Пластик в дерматологии

Пластик считается одним из четырёх столпов современной цивилизации и играет ключевую роль в здравоохранении. Он используется в широком спектре медицинских изделий, включая гибкие трубки, такие как назогастральные и кислородные канюли, сфигмоманометры, катетеры, пакеты для внутривенных вливаний и крови, стерильную упаковку, подносы, тазы, элементы кроватей и термоодеяла. В настоящее время невозможно производить пластик, не причиняя вреда человеку и планете — каждый этап его жизненного цикла наносит ущерб. Несмотря на это, производство за последние 70 лет экспоненциально возросло.

До 90% средств личной гигиены, включая смягчающие средства, краски для волос, косметику, дезодоранты, мыло для ванны, средства по уходу за зубами, шампуни, УФ-фильтры/солнцезащитные кремы и парфюмерию, содержат различные полимеры, и практически все они упакованы в пластик. Этот термин следует рассматривать не как нечто единое, а как исключительно разнообразное соединение с одной общей чертой: способностью формоваться для удовлетворения потребностей человека. Синтетические полимеры могут иметь жидкую или гелеобразную текстуру, которая не полностью соответствует критериям термина. Однако эти соединения обладают общими свойствами, включая низкую биоразлагаемость и риск накопления в организме человека и окружающей среде.

Все пластики состоят из полимеров, полученных из мономеров, таких как этилен, пропилен, стирол, фенол, формальдегид, этиленгликоль, винилхлорид, ацетонитрил и др. Эти мономеры в основном получают из сырой нефти, которая обеспечивает необходимую органическую углеводородную основу. Желаемое свойство пластика достигается либо полимеризацией мономеров различной длины, либо смешиванием полимеров и/или их комбинированием с добавками. Добавками могут быть антиоксиданты, свето- и термостабилизаторы, биоциды, антипирены, пластификаторы и/или армирующие агенты (стеклянные и/или углеродные волокна), в зависимости от требуемого свойства. Термин «добавка» можно считать неточным, поскольку они составляют большинство (55%) из 16 352 химических веществ, входящих в состав, и могут составлять до 70% веса изделий. Большинство используемых сегодня пластмасс представляют собой первичные, а не переработанные пластмассы. Постоянная зависимость от первичных пластмасс требует постоянной добычи ископаемого топлива, а также производства и выброса опасных химических веществ в окружающую среду. Более того, конечный продукт, переработанный пластик, как правило, выделяет больше опасных химических веществ, чем его первичные аналоги.

Дерматологам необходимо понимать жизненный цикл этой продукции, чтобы в полной мере оценить воздействие на здоровье человека и планеты — от производства до использования и утилизации. Более широкое понимание воздействия пластикового загрязнения на окружающую среду помогает дерматологам разрабатывать экологически устойчивые методы и помогать пациентам делать осознанный выбор в отношении используемых ими продуктов. Конечная судьба всех крупных пластиковых отходов, — распад на более мелкие частицы, называемые микропластиком и/или нанопластиком. Микро — это частицы диаметром менее 5 мм, а нанопластик — частицы диаметром менее 1 мкм (100 нм). Эти два типа часто сосуществуют, образуя непрерывный спектр продуктов распада. Процессы разложения в окружающей среде, такие как механическое/абразивное, термическое или фотолитическое воздействие, превращают макропластик во вторичный микро- и нанопластик. Бактерии и другие микроорганизмы также играют роль в биодеградации. Микропластик также может быть намеренно произведён (известен как первичный микропластик) и включён в состав потребительских товаров, таких как косметика.

Независимо от того, к какой категории они относятся, эти мелкие частицы вызывают беспокойство, поскольку они по существу неразрушимы, что позволяет им сохраняться в экосистемах в течение длительного времени. Они часто потребляются водными и наземными организмами, причиняя им физический вред и передаваясь вверх по пищевой цепочке, в конечном итоге достигая людей. Микрочастицы также адсорбируют и концентрируют вредные химические вещества из окружающей среды, такие как пестициды, тяжёлые металлы и стойкие органические загрязнители, наряду с химическими веществами, используемыми в производстве. Это свойство особенно затрудняет изоляцию воздействия от химических веществ, которые они переносят, поскольку эти два фактора тесно переплетены. Из-за своего малого размера микропластик сложно удалить из окружающей среды. Традиционные системы фильтрации и утилизации отходов часто неэффективны в улавливании этих мельчайших частиц, что затрудняет и удорожает усилия по снижению выбросов.

Дерматология тесно связана с использованием этих искусственных материалов, так как большая их часть по-прежнему играет основополагающую роль в лечении многих дерматологических заболеваний, а первичный микропластик входит в состав подавляющего большинства рецептур. К другим источникам относятся упаковка средств личной гигиены и средств местного лечения, медицинские изделия и инструменты (например, наборы для биопсии, шприцы, иглы, автоинъекторы и предварительно заполненные шприцы с подкожными биологическими препаратами), хирургические расходные материалы (включая перчатки, шовный и перевязочные материалы), а также предметы ухода за пациентами (например, наматрасники и впитывающие прокладки). Микрочастицы из средств личной гигиены обнаруживаются внутриутробно, всасываются через кожу и обнаруживаются, как в лёгких, так и в желудочно-кишечном тракте людей.

Например, пигмент гидроксид оксида железа жёлтый используется в кремах-бальзамах и тональных кремах; пигмент виолантрон используется в парфюмерии, а ультрамариновый синий используется в мыле, губной помаде, туши для ресниц, тенях для век и других средствах для макияжа. В состав этих микропластиков входят пластиковые мономеры, такие как бисфенол А (БФА), а также добавки, такие как полифторалкильные вещества (ПФАС), которые известны как эндокринные разрушители. Эти химические вещества используют микропластик в качестве носителей, и их структурное сходство с определёнными гормональными рецепторами позволяет им проникать через плаценту и изменять ранние половые диморфные маркеры у потомства. Спектр химических веществ, влияющих на это, может быть обширен: одно исследование выявило более сотни химических веществ из окружающей среды в крови новорождённых. Воздействие бисфенола на беременных женщин может вызывать гипометилирование ДНК, что играют ключевую роль в барьерной функции кожи и иммунных реакциях. Это может быть связано с развитием атопического дерматита.

Кожа постоянно подвергается воздействию микро и нанопластика, присутствующего в домашней пыли, текстильных микроволокнах и многочисленных средствах личной гигиены и косметических средствах, включая скрабы для лица и тела, гели для душа, солнцезащитные средства и шампуни. Поглощение организмом зависит от размера частиц, состояния кожи (нормальная, воспалённая или повреждённая) и нагрузки частиц на кожу (более высокая нагрузка создаёт больший градиент для поглощения). Частицы размером менее 4 нанометров легко проникают в кожу, тогда как нанопластик размером от 21 до 45 нм может проникать только в кожу, повреждённую или затронутую состояниями, которые нарушают барьерную функцию, такими как атопический дерматит, ихтиоз или буллезные дерматозы. При контакте с кератиноцитами они взаимодействуют с толл-подобными рецепторами на клетках Лангерганса, дендритных клетках, макрофагах и Т-клетках, вызывая окислительный стресс и воспаление. Они также могут поглощаться через эндоцитоз или фагоцитоз и накапливаться в лизосомах, вызывая клеточный апоптоз. Последние глобальные исследования, выполненные с привлечением систем искусственного интеллекта и вычислительной мощности современных серверов, показали, что именно такое нарушение регуляции воспаления является механизмом развития симптомов, подобных волчанке, у животных. Кроме прочего, эти частицы могут дополнительно содержать такие химические вещества, как фталаты и бисфенолы, которые могут способствовать развитию или ухудшению таких состояний, как атопический дерматит, вызывать аллергический контактный дерматит и усугублять подростковую угревую сыпь.

Слизистые оболочки служат ещё одной точкой проникновения из таких продуктов, как тени для век, тушь для ресниц, губная помада и контактные линзы. Исследования «in vitro» показали, что эпителиальные клетки роговицы и конъюнктивы могут поглощать частицы микропластика из полистирола, при этом он накапливается вокруг ядер клеток. Это может привести к прямой токсичности, воспалению/окислительному повреждению и дисбиозу микробиома. Наночастицы в духах, отдушках и дезодорантах могут попадать в воздух и вдыхаться из-за их малого размера. Из-за летучести и подверженности разложению многих компонентов ароматизаторов были разработаны инкапсуляты ароматизаторов, чтобы обеспечить стойкий аромат, особенно в средствах по уходу за бельём. Эти инкапсуляты часто имеют оболочки из сшитых меламиноформальдегидных полимеров, но также могут состоять из других сшитых полимеров, таких как полиуретан, полимочевина и полиамид. Дыхательная система эффективно отфильтровывает многие частицы, но частицы диаметром менее 10 мкм, и особенно менее 2,5 мкм, с наибольшей вероятностью попадают в нижние дыхательные пути и в кровоток. В лёгких микро- и нанопластик оказывают цитотоксическое действие, повышают уровень воспалительных маркеров, разрушают митохондрии, изменяют морфологию клеток и снижают их жизнеспособность. Полимерные микрочастицы, содержащиеся в зубной пасте и губной помаде, могут попадать в организм человека через проглатывание.

Экологичные альтернативы уже существуют, и ни одна из рекомендаций замены не требует каких-либо прорывных изобретений. Вещества на основе нефти, такие как вазелиновое желе, а также акрилаты и силиконы, потенциально могут быть заменены натуральными ингредиентами, такими как жирные кислоты, воски и сквалены. Биополимеры, такие как камеди, смолы, пектин и крахмал, предлагают экологичную альтернативу полиэтиленгликолям. Хотя создание продукта с нулевым воздействием на окружающую среду может быть малоцелесообразным для компаний-производителей из-за высоких вложений в модернизацию производства, эта инициатива направлена ​​на то, чтобы дать потребителям возможность делать осознанный выбор при покупке косметологических средств и лечебных препаратов.

Распределение косметических средств в виде пробников должно быть критически переосмыслено. Упаковка пробников может содержать до 10 раз больше пластика, чем стандартная розничная упаковка, а некоторые образцы содержат меньше продукта, чем вес самой упаковки. Даже если считать по самым скромным показателям, то 20–30 косметических компаний, каждая из которых распространяет 1000–5000 пакетов, содержащих 10 пробников продукции, это может привести к распространению от 200 000 до 1,5 миллионов пластиковых изделий за одно маркетинговое мероприятие.