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 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． · 6·一 0 a ． 维普资讯 http://www.cqvip.com 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 ·67· 维普资讯 http://www.cqvip.com 柚 1． 氧化染发{Ij形成的机理 ‘、． cDt f H N』 冬 NH blue 【 j【：： ， bluev~ t 圈 2． 过氧化氲的氧化反应 -)不形成基圃 b)澎戚基圃。 I IHOOH + NH4OH ．．NH, ● ItOO’ ● HzO 2 Hoo。 ．． Oz + ·t洲 ‘ + H00H NHI NH H’ + HOOM 一 2 HjO b)Oxidation wilh fo：matmn of rad~：als FE” + POOH — fE一 + HO一 + OH’ HO‘ + HOOH _， H O + ¨0O‘ 10otymer brown 田 5． B|删lro'r- i基的形庶 F口f t^I口n Ol Ba mdrowlkl’‘Bale QL~ onedlimine 上 +pPD 0 H^】 F r奇2．Oxidstion reactk~nsOfhydlogen pef0“ b ) d=．o城 m日铂on of憎dic 3Is and b—with Figure 3．Formation of Bandrow8ki'。B_。‘ ~QG~ al1．f0nned． 。⋯ 一 r6g· =． ◇ l@ 维普资讯 http://www.cqvip.com 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，并且还需要对常规的 毒性学的测定方法作出修改。 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 ·69· 维普资讯 http://www.cqvip.com 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 维普资讯 http://www.cqvip.com