抗衰老的作用而获奖)。在科研界,【富勒烯】的应用也以利用它的电学性能为主,并非护肤、抗氧化、抗衰。

但在护肤品领域,【富勒烯】被商家誉为「抗衰之王」、美容界的“钻石成分”、“自由基海绵”等。通常被添加在美白、抗氧化、抗光老的功能性护肤品中。

【富勒烯】的兴起从日本开始,作为护肤品原料,早年基本被日本三菱集团垄断,包括各种水溶性、油溶性、脂质体包裹等技术。但近几年「中国原料」也紧跟了富勒烯潮流,越来越多的国产富勒烯产品走进市场。

风险的最终源头:

「纳米」级

通读完欧盟SCCS长达93页的报告后,有一个词,一定要放在最前面,再次提醒大家重视——纳米级

SCCS提示的大多数富勒烯风险,基本都基于「纳米材料」这个重要前提:

1

纳米粒子具有明确的透皮吸收和全身利用性。

在外涂时,因为是纳米材料,所以【富勒烯】类成分可以通过皮肤渗透进入真皮层,并很可能进一步扩散到身体其他部分、甚至内脏器官。

2

很可能给内脏器官带来健康风险:

【富勒烯】在体内各个器官内的潜在分布,以及「纳米颗粒」在某些器官(如肺和肝脏)中的积累风险,需要强烈关注。

可以说,除了【富勒烯】本身的性质以外,「纳米级」的颗粒形态是让外涂风险进一步提高的根源。

护肤品中的富勒烯:

都属「纳米材料」

一般定义下的【纳米材料】是指在三维空间中至少有一维处于1-100nm、或由它们作为基本单元构成的材料。

现在我们来看看【富勒烯】与【纳米】之间的关系:

1

常见的基本款纯净富勒烯:

主要是C60(由60个碳原子组成)和C70(由70个碳原子组成)。是油溶性物质,几乎不溶于水。尺寸都小于1nm。

2

改进后的修饰型富勒烯:

为了改进性质,科学家对【富勒烯】进行了修饰,比如给分子表面添加羟基(-OH)基团来制备羟基化富勒烯及其水合形式(简写为HFWC),这种改进后的富勒烯又称为【富勒烯醇】,是水溶性的。它们比基本款富勒烯要大一些,但也只有几纳米-几十纳米。

所以,不管是基本型【富勒烯】还是改进后的【富勒烯醇】和其水合物,大家在化妆品中接触到的【富勒烯】都属于典型的「纳米材料」。

(基本款虽然不在严格的纳米定义范围内,但它反而比传统纳米定义要更小,在纳米科研届,也都被归为「纳米材料」来看待)。

「纳米」虽前沿,

但护肤品中,不要用!

「纳米」是当今科学研究的热门方向之一,很多护肤品厂商也都拿「纳米级成分」「纳米级护肤品」作为卖点。因为把成分变得更小,所以更容易渗透;也可以让肤感更好——比如那些涂抹感特别好、涂上像水一样无感的「化学防晒」;或完全不泛白的纯物理防晒,很多都是「纳米级」防晒剂

但因为「美化」化学家团队中的好几位叔都是多年研究纳米领域的课题,深知纳米成分深渗透、好肤感的背后,很可能是承担不起的健康风险,所以我们从十年前就在提醒大家——远离纳米成分或纳米护肤品

1

原本安全的,会变得有害:

许多原本无害的成分,在变成「纳米级」后,会产生不同的物理化学特性,大大提高了引发有害生物/化学反应的风险。

日化行业的科研远不如严肃科研界那么严谨和系统,化妆品厂商对「纳米粒子」生物影响的理解并不透彻。在没有详细的毒理数据,没搞清代谢途径、生化反应等问题前,外涂「纳米级成分」的风险极大。

2

「纳米级成分」可进入血液循环系统、并在器官内富集:

欧盟SCCS默认纳米粒子的皮肤渗透率为50%,但即使只有一小部分穿透皮肤,纳米粒子也可能在体内积累,目前并无法排除长期风险。

目前科学界普遍认为:

摄入「纳米成分」,对人体存在巨大风险。所以,在监管更严格的「药品届」,目前基本没有被广泛批准用于临床的纳米药物。

说人话

欧盟SCCS的报告也印证了我们多年来的提醒:

1⃣️ 现在外涂护肤品中的「纳米级成分」,还严重缺乏安全性评估。

2⃣️【富勒烯】【富勒烯醇】以及【富勒烯醇水合物】都是典型的纳米材料:

由于是在太小了,这些成分已经超过了「外涂护肤品」的作用范围,经皮吸收后很可能在全身分布,富集在肝脏、肺部等部位,对整个人体产生影响,需要格外谨慎对待。

⚠️护肤品的渗透,

重在「精准➕适度」:

完全不吸收——无效。

渗透得过深、太多——进入血液和内脏,损害健康。

所以,「护肤品的渗透技术」是门学问,要精准的把不同成分送到皮肤中的作用靶点,不能过深、也要不太浅。

外涂富勒烯:

进入人体内脏器官

在欧盟的报告中,SCCS警示:

“必须重视【富勒烯】等「纳米颗粒」在护肤品中的经皮吸收深度和对全身的影响。简单理解就是,「纳米粒子」可以透皮吸收并且并不仅仅保留在皮肤中,这些粒子可以随着血液等流经全身。并可能在肝脏、肾脏等器官内被吸收和长期积累。

有研究表明外涂【富勒烯】可以穿透皮肤,甚至进入内脏器官

在这个实验中显示,分散在脂肪酸溶液中的14%富勒烯C60能够穿过完整的皮肤屏障进入真皮层;在使用亲脂配方后,甚至到达了身体内的其他器官。(文献[1])

▲检测富勒烯C60进入猪皮肤真皮层:(A)富勒烯C60的分散溶液,刻度线代表500纳米;(B)不含富勒烯C60的猪皮肤,刻度线代表200纳米;(C)和(D)含有富勒烯C60的猪皮肤,刻度线代表100纳米。

口服【富勒烯】:

可以分布到身体各处,并积聚在肝脏中。(文献[2])

肠外给药【富勒烯】后:

大约1/4积聚在肝脏中,7天都没有被代谢掉。(文献[3])

准妈妈、哺乳期妈妈们:

【富勒烯】可以通过胎盘传递给胎儿;也可通过乳汁传播给哺乳的幼儿。(文献[4])

说人话

无论是科学界的研究、还是欧盟SCCS的报告,都表示根据现有的实验数据:【富勒烯】【羟基化富勒烯】及其水合形式,都可以通过局部摄取(皮肤外涂、口服、静脉注射、吸入等)而分布到全身,最终可能导致「富勒烯颗粒」分布在身体的各个器官内。

进入人体内脏,

就一定不好吗?

进入人体也并不一定是坏事,毕竟我们每天吃的食物也都进入人体,但都成为了支持生命的养料。如果【富勒烯】进入人体后也能和内脏器官互帮互助,倒也是美事一件~

从现有科研结果看,想要明确【富勒烯】进入人体后的安全性,必须先精准的监控【富勒烯】及其衍生物中的杂质、残留溶剂、重金属、合成副产物(如环氧化物)的含量。即使只有微量杂质存在,也会影响【富勒烯】产品的功效和毒性。(文献[5])

生产【富勒烯】的过程,会产生具有细胞毒性的杂质

在合成富勒烯的过程中,也会同时生成有机THF过氧化物,这种杂质会引起DNA降解、和诱导脂质过氧化,对细胞产生毒性。未经纯化的富勒烯因为含有THF过氧化物也对细菌显示出毒性。

▲未经纯化的富勒烯C60和THF过氧化物的毒性

富勒烯的羟基化程度和浓度,影响细胞毒性

有实验显示,在浓度为42.5μg/ml时,分布测试三种羟基化富勒烯(C60(OH)20、C60(OH)24和C60(OH)32),其中C60(OH)32显示出细胞毒性——24小时内细胞活力比对照组降低了18.54%。

▲C60(OH)x处理24小时后未染色HEK的透射电镜。(a)未处理对照。(b) C60(OH)20。(c) C60(OH)24。(d) C60(OH)32。大箭头表示在细胞质液泡中聚集的富勒烯醇,小箭头表示附着在细胞膜上的富勒烯醇。

羟基化富勒烯及其衍生物的稳定性,至今影响安全性:(文献[6])

由于是水溶性成分,【羟基化富勒烯】及其衍生物在水溶液中很容易与ROS自由基反应,形成富勒烯醇自由基加合物和自由基阴离子。【富勒烯醇】还容易在光照(如阳光)下产生单线态氧1O2和O2-;C60的水溶性团簇在阳光下甚至可以直接光解。因此,羟基化富勒烯及其衍生物的稳定性对于安全评估非常重要,这类成分一但降解,会产生一系列安全隐患。

▲富勒烯醇(5.6µM) (a)在模拟太阳辐照下 (b)在366nm单色照射下的光降解动力学。

说人话

虽然化妆品中的【富勒烯】添加量很少,但考虑到身为「纳米成分」的尺寸极小,即使少量添加仍然代表了非常多的颗粒数量,在长期使用的过程中很可能在人体内累积聚集。因此富勒烯产品需要提供更多的准确信息,以供消费者选择

原料厂商需要确保富勒烯及其衍生物的最高纯度,并尽量减少可能影响其安全性和有效性的杂质。

要准确测定富勒烯成分中的杂质、重金属、伴随污染物和有机溶剂含量的详细信息,公开制造方法的详细信息(合成路线、溶剂去除和任何共合成副产物)。

要提供原料均匀性和稳定性的详细资料。

要明确【羟基化富勒烯】的化学组成,不然会大大增加其效果和毒性的不确定性。

归根结底,对于我们普通消费者来讲,要选出一款高安全性的富勒烯产品,是一件门槛极高、很有技术难度的事。

自由基海绵?

抗氧不成,

反促氧➕返黑➕氧化损伤

看到这里很多菇凉会问了:

“都说【富勒烯】是自由基海绵,抗氧化特别厉害,如果可以找到一个靠谱大厂出品的富勒烯产品(保证纯度和稳定性),岂不就是一个优秀的抗氧化产品?“

那咱们就退一步讲:

假设可以找到一个良心产品,其确保了【富勒烯】的高纯度、无杂质、高稳定性,以及精准的控制了进入人体的数量和范围,但它仍然不是优秀的抗氧化产品

大家要知道,【富勒烯】及其羟基化衍生物具有独特的物理化学性质:

既是抗氧化剂,

但同时也是促氧化剂……

在C60富勒烯水溶性含氯衍生物对人胚胎【成纤维细胞】影响的研究中:(文献[7])

结果显示,虽然前3个小时内表现出抗氧化作用,但随后【成纤维细胞】就出现了氧化损伤。

另外一项研究显示:(文献[8])

羟基富勒烯水复合物(3HFWC)抑制了黑色素细胞的活力,促进其老化。换句话说,【富勒烯】没有抗氧化而是促进了氧化。

在水溶性C60富勒烯与VC的研究中:(文献[8])

纳米C60富勒烯在真皮成纤维细胞、肝细胞和星形胶质细胞中,都显示出细胞毒性(增强ROS生成、加速脂质过氧化)。

而加入经典的抗氧化剂【VC】,则抑制了纳米C60造成的氧化损伤和由此产生的毒性。

▲(A)当向细胞中加入等量VC时,在240和2400 ppb纳米C60浓度下脂质过氧化检测物MDTA没有增加。(B)对照细胞、240 ppb抗坏血酸、240 ppb纳米C60和抗坏血酸/纳米C60的细胞活力测定。(下)注射抗坏血酸、纳米C60和抗坏血酸/纳米C60后细胞活力的荧光显微照片

大家都知道「护肤抗衰」中一定要抗氧化的目的,就是要抵抗【光老化】。但【富勒烯】身为一个抗氧化剂,不仅可能促氧,甚至还有光毒性

紫外线下,有光毒性

由于【羟基化富勒烯】及其聚集体,会吸收紫外线中的UVA和VIS辐射,所以可能对皮肤和眼睛产生光毒性。

有体外实验表明:

当【羟基化富勒烯】暴露于紫外线或可见光下是,会对【人角质形成细胞】造成光毒性。(文献[14])

▲(A) (γ-CyD)2/C60和(B) C60(OH)24暴露对UVA (15J/cm2)和冷白光(5.4J/cm2)照射下HaCaT角质形成细胞活力的影响

▲已知单线态氧与细胞膜上的蛋白质和不饱和脂质直接反应,生成相应的过氧化物。在含富勒烯的HaCaT细胞的光照射过程中,检测到蛋白质过氧化氢(POOH)是主要产物,并通过叠氮化物的猝灭作用,强烈表明单线态氧确实在细胞内产生。

说人话

根据现有的研究证据看,【富勒烯】即使可以抗氧化,但也同时会反向促进氧化,造成氧化损伤和细胞毒性。而在加入经典抗氧化成分【VC】后,可以明确的抑制氧化损伤。因此

欧盟SCCS认为:

1⃣️ 需要更明确的证据来证明【富勒烯】作为化妆品成分时不会形成自由基,否则无法确定它是一个「抗氧化成分」。

2⃣️【羟基化富勒烯】具有光毒性,如果不能提出明确证据来排除其光毒性的可能,这些纳米成分不能用于「会见光」的化妆品中。

我们的观点

即使有厂商为我们提供了高纯度的稳定的【富勒烯】产品,它仍然不是一个值得选择的抗氧化成分;再加上我们【抗氧化】的刚需场景就是白天抗光老,有光毒性?不能见紫外线?要它何用!!

我们更推荐直接使用安全又高效的复配渗透型VC。

遗传毒性?

生殖毒性?

在欧盟的报告中,SCCS警示:

根据现有的证据,不足以排除所评估的任何【富勒烯】材料的遗传毒性/致癌潜力。

▲可能的遗传毒性机理

关于【富勒烯】及其衍生物的遗传毒性,科学界的结论并不统一:正面的安全结果、和反面的毒性结果同时存在

有研究测试了三种人造纳米/微粒富勒烯(C60)、炭黑(CB)和陶瓷纤维对哺乳动物的致癌作用:(文献[9])

体外基因毒性分析显示,C60、CB和高岭土处理A549(人肺癌细胞)后,结果发现这三种纳米/微颗粒会引起小鼠肺部的细胞DNA损伤。此外,单次或多次注射【富勒烯C60】和【高岭土】都增加了小鼠肺中gpt和Spi-突变的频率。

说人话:

小鼠患肺癌的几率被提高。

▲气管内灌注颗粒对C57BL/6J小鼠肺DNA损伤的影响

▲gpt基因编码区的自发和粒子诱导突变

有研究证明了胶体富勒烯C60水悬浮液具有遗传毒性:(文献[10])

且【富勒烯C60】的浓度越高,遗传毒性越强。也有一些研究显示C60和C60(OH)24均会造成人体细胞的DNA损伤。(文献[11][12])

▲富勒烯处理的人淋巴细胞遗传毒性(放大400倍):(A)未经处理的人淋巴细胞细胞核(阴性对照);(B)甲基磺酸乙酯核(2mm,阳性对照)处理的人淋巴细胞显示DNA损伤;(C, D, E) nC60处理的人淋巴细胞细胞核显示DNA损伤。

在一项发育毒性的动物研究中:(文献[13])

在妊娠第10天对小鼠腹腔注射富勒烯C60/PVP,给药18小时后,所有胚胎都死亡并表现出严重的异常(浓度137mg/kg)。在更小剂量的测试中(50mg/kg), C60在胚胎中明显分布,并引起异常。25mg/kg剂量时,有一个胚胎头部异常增大。

说人话

SCCS认为

1⃣️ 尽管有一些研究显示【富勒烯】没有遗传毒性,但以现有的证据不足以最终排除其遗传毒性的潜力。而【羟基化富勒烯】和【水合的羟基化富勒烯】,现有证据已经表明它们具有遗传毒性潜力。

2⃣️ 【富勒烯】不会导致染色体畸变的研究结果并不可靠。如果不能明确细胞对富勒烯的摄取及代谢路径,就无法得到准确的基因毒性的结论。所以目前仍然缺乏全身暴露的研究,人体的临床效果仍不确定。

3⃣️ 虽然关于生殖毒性的研究有局限性,但表明了潜在的发育影响,因此需要进一步研究以排除富勒烯及其羟基化/水合衍生物的生殖/发育影响。

我们的观点

1⃣️ 虽然科学界目前还没有定论,需等待进一步的研究结果,但对于遗传毒性、生殖毒性的风险,还需要持有谨慎态度——遗传毒性/致突变性≠生殖毒性。并不是只要不生孩子就可以放心使用。遗传毒性/致突变性意味着基因突变,而基因突变或DNA损伤等意味着癌症风险提高。

2⃣️ 尤其是已有一些研究表明【富勒烯】类成分确实可以导致DNA突变。结合【富勒烯】在器官内富集、可全身分布、可通过母乳等传递给胎儿这些观测结果,再加上【富勒烯】本身在护肤中并没有显示出卓越功效、抗氧存疑甚至反导致光毒性,实在没有必要冒风险。

说人话

如果咱们讲科学,以目前的研究结果看,还无法就【富勒烯】【水合羟基化富勒烯】的安全性得出结论,因为在物理化学、毒性动力学和毒理学方面存在许多不确定性和数据缺口。为了证实【富勒烯】可以安全地用于化妆品,必须补全这些缺失的数据,并且获得正向的结果。

尤其是,现有证据已明确表明【羟基化富勒烯】及其水合形式具有遗传毒性;而【富勒烯(C60和C70)】的遗传毒性潜力是「未排除」状态。

SCCS评估的

富勒烯产品风险点

富勒烯原料中可能存在的杂质(如环氧化物形式)、重金属、伴随污染物和/或有机溶剂,都将影响其功能及毒性。

缺乏【羟基化富勒烯】及其水合形式的稳定性数据。

【富勒烯】及其衍生物在化妆品中可能会诱导自由基产生(促进氧化)。

【羟基化富勒烯】及其水合物具有光毒性。

【羟基化富勒烯】的致敏电位缺失。

【富勒烯】等「纳米颗粒」在化妆品中的经皮渗透程度和全身分布,以及在某些器官(如肺和肝脏)的积累。

现有证据不足以排除任何【外涂富勒烯】材料的遗传毒性/致癌潜力。

「美化」化学家

的观点

【富勒烯】【羟基化富勒烯】及其衍生物:

1

都是明确的「纳米级成分」。

身为纳米领域的科研工作者,我们已经重复了10多年——不推荐任何纳米级外涂成分。

远离所有「纳米级」护肤品,如:

不泛白的【物理防晒】,肤感好到无存在感的【化学防晒】!!

2

外涂抗氧不给力,

反而可能促氧➕导致氧化损伤:

现有的实验数据显示【富勒烯】可兼具抗氧化➕促氧化的双重属性,在某些情况下【富勒烯】类成分甚至会促进氧化且具有细胞毒性。从这方面看,完全没必要为“抗氧化剂”富勒烯买单。

3

安全性:少量不意味着安全。

这次「自媒体」们没有危言耸听,虽然在化妆品中【富勒烯】的使用量非常小,但考虑到富勒烯及其衍生物的颗粒尺寸极小,少量添加仍然代表了非常大的颗粒数量,因此不能认为对消费者没有影响。

另外,考虑到【纳米颗粒】在人体肝脏、肾脏等的富集和缓慢代谢,我们认为在多次重复使用时,仍然有体内累积的风险。

4

遗传毒性/致突变性,不等同于生殖毒性:

遗传毒性/致突变性对使用者意味着患癌症几率的增加。尽管目前关于富勒烯致癌的实验结果并不统一,但我们认为现有的数据足以引起我们的重视。毕竟在致癌风险面前,富勒烯的「护肤表现」并不足以让我们买单。

参考文献:[1]-[14]

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[11].Sharoyko, V. V.; Iamalova, N. R.; Ageev, S. V.; Meshcheriakov, A. A.; Iurev, G. O.; Petrov, A. V.; Nerukh, D. A.; Farafonov, V. S.; Vasina, L. V.; Penkova, A. V.; Semenov, K. N. In Vitro and In Silico Investigation of Water-Soluble Fullerenol C60(OH)24: Bioactivity and Biocompatibility. J. Phys. Chem. B 2021, 125, 9197-9212.http://dx.doi.org/10.1021/acs.jpcb.1c03332.

[12].Vesterdal, L. K.; Danielsen, P. H.; Folkmann, J. K.; Jespersen, L. F.; Aguilar-Pelaez, K.; Roursgaard, M.; Loft, S.; Moller, P. Accumulation of lipids and oxidatively damaged DNA in hepatocytes exposed to particles. Toxicol. Appl. Pharmacol. 2014, 274, 350-360. http://dx.doi.org/10.1016/j.taap.2013.10.001.

[13].Tsuchiya, T.; Oguri, I.; Yamakoshi, Y. N.; Miyata, N. Novel harmful effects of 60 fullerene on mouse embryos in vitro and in vivo. FEBS Lett. 1996, 393, 139-145. http://dx.doi.org/10.1016/0014-5793(96)00812-5.

[14].Zhao, B.; He, Y.-Y.; Bilski, P. J.; Chignell, C. F. Pristine (C60) and hydroxylated C60(OH)24 fullerene phototoxicity towards HaCaT keratinocytes: Type I vs type II mechanisms. Chem. Res. Toxicol. 2008, 21, 1056-1063. http://dx.doi.org/10.1021/tx800056w.

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