Kozmetik formülasyonlarında kullanılan tio2 katı nanopartiküllerinin sitotoksik ve mutajenik etkilerinin in vitro testlerle araştırılması
Investigation of cytotoxic and mutagenic effects of TİO2 solid nanoparticles in cosmetic formulations by using in vitro tests
Yazar: ERİM TEKER
Danışman: PROF. DR. MAHBUBE ASUMAN KARAKAYA
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Deri testleri = Skin tests ; Genotoksisite = Genotoxicity ; Kozmetik endüstrisi = Cosmetic industry ; Kozmetikler = Cosmetics ; Mutasyon = Mutation ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Sitotoksisite = Cytotoxicity ; Sitotoksisite testleri-immünolojik = Cytotoxicity tests-immunologic ; İn vitro = In vitro

Özet:
Tez kapsamında kozmetik alanında oldukça yaygın kullanılan TiO2-NP'nin farklı boyutlarının ve bu nanopartikülü içeren güneş koruyucu preparatlarının in vitro yöntemlerle toksikolojik analizlerinin çok yönlü araştırılması amaçlandı. Bu kapsamda 3 farklı partikül büyüklüğüne sahip TiO2-NP' nin çeşitli konsantrasyonlarının sitotoksik etkileri yapay 3 boyutlu deri modeli EpiDerm® ile, mutajenik etkileri ise farklı suşlar kullanılan bakteri mutasyon testi ile araştırıldı. Ayrıca formülasyonunda TiO2-NP içeren güneş koruyucu preparatlarının sitotoksik etkileri de özellikle 3 boyutlu deri modeli EpiDerm®' de incelendi.  EpiDerm® ile yapılan çalışmanın sonuçları TiO2-NP'nin sitotoksik potansiyelinin küçük boyut ve yüksek konsantrasyonda daha fazla olduğunu göstermiştir. TiO2-NP solüsyonları ile yapılan EpiDerm® sonuçlarına dayanarak belirlenen konsantrasyon ve partikül büyüklüğüne göre hazırlanan güneş preparat örnekleri kullanılarak yapılan EpiDerm® uygulamasının sonuçlarına bakıldığında ise güneş preparatlarının deri irritasyonu oluşturması bakımından güvenilir olduğu sonucuna varılmıştır. TiO2-NP' nin mutajenitesinin belirlenmesinde farklı bakteri suşları kullanılarak yürütülen orijinal ve modifiye bakteri mutasyon testlerinin sonuçları ise TiO2-NP'nin, metabolik aktivite olsun veya olmasın, baz çifti değişimi veya çerçeve tipi mutasyonlara neden olmadığını ortaya koymuştur. Çalışmadan elde edilen sonuçlar, bu nanopartiküllerin risk değerlendirmesine katkı sağlayacak ve nanopartiküllerle ilgili regülasyonların hazırlanmasında sağlık ve çevre otoritelerine yardımcı olacak niteliktedir.


Anahtar kelimeler: TiO2 nanopartikülleri, sitotoksisite, genotoksisite, mutasyon, deri irritasyon testi

Abstract:
Metal oxide nanoparticles (MONP) such as titanium dioxide have been used increasingly for various cosmetics (especially sunscreens), food and drug products. Because of widespread environmental exposure to metal oxide nanoparticles, it is urgent to elucidate their effects on human health. Recently, various toxic effects of NPs have been investigated in cell lines using different endpoints. On the other hand the results of these studies are incompatible.  Therefore to evaluate the toxicological risks of these nanoparticles, the in vitro comprehensive toxicological studies are still needed.  The aim of this project was to investigate the toxic effects of three different nanosize of TiO2-NPs using in cosmetics by in vitro toxicological studies.  The cytotoxic effect and mutagenicity of TiO2-NPs were evaluated by 3D EpiDerm® skin model and 
original and modified bacterial reverse mutation test. Moreover sunscreen product samples that contains TiO2-NPs was also analysed by applying to 3D skin model. According to our results of cytotoxicity it can be suggested that %5 TiO2-NP containing sunscreen products can be considered safe. However higher concentrated sunscreen products may cause skin irritation. The results of the original and modified bacterial mutation tests conducted using different bacterial strains in determining the mutation of TiO2-NP revealed that TiO2-NP did not cause base pair change or frame type mutations, with or without metabolic activity. Our results were valuable and original information on the toxicity of tested MONPs and also a better understanding of the risk of exposure to these MONPs in terms of human health, both in occupational setting or in risk assessment.


Keywords: titanium dioxide nanoparticles, cytotoxicity, genotoxicity, mutation, skin irritation test