Innovazione per la sicurezza

Screening del makeup per l’identificazione dei metalli potenzialmente tossici

Gli effetti collaterali che possono essere causati alla salute dall’utilizzo di makeup e prodotti cosmetici contenenti elementi e composti potenzialmente tossici sono ben noti e studiati approfonditamente. La consapevolezza dei produttori e dei consumatori nei riguardi della qualità del makeup è notevolmente aumentata negli ultimi anni. Tuttavia, sono noti recenti casi di effetti negativi riscontrati da alcuni consumatori in seguito all’uso di alcuni prodotti presenti sul mercato, per cui si è parlato di toxic beauty. Per questo motivo, a livello europeo è necessario procedere a un accurato e costante controllo di qualità delle materie prime utilizzate, dei processi di produzione e dei prodotti cosmetici provenienti da Paesi extra EU. A tal fine è auspicabile l’utilizzo di metodi di screening attendibili, semplici, veloci, economici e sostenibili che permettano un più facile e ampio controllo dei prodotti “pre” e “post” produzione.
Tra gli elementi critici figurano alcuni metalli pesanti, come il piombo, che possono essere facilmente rilevati dalle tecniche di fluorescenza dei raggi X (XRF). Queste permettono l’identificazione simultanea di tutti gli elementi rilevabili presenti nei campioni. Rispetto alle tecniche spettroscopiche tradizionali, l’analisi mediante XRF permette di utilizzare diversi metodi di preparazione dei campioni. In questo studio sono stati analizzati con la tecnica XRF in riflessione totale (TXRF) vari prodotti di makeup raccolti sul mercato italiano, preparati con metodiche diverse: solubilizzazione, sospensione e il nuovo metodo SMART STORE® ideato dal nostro gruppo di ricerca per lo screening e la conservazione dei campioni.
I risultati evidenziano le potenzialità di questo nuovo metodo rapido e semplice per l’individuazione di metalli potenzialmente tossici nei cosmetici.

Introduzione

La direttiva dell’Unione Europea (UE) sui cosmetici afferma, nell’art.2, che la sicurezza dei cosmetici e la protezione dei consumatori sono responsabilità di produttori, distributori e importatori; un prodotto cosmetico immesso sul mercato europeo non deve causare danni alla salute umana se applicato in condizioni d’uso normali e ragionevolmente prevedibili, tenendo conto della sua etichetta, delle istruzioni per l’uso e smaltimento, e di qualsiasi altra indicazione o informazione fornita dal produttore, dal suo agente autorizzato o da chiunque ne abbia la responsabilità (1). Esistono regolamenti precisi che garantiscono la sicurezza dei cosmetici e vietano l’utilizzo di nove ingredienti, tra cui coloranti di catrame e di carbone, formaldeide, etere glicolico, piombo, mercurio, parabeni, fenilendiammina e ftalati (2). Anche il regolamento più rigoroso, tuttavia, accetta tracce di elementi e composti non desiderabili, detti “tecnicamente” inevitabili (2). Tra questi sono presenti piombo, arsenico, cadmio, mercurio e antimonio; metalli potenzialmente tossici che possono derivare da impurità delle materie prime o da pigmenti aggiunti nel processo di produzione.
La normativa canadese fissa i seguenti limiti per i metalli: Pb 10 µg/g, As 3 µg/g, Cd 3 µg/g, Hg 3 µg/g e Sb 5 µg/g (3). Il Federal office of consumer protection and food safety (BVL) tedesco ha emanato delle linee guida più restrittive per la concentrazione di questi metalli nei cosmetici: Pb 5 µg/g (in qualche cosmetico anche inferiore, fino a 2 µg/g), Ni 10 µg/g, As 0.5 µg/g Cd 0.1 µg/g e Hg 0,1 µg/g.
La presenza di sostanze tossiche come i metalli in alcuni prodotti presenti sul mercato e gli effetti negativi riscontrati anche recentemente su alcuni consumatori hanno portato a parlare di toxic beauty (4). Particolare interesse suscitano piombo e cadmio che, se accumulati, possono essere la causa di malattie cardiovascolari, renali, ossee, epatiche e oncologiche (5). Questi e altri effetti collaterali sulla salute sono ben noti e studiati approfonditamente (6,7). Per questo motivo, a livello europeo è necessario procedere a un accurato e costante controllo di qualità delle materie prime utilizzate, dei processi di produzione e dei prodotti cosmetici provenienti da Paesi extra EU. A tal fine è auspicabile l’utilizzo di metodi di screening attendibili, semplici, veloci, economici e sostenibili che permettano un più facile e ampio controllo dei prodotti.
L’analisi chimica elementare dei cosmetici non è facile a causa dell’ampia variazione delle concentrazioni degli elementi (da pochi µg/kg a g/kg) e della complessità chimico-fisica delle matrici. Le tecniche analitiche più comunemente impiegate sono la spettrometria di massa al plasma (8) e la spettrometria di assorbimento atomico (9-11). Entrambe le tecniche richiedono la solubilizzazione completa del campione da analizzare, che solitamente avviene mediante un processo di digestione con una miscela di acidi minerali, metodo piuttosto lungo e impattante dal punto di vista ambientale. Un’altra tecnica di analisi chimica elementare è la fluorescenza dei raggi X (XRF), che rispetto alle sopracitate spettrometrie presenta alcuni vantaggi, tra i quali l’identificazione simultanea degli elementi presenti e la possibilità di utilizzare metodi di preparazione dei campioni semplici e veloci.
Negli ultimi anni si sta diffondendo la spettrometria XRF in riflessione totale (TXRF) in numerosi campi di applicazione. Un’ampia letteratura scientifica riporta l’analisi qualitativa e quantitativa di matrici ambientali come le acque (12,13), i terreni (14,15), i vegetali usati come indicatori di inquinamento (16), il particolato atmosferico (PM) (17); gli alimenti (18); varie tipologie di campioni biologici (19,20); farmaci (21). Pochi e recenti sono invece gli studi che riguardano l’analisi dei cosmetici (22,23).
I metodi di preparazione del campione per l’analisi TXRF variano in funzione della matrice, con l’obiettivo di ottenere una piccola quantità di materiale misurabile, il più possibile omogeneo e rappresentativo. Accanto ai metodi più utilizzati di solubilizzazione e sospensione, il nostro gruppo di ricerca propone il nuovo metodo SMART STORE®, che permette la conservazione permanente del campione che viene racchiuso tra due strati adesivi di polimero. Il metodo è già stato testato nell’analisi del particolato atmosferico depositato sulle foglie (16) o raccolto su membrane filtranti (24-27) e per lo screening di campioni alimentari (28).
Lo scopo di questa ricerca è presentare e confrontare i risultati ottenuti dall’analisi TXRF di campioni commerciali di makeup preparati mediante solubilizzazione, sospensione e SMART STORE®, illustrando vantaggi e svantaggi di queste metodiche. Lo studio si occupa, in particolare, del rilevamento di piombo, cromio e nickel in matita per gli occhi, ombretto di vari colori, mascara, rossetto, fard e fondotinta di provenienza differente, e dimostra che è possibile effettuare uno screening veloce per l’individuazione di questi elementi in concentrazioni potenzialmente dannose […]

Articolo pubblicato su MakeUp Technology Autunno/Inverno 2020

MAKEUP TECHNOLOGY

Fabjola Bilo, Laura Borgese INSTM e Laboratorio di Chimica per le Tecnologie, Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale, Università degli Studi di Brescia, Brescia

SMART Solutions, spin-off dell’Università degli Studi di Brescia, Brescia

fabjola.bilo@smartsolutionsweb.it

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