BADANIE I OCENA KREMÓW I ŻELI HYDROFILOWYCH

Praca wykonana w ramach Strategicznego Programu Rządowego pn. „Bezpieczeństwo i ochrona zdrowia człowieka w środowisku pracy” dofinansowanego przez Komitet Badań Naukowych

Wchłanianie  substancji  szkodliwych przez skórę ludzką zależy od wielu czynników: stanu skóry, różnic anatomicznych, wieku, temperatury i wilgotności otoczenia, a nawet karnacji. Wszelkie skaleczenia, oparzenia, podrażnienia, alergie i choroby skóry niszczą barierę, jaką tworzy naskórek i znacznie zwiększają wchłanianie związków chemicznych.

Według statystyki około 10% ogólnej liczby zatrudnionych styka się w czasie pracy ze szkodliwymi związkami chemicznymi. Co roku w Polsce od 700 do 1000 osób zapada na zawodowe choroby skóry. Znajdują się one na czwartym miejscu na liście uznanych chorób zawodowych. Choroby te są wynikiem działania szkodliwych substancji na skórę ludzką, której nie zabezpieczono przed ich działaniem we właściwy sposób.

Najczęściej na choroby skórne zapadają pracownicy przemysłu metalowego i mechanicznego, natomiast największą ilość dermatoz o charakterze alergicznym stwierdzono u zatrudnionych w przemyśle chemicznym oraz w rafineriach ropy naftowej.

Ochrona skóry rąk jest zagadnieniem poważnym, ze względu na dużą ilość zatrudnionych w kontakcie z chemikaliami. Zmniejszenie ilości zachorowań ma nie tylko aspekt humanitarny, ale również pozwoli ograniczyć wydatki państwa na leczenie, renty i odszkodowania.

W celu zabezpieczenia rąk przed kontaktem ze szkodliwymi substancjami najczęściej stosuje się rękawice szczelne, nie przepuszczające cieczy i powietrza, wykonane z gumy naturalnej, bądź z syntetycznych gum i tworzyw: perbunanu (kauczuku poliakrylonitrylowego), neoprenu (kauczuku polichloroprenowego), polialkoholu winylowego (w skrócie PAW), polichlorku winylu (w skrócie PCV), hypalonu (chlorosulfonowanego polietylenu), vitonu (kopolimeru heksafluoropropenu i fluorku winylidenu), kauczuku butylowego, polietylenu.

Jednak na niektórych stanowiskach pracy rękawic używać nie można. Na przykład nie używa się ich przy obrabiarkach czy innych urządzeniach wirujących, które mogłyby pochwycić materiał rękawicy i zmiażdżyć dłoń lub przy wielogodzinnym narażeniu rąk na działanie cieczy, gdzie praca w rękawicach gumowych byłaby bardzo uciążliwa — należą do nich takie czynności, jak: naprawa samochodów i maszyn, prace związane z pielęgnacją roślin, np. pielenie grządek na działkach, płukanie jelit w zakładach mięsnych, zanurzanie naczyń porcelanowych w kąpieli, dającej po wypaleniu polewę i wiele innych. W tych sytuacjach chroni się skórę za pomocą kremów, żeli, maści ochronnych czy past, które nazywa się również: niewidzialne rękawice, biologiczne rękawice.

Najważniejszą cechą kremów i żeli są ich właściwości ochronne — zabezpieczanie skóry przed czynnikami szkodliwymi. Z uwagi na właściwości ochronne można podzielić dermatologiczne środki ochrony skóry na dwie grupy: hydrofobowe - nie chłonące wody oraz hydrofilowe - chłonące wodę.

Kremy hydrofobowe zabezpieczają skórę rąk przed działaniem wody i roztworów wodnych soli, mydeł, detergentów, roztworów zasad i kwasów do 5% stężenia, nie mogą być natomiast stosowane jako ochrona rąk przed działaniem olejów smarów czy rozpuszczalników, gdyż rozpuszczalniki zmywają warstwę ochronną, a oleje i smary będą rozpuszczać się w tych kremach; krem staje się wtedy czynnikiem ułatwiającym przenikanie substancji szkodliwych przez skórę ludzka.

Kremy, żele, pasty hydrofilowe stanowią ochronę przed substancjami nierozpuszczalnymi w wodzie — olejami, smarami, rozpuszczalnikami. Sporządzane na podłożu rozpuszczalnym w wodzie i chłonącym wodę.

Spośród tych preparatów najbardziej interesujące są te, które po naniesieniu na skórę rąk wysychają i tworzą cienką, elastyczną błonę. Są to tzw. rękawice biologiczne [1].

Żele wytwarzane są na bazie substancji charakteryzujących się zdolnością zmieniania napięcia powierzchniowego i zdolnością do tworzenia błon. Są to zwykle wielkocząsteczkowe polimery pochodzenia naturalnego, jak: kazeina, żelatyna., dekstryna, agar-agar, lub syntetycznego jak polialkohol winylowy. Substancje te w obecności wody pęcznieją, dając roztwory koloidalne, po odparowaniu wody dają cienką elastyczną błonę. Błona taka jest na ogół dość trwała; jest nieprzepuszczalna dla substancji organicznych. Po pracy łatwo zmywa się wodą.

Opracowany w Centralnym Instytucie Ochrony Pracy żel powłokowy, wdrożony do produkcji i obecny na rynku już od wielu lat pod nazwą SECOL daje błony, tak odporne na rozerwanie, że można je było oddzielić od podłoża i badać podobnie jak rękawice ochronne [2].

Jedna z niemieckich firm poleca preparaty: Sansibal, Saniwip, Sineprint, Stephalen, Saniklin, Saniscrub, Contra Color, Stetatop, Physiodertm. Inna wytwarza kremy o nazwie Lindensa. Oprócz tego wiele firm wytwarza preparaty o nazwach: Taktosan, Wollasan, Bacosan, Protecsil, Isolex, Aciderm Creme, Rozalex, Dermocif, Antixol, Silicreme, Arresil, Lordin i wiele innych.

Dermatologiczne środki ochrony skóry budzą coraz większe zainteresowanie, gdyż mogą stanowić alternatywę dla stosowania cienkich rękawic gumowych z kauczuku naturalnego. Rękawice wykonane z kauczuku naturalnego powodują uczulenie i zapalenie skóry rąk, a ponadto astmę, pokrzywki, nieżyt nosa, a nawet szczególnie groźny wstrząs anafilaktyczny. W Stanach Zjednoczonych uważa się, że blisko 10% osób narażonych na kontakt z gumą naturalną zapada na alergie, często bardzo ciężkie. Problem ten dotyczy wszystkich państw uprzemysłowionych; uległ znacznemu nasileniu od 1980 r. [3]. Wyprysk zawodowy prowadzi do dyskomfortu, absencji w pracy, a nawet procesów sądowych. Zmiany skórne pochodzące od pracy „na mokro” noszą nazwę „wyprysk gospodyń domowych”, ale choroba dotyczy również pielęgniarek, pomywaczy, barmanów, dentystów, kucharzy, mechaników samochodowych, hydraulików i innych osób, mających częsty kontakt z substancjami powodującymi zmiany.

Stosowanie dermatologicznych środków ochrony skóry może być jednym ze sposobów zmniejszania zawodowych chorób skóry.

Aby środek ochronny spełniał swoje zadanie, powinien być właściwie dobrany i dostosowany do występującego zagrożenia.

Ocenę właściwości ochronnych żeli i kremów przeprowadzać należy na podstawie badań laboratoryjnych, konieczne więc jest opracowanie metod badania odporności chemicznej tych preparatów.

Większość opisywanych w literaturze metod oceny skuteczności kremów ochronnych prowadzona jest in vivo — przy wykorzystaniu zwierząt i ludzi-ochotników [3-6]. Na przykład określano wielkość absorpcji m-ksylenu przez skórę ludzką, pokrytą kremem ochronnym i niezabezpieczoną, oznaczając po 24 godz. ilość produktów przemiany w moczu. Badane kremy zawierające silikony i stearyniany, nie dawały dobrych rezultatów. Stwierdzono ponadto, badając pracowników narażonych na działanie dimetyloformamidu, że jeżeli nie są stosowane jakiekolwiek zabezpieczenia skóry, to absorpcja przez skórę jest większa, niż przez drogi oddechowe.

Metody in vivo są kosztowne i nieobiektywne, gdyż skóra ludzka czy zwierzęca ma różną grubość i różną wrażliwość na działanie czynników drażniących.

W celu umożliwienia oceny odporności preparatów ochronnych na przenikanie rozpuszczalników organicznych opracowano metodę badania przy użyciu chromatografii gazowej.

Czas przenikania rozpuszczalników organicznych przez błonę gumową o grubości 0,85-0,95 mm jest dość krótki i zależy od rodzaju użytego rozpuszczalnika. Toluen przenika przez błonę gumową w czasie 9 min, octan etylu w czasie 14 min, izooktan w czasie 27 min. Powtarzalność wyników jest bardzo dobra — współczynnik zmienności wynosi około 5%. Zastosowana błona ma odpowiednią grubość i może być stosowana jako membrana pod kremy i żele.

Czas przenikania rozpuszczalnika przez membranę pokrytą badanym kremem/żelem jest dłuższy, niż czas przenikania przez membraną niepokrytą żadnym preparatem i zależy zarówno od właściwości badanego kremu/żelu, jak i od rodzaju użytego rozpuszczalnika.

Badając krem D stwierdzono, że najszybciej przenika przez warstwę kremu toluen (2,64 min), znacznie wolniej izooktan (36,8 min). Nie zaobserwowano natomiast związku między ilością naniesionego kremu, a czasem przebicia; przy największym naniesieniu kremu 0,0085 g/cm² czas przebicia wynosi 16,6 min, najdłuższy czas przebicia wynosi 21,2 min przy naniesieniu 0,0059 g/cm².

Przenikalność stosowanych rozpuszczalników przez żel Secol jest bardzo mała; dla wszystkich stosowanych rozpuszczalników: octanu etylu, toluenu, izooktanu czas przenikania jest dłuższy niż 240 minut przy naniesieniu żelu od 0,0033 g/cm² do 0,0075 g/cm² (tab. 1).

Tabela 1

WARTOŚCI CZASU PRZEBICIA P_k/ż[min] DLA PRZEBADANYCH UKŁADÓW KREM/ ŻEL/ROZPUSZCZALNIK ORGANICZNY

Krem/żel	Czas przebicia rozpuszczalnika [min]
	Octan etylu	Toluen	Izooktan
A	1.56	0.08	0.48
B	2.0	0.6	1.24
C	2.32	1.0	3.20
D	3.44	2.64	36.88
Secol	>240	>240	> 240

Porównując czas przenikania rozpuszczalników organicznych przez badane kremy i żel Secol, można stwierdzić, że jedynie żel Secol jest odporny na przenikanie stosowanych rozpuszczalników: octanu etylu, toluenu, izooktanu. Czas przenikania dla wszystkich rozpuszczalników przekracza 240 min. Z pozostałych preparatów jedynie krem oznaczony D wykazuje znaczące działanie barierowe dla izooktanu.

Metoda badania odporności kremów/żeli hydrofilowych na działanie rozpuszczalników organicznych polegająca na określeniu czasu przenikania rozpuszczalnika organicznego przez membranę z gumy naturalnej pokrytą badanym preparatem i niepokrytą nim, przy zastosowaniu jako urządzenia pomiarowego dwukomorowej celi szklanej i jako urządzenia analitycznego — chromatografu gazowego, jest przydatna dla oceny kremów/żeli hydrofilowych.

Uzyskiwane tą metodą wyniki pomiarów są odtwarzalne na wystarczającym poziomie — współczynniki zmienności nie przekraczają na ogół 18%, w niektórych przypadkach są niższe niż 5%.

Spośród badanych preparatów największą odporność na rozpuszczalniki organiczne: octan etylu, toluen i izooktan ma polski żel powłokowy o nazwie Secol. Kremy zagraniczne badane w niniejszej pracy nie są odporne na rozpuszczalniki organiczne.

Proponuje się przyjąć następujące wymagania ogólne dla dermatologicznych środków ochrony skóry, w tym również kremów i żelów:

• nie mogą być toksyczne dla człowieka i nie mogą wykazywać właściwości alergennych,
  
• przed wprowadzeniem do stosowania powinny być przebadane pod kątem działania drażniącego i uczulającego na skórę,
  
• nie powinny zakłócać prawidłowych, fizjologicznych funkcji skóry i stwarzać sprzyjającego środowiska dla rozwoju bakterii i grzybów chorobotwórczych,
  
• powinny się łatwo nanosić na skórę, dobrze do niej przylegać i nie utrudniać czynności roboczych,
  
• powinny łatwo się zmywać ze skóry,
  
• nie powinny zanieczyszczać i uszkadzać materiałów stosowanych w procesie wytwarzania i gotowych wyrobów.

Wymagania dotyczące właściwości ochronnych kremów i żeli zakładają, że preparat ochronny naniesiony na skórę musi chronić ją przez co najmniej 30 minut. W zależności od czasu przenikania rozpuszczalników przez warstwę kremu/żelu ochronnego proponuje się podział zakresu odporności tych preparatów na 4 poziomy:

1. Czas przenikania 30-60 min
   
2. Czas przenikania 60-120 min
   
3. Czas przenikania 120-180 min
   
4. Czas przenikania 180-240 min.

PIŚMIENNICTWO

[1] Liwkowicz J., Kowalska J.: Jak chronić skórę przed substancjami szkodliwymi. CIOP, Warszawa 1998
[2] Liwkowicz J.: Metoda badania żelu powłokowego na działanie rozpuszczalników organicznych. Prace CIOP nr 134, 1987
[3] Frosh P. J., Schultze-Dirks A., Hoffmann H.: Efficary of barier creams (I). Contact Dermatitis 28; 94-100,1993
[4] Frosh P. J., Schultze-Dirks A., Hoffmann H.: Efficary of barier creams (II). Contact Dermatitis 29,74-74,1993
[5] Frosh P. J., Kurtę A., Pilz B.: Efficary of skin barier creams (III). Contact Dermatitis 29, 113-118,1993
[6] Willis C. M., Stephens C. J., Wilkinson J. D.: Experimentally - induced irritant contact dermatitis. Contact Dermatitis 18, 20-24, 1988