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Allergologie, Allgemein- & Innere Medizin, Dermatologie, Medizin Dermatologie Dermatologie, HAUT
Berufsdermatologie

Effektive und sichere Hautreinigung von Gefahrstoffen

Die Haut kann durch Gefahrstoffe nicht nur selbst geschädigt werden. Über die Haut können diese Stoffe in den Körper aufgenommen werden. Außerdem können ­Gefahrstoffe von der Haut aus auf andere Oberflächen übertragen werden.


12.12.2024
J. Schubert
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Zitierweise: HAUT 2024; 35 (6): 266-269.

Kommt die Haut in Kontakt mit Gefahrstoffen, so kann sie geschädigt werden – durch die Gefahrstoffe selbst und auch durch die falschen Reinigungsmethoden. Eine Übertragung der Gefahrstoffe von kontaminierter Haut auf andere Oberflächen findet insbesondere dort statt, wo eine Kontamination nicht bemerkt wird, ergo bei nicht sichtbaren Gefahrstoffen. Dies betrifft zusätzlich die Übertragung auf Lebensmittel und in den perioralen Bereich, was die orale Aufnahme fördert. Diese kann dann genauso hoch sein wie bei einer inhalativen Aufnahme1. Da Atemschutz mittlerweile in vielen Bereichen getragen wird, hat die dermale Aufnahme die inhalative Aufnahme als wichtigsten Aufnahmepfad in vielen Berufsgruppen abgelöst. In einer Studie mit Kokereimitarbeitern wurde gezeigt, dass die Gefahrstoffe zu 75 % über die Haut aufgenommen werden und so in den Körper gelangen2.

Die Maßnahmen des STOP-Prinzips (Substitution, technische Maßnahmen, organisatorische Maßnahmen, PSA*) sollen die Exposition zu Gefahrstoffen minimieren. Für die Fälle, in denen diese Maßnahmen nicht ausreichen, gibt es bisher noch kein Konzept.

* PSA: persönliche Schutzausrüstung

Hier setzt die schützende Nachsorge an, indem nach Exposition von Gefahrstoffen die Aufnahme in den Körper minimiert wird. Hierfür müssen zwei Bedingungen erfüllt sein:

  • Die Hautreinigungsmittel müssen die Gefahrstoffe effizient von der Haut entfernen können.
  • Sie dürfen nicht durch Schwächung der Hautbarriere zu einer verstärkten Aufnahme führen.

Schwächung der Hautbarriere durch herkömmliche Reinigung

Es gibt physikalische Penetrationsverstärkung wie Abrasion (Reibekörper3) oder Temperatur (über 32 °C4) oder chemische Penetrationsverstärkung5, z. B. bei Seife. Dieser Wash-in-Effekt kann die Penetration durch die Haut um 400 % steigern8.

Herkömmliche Reinigungsmethoden enthalten nicht nur chemische Penetrationsverstärker wie „Sodium laureth sulfate“6, „Sodium dodecylsulfate“7, „Polysorbate“8, „Citric Acid“9 oder „Decyl (Poly)glucoside“10,11, sondern häufig auch mechanische Penetrationsverstärker wie Abrasiva (z. B. Waschsand), die bei wiederholter Verwendung zusätzlich zu Hautreizungen führen können. Darüber hinaus ist die Reinigungsleistung nicht zufriedenstellend.

Neben dem Verzicht auf solche Inhaltsstoffe sollten Rezepturen pH-hautneutral und parfümfrei sein, um den biologischen Schutzmantel nicht zu beeinträchtigen und um allergischen Reaktionen vorzubeugen. Ebenso müssen die Hautreinigungsmittel bei Wasser unter 32 °C funktionieren, um physikalischer Penetrationsverstärkung vorzubeugen.

PAK** und Kleinstpartikel effizient und sicher von der Haut entfernen

** PAK: polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe

Am Leibniz-Institut für Polymerforschung in Dresden wurden zwei Produkte entwickelt, die die Bedingungen der schützenden Nachsorge erfüllen: „pak-ex“ und „powder-ex“. Sie dienen zur sicheren Entfernung von PAK** und Kleinstpartikeln (z. B. Blei). Neben dem Verzicht auf penetrationsfördernde Stoffe nutzen sie den Adsorptionseffekt von Schichtsilikaten und Aktivkohle. Zur Bewertung der Dekontaminationsleistung wurde ein standardisiertes Schweinehautmodell eingesetzt. Die Hautproben wurden mit einer Lösung aus der PAK-Leitsubstanz Benzo[a]pyren bzw. CdSe-Nanopartikeln kontaminiert. Diese Nanopartikel wurden gewählt, da sie bekanntermaßen am einfachsten durch die Haut dringen und am schwierigsten zu entfernen sind12. Sie erfüllen somit im riesigen Spektrum der Kleinstpartikel den Worst Case. Ein genereller Trend ist, dass sich kleine Partikel schlechter von der Haut entfernen lassen.

Nach der Kontamination wurden die Hautproben entweder mit einer herkömmlichen Seife oder mit den neu entwickelten Dekontaminationsmitteln behandelt und anschließend mit kaltem Wasser gewaschen. Anschließend wurden die Proben mit 2D-aufgelöster Fluoreszenzspektroskopie vermessen (Abb. 2). Die Kontrollproben bestanden aus unbehandelter Haut und aus kontaminierter Haut ohne anschließende Reinigung, um die Eigenfluoreszenz der Haut sowie den Einfluss der Reinigungsmittel korrekt zu bestimmen. Ergebnis: Durch den Adsorptionseffekt werden hohe Reinigungsraten von mehr als 96 % (pak-ex) bzw. 99 % (powder-ex) erreicht.

Besseres Entfernen von Teer, Erdöl, Verbrennungsprodukten

PAK und Kleinstpartikel sind an vielen Arbeitsplätzen zu finden. PAK sind als hautresorptive Stoffe lange bekannt und stammen aus zwei unterschiedlichen Quellen: Erdöl und Verbrennung (Pyrolyse). Deshalb sind Gleisbauer (Teeröle in Schwellen), Raffineriearbeiter (Erdöl), Arbeiter im Straßenbau (Bitumen) genauso betroffen wie Berufe, die mit Verbrennungsprodukten in Kontakten kommen, wie Feuerwehrleute, Schornsteinfeger, Kokerei- oder Gießereimitarbeiter.

Dass PAK in den Brandrückständen Krebs auslösen, ist seit vielen Jahren bekannt. Die Berufskrankheit BK 5102: Melanom und sonstige bösartige Neubildungen der Haut durch Ruß, Rohparaffin, Teer, Anthrazen, Pech und „ähnliche Stoffe“ ist sogar bekannt unter der Bezeichnung „Schornsteinfegerkrebs“13.

Kleinstpartikel werden z. B. in der Nanoindustrie intentional verwendet. Sie werden durch einen Prozess erzeugt (Schmelzen von Metall, Schweißen) oder als Pulver verarbeitet (Herstellung von Bleibatterien, Keramiken uvm.). Ein Fall aus der 3D-Industrie zeigte: Unabhängig von der initialen Pulvergröße bilden sich durch Bewegung der Pulver – sei es durch Transport oder Umfüllen – kleine Nanopartikel, die dann besonders schwer von der Haut zu entfernen sind (Abb. 3). Somit ist grundsätzlich bei der Verarbeitung von Pulvern mit Kleinstpartikeln zu rechnen.

1. Cherrie JW et al. How important is inadvertent ingestion of hazardous substances at work? The Annals of Occupational Hygiene 2006;50(7): 693-704.

2. VanRooij JG, Bodelier-Bade MM, Jongeneelen FJ. Estimation of individual dermal and respiratory uptake of polycyclic aromatic hydrocarbons in 12 coke oven workers. Occupational and Environmental Medicine 1993;50:623-632.

2. Mathur V, Satrawala Y, Rajput MS. Physical and chemical penetration enhancers in transdermal drug delivery system.“ Asian Journal of Pharmaceutics (AJP) 2010;4.3.

4. Wood et al. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 2012;81:642-649.

5. Dragicevic N, Maibach HI (eds). Percutaneous penetration enhancers physical methods in penetration enhancement. No. 25247. Springer Berlin Heidelberg, 2017.

6. Som I, Bhatia K, Yasir M. Status of surfactants as penetration enhancers in transdermal drug delivery. J Pharm Bioallied Sci. 2012;4(1):2-9.

7. Ebd.

8. Akhtar N et al. Penetration Enhancing Effect of Polysorbate 20 and 80 on the In Vitro Percutaneous Absorption of L Ascorbic Acid, Tropical Journal of Pharmaceutical Research 2011;10(3):281-288.

9. Prasanthi D, Lakshmi PK. Effect of chemical enhancers in transdermal permeation of alfuzosin hydrochloride. ISRN Pharm. 2012;2012:965280.

10. Abd E, Roberts MS, Grice JE: A Comparison of the Penetration and Permeation of Caffeine into and through Human Epidermis after Application in Various Vesicle Formulations. Skin Pharmacol Physiol 2016;29:24-30. doi: 10.1159/000441040

11. Eine erweiterte Übersicht der in dieser Hinsicht problematischen Stoffe inklusive wissenschaftlicher Referenzen haben wir unter www.dermapurge.com/produkte/pak-ex/ zusammengestellt.

12. Zhang et al. Toxicology and Applied Pharmacology 2008;228:200–211.

13. Simon G. Die Hautkrankheiten.De Gruyter, 2019.

Autor
Jonas Schubert, Geschäftsführer der DermaPurge GmbH

Dr. Jonas Schubert

DermaPurge GmbH
c/o Leibniz-Institute of Polymer Research Dresden
Hohe Straße 6, 
01069 Dresden

E-Mail: schubert(at)dermapurge.com
www.dermapurge.com