Bestimmung der Hautätzung mit In-vitro-Methoden

Die schwerwiegendste lokale toxische Wirkung, die aus Hautkontakt mit Chemikalien resultieren kann, ist ohne Zweifel Korrosion. Korrosion ist eine schwere Erkrankung, die durch Nekrose, Ulzeration und Narbengewebebildung gekennzeichnet ist, bei der eine Substanz irreversible Schäden am Hautgewebe verursacht. Korrosive Stoffe, die nach GHS-Kriterien (Globally Harmonized System) in die höchste Gefahrenkategorie eingestuft werden, stellen ein inakzeptables Risiko für die Sicherheit der Benutzer dar. Daher ist die Bestimmung des Korrosionspotenzials mit genauen und zuverlässigen Methoden sowohl eine gesetzliche Anforderung als auch eine ethische Verantwortung. OECD TG 431 und OECD TG 430 sind die beiden primären in vitro Bei dieser Bewertung verwendete Testleitlinien. Unser Labor führt Tests nach beiden Richtlinien nach GLP-Prinzipien unter Verwendung validierter Gewebemodelle durch.

Die wissenschaftliche Grundlage und Bedeutung der Hautkorrosion

Hautkorrosion ist die irreversible Schädigung der Epidermis und der Dermis durch einen Stoff, der mit der Haut in Berührung kommt. Dieser Schaden führt zu chemischen Verbrennungen, Gewebenekrose, Ulzeration und Narbenbildung. Ätzende Substanzen sind typischerweise starke Säuren (pH ≤ 2) oder starke Basen (pH ≥ 11,5) und zerstören die Hautbarriere schnell. Der pH-Wert allein reicht jedoch nicht aus, um das Korrosionspotential zu bestimmen; einige Substanzen können auch bei neutralem pH-Wert starke korrosive Effekte zeigen. Daher sind validierte biologische Prüfmethoden für die Korrosionsbewertung erforderlich.

Die Bedeutung der Korrosionsprüfung beschränkt sich nicht nur auf die Klassifizierung und Kennzeichnung. Die Sicherheitsvorkehrungen für korrosive Stoffe sind viel strenger als die für andere Stoffe. Diese Substanzen erfordern zusätzliche Maßnahmen wie spezielle Lagerungsbedingungen, persönliche Schutzausrüstung (chemikalienresistente Handschuhe, Gesichtsschutzschilde, Schutzkleidung) sowie Notduschen und Augenwaschstationen. Darüber hinaus unterliegen der Transport und die Entsorgung korrosiver Stoffe besonderen Vorschriften. Daher bildet die genaue Bestimmung des Korrosionspotenzials die Grundlage für Arbeitsschutzpraktiken.

In der Vergangenheit wurde die Korrosionsbewertung ausschließlich mit in vivo Tierversuche (OECD TG 404). Da diese Tests jedoch erhebliches Tierleid verursachen, in vitro Alternativen wurden nach den 3R-Prinzipien entwickelt. OECD TG 430 und TG 431 sind die am weitesten verbreiteten dieser Alternativen und international als validierte Methoden anerkannt. Diese Methoden beseitigen den Einsatz von Tieren vollständig und gewährleisten gleichzeitig die zuverlässige Bestimmung des Korrosionspotenzials.

OECD TG 431: Rekonstituierte Humane Epidermis (RhE)

OECD TG 431 ist eine in vitro Testleitlinie auf der Grundlage von Modellen rekonstituierter menschlicher Epidermis (RhE), die zur Beurteilung des Hautkorrosionspotenzials chemischer Substanzen verwendet werden. Diese Richtlinie wurde 2004 verabschiedet und 2015 und 2019 aktualisiert. Unter TG 431 wird das ätzende Potential der Testsubstanz mit validierten RhE-Modellen (EpiSkinTM, EpiDermTM, SkinEthicTM RHE, LabCyte EPI-MODEL24 usw.) bewertet. Diese Modelle sind dreidimensionale Gewebekulturen aus menschlichen Keratinozyten, die die vielschichtige Struktur der Epidermis, die Lipidbarriere und die metabolische Aktivität erhalten.

Das Grundprinzip des TG 431-Tests besteht darin, die Testsubstanz für einen bestimmten Zeitraum (normalerweise 3 Minuten oder 1 Stunde) auf das RhE-Gewebe aufzubringen und dann die Zellviabilität mit dem MTT-Test zu messen. Der MTT-Assay basiert auf dem Prinzip, dass MTT-Tetrazoliumsalz durch mitochondriale Dehydrogenase-Enzyme in lebenden Zellen reduziert wird und in purpurfarbene Formazankristalle umgewandelt wird. Die Formazankristalle werden in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst und spektralphotometrisch vermessen. Die prozentuale Zellviabilität wird durch Vergleich mit einer Negativkontrolle berechnet. Wenn die Zellviabilität einen bestimmten Schwellenwert (typischerweise 50 Prozent) unterschreitet, wird die Substanz als "ätzend" eingestuft.

Das wichtigste Merkmal von TG 431 ist, dass es die direkte und zuverlässige Bestimmung des Korrosionspotentials ermöglicht. Testergebnisse können verwendet werden, um eine Substanz als "hautätzend" (Kategorie 1) oder "nicht ätzend" nach GHS-Kriterien einzustufen. TG 431 ist weit verbreitet, insbesondere für starke Säuren, starke Basen, industrielle Reinigungsmittel, Kalkentferner und bestimmte Pestizide. Es ist auch als die primäre Methode für die Korrosionsbewertung gemäß der EU REACH-Verordnung anerkannt.

OECD TG 430: Transkutane elektrische Resistenz (TER) Korrosionsprüfung

OECD TG 430 ist eine andere in vitro Testleitlinie zur Beurteilung des Hautkorrosionspotenzials chemischer Stoffe. Diese Richtlinie wurde 2004 verabschiedet und 2015 aktualisiert. TG 430 ist eine ex vivo Bei Tests, die an der Haut von Rindern oder Menschen durchgeführt werden, wird die Wirkung der Prüfsubstanz auf den elektrischen Widerstand (Transkutaner elektrischer Widerstand — TER) von Hautproben gemessen. Korrosive Substanzen schädigen die Hautbarriere und verringern dadurch den elektrischen Widerstand; diese Abnahme ist ein Indikator für das korrosive Potenzial der Substanz.

Beim TG 430-Test werden Hautproben in eine Zweikammerdiffusionszelle gegeben und die Testsubstanz auf eine Hautoberfläche aufgetragen. Der durch die Haut fließende elektrische Strom wird über Elektroden gemessen und der Widerstandswert berechnet. Fällt der Widerstandswert nach Applikation der Testsubstanz unter einen bestimmten Schwellenwert, wird die Substanz als "ätzend" eingestuft. Die TG 430 eignet sich besonders für wasserlösliche Substanzen und Substanzen mit pH-Werten an den äußersten Enden der Skala.

Der wichtigste Vorteil von TG 430 ist, dass es die tatsächlichen Barriereeigenschaften von menschlicher oder Rinderhaut ausnutzt. Dies stärkt die Extrapolation der Ergebnisse auf die menschliche Haut. Die Notwendigkeit frischer Hautproben zur Durchführung des Tests und die größere technische Komplexität des Tests können jedoch für einige Laboratorien einschränkende Faktoren sein. Zusätzlich wertet die TG 430 nur das Korrosionspotential aus; für das Reizpotential sind separate Prüfungen (OECD TG 439) erforderlich.

In der nachstehenden Tabelle sind die wichtigsten Merkmale der OECD-Leitlinien TG 431 und TG 430 vergleichend zusammengefasst.

Vorteile und Einschränkungen der TG 431 und TG 430

Der wichtigste Vorteil beider in vitro Korrosionstests bestehen darin, dass sie vollständig dem "Ersatz" -Prinzip der 3R entsprechen, indem sie den Einsatz von Tieren vollständig eliminieren. Darüber hinaus liefern diese Tests schnellere, wirtschaftlichere und reproduzierbarere Ergebnisse im Vergleich zu in vivo Prüfungen. Sie vereinfachen die Genehmigungsprozesse der Ethikkommission und beseitigen Tierleid. Die Bedeutung dieser Alternativen wird bei der Bewertung hochkorrosiver Substanzen weiter erhöht.—wie starke Säuren und Basen—angesichts der starken Schmerzen, die durch in vivo Prüfungen.

Der wichtigste Vorteil von TG 431 ist die Verwendung von RhE-Modellen, die von menschlichen Zellen abgeleitet sind; dies ermöglicht die direkte Extrapolation von Ergebnissen auf die menschliche Biologie. Darüber hinaus ist es unabhängig von der physikalischen Form der Prüfsubstanz (flüssig, fest, pastös) anwendbar und eignet sich auch für wasserunlösliche Substanzen. Der Vorteil von TG 430 ist hingegen, dass es eine echte Hautbarriere verwendet und eine hohe Genauigkeit bietet, insbesondere für wasserlösliche Substanzen und solche mit pH-Werten an extremen Enden des Spektrums. Da Rinderhaut als Nebenprodukt von Schlachthöfen anfällt, gibt es keine ethischen Bedenken.

Beide Tests haben jedoch gewisse Einschränkungen. TG 431 kann die dermalen Wechselwirkungen nicht vollständig modellieren, da die RhE-Modelle nur aus der Epidermalschicht bestehen. Darüber hinaus können einige Prüfsubstanzen (z. B. stark gefärbte Substanzen) Interferenzen im MTT-Test verursachen; in diesen Fällen sind zusätzliche Kontrollen erforderlich. TG 430 hingegen erfordert frische Hautproben, die logistische Herausforderungen und Probleme mit der Reproduzierbarkeit verursachen können. Darüber hinaus ist TG 430 nur für wasserlösliche Stoffe geeignet; für wasserunlösliche Stoffe ist TG 431 zu bevorzugen. Im Bewusstsein dieser Einschränkungen passt unser Labor die Teststrategie für jedes Produkt an und bietet bei Bedarf ergänzende Analysen an.

Schrittweise Teststrategie und ihre Anwendung in unserem Labor

Die OECD empfiehlt eine schrittweise Prüfstrategie für die Korrosionsbewertung.
In der ersten Stufe werden vorhandene Daten, pH-Messungen und Struktur-Wirkungs-Beziehungsanalysen ausgewertet. Stoffe mit einem pH-Wert von ≤ 2 oder ≥ 11,5 werden direkt als „hautätzend (Kategorie 1) eingestuft und in vitro Eine Prüfung ist nicht erforderlich. In der zweiten Stufe TG 430 oder TG 431 in vitro Tests durchgeführt werden. Zeigen diese Tests, dass der Stoff ätzend ist, in vivo Tests sind nicht erforderlich. Wenn die Testergebnisse negativ sind (die Substanz ist nicht ätzend), wird OECD TG 439 (RhE-Reizungstest) zur Beurteilung des Reizpotenzials durchgeführt. Dieser schrittweise Ansatz sichert die wissenschaftliche Validität und verhindert gleichzeitig unnötige Tierversuche.

In unserem GLP-zertifizierten Labor führen wir Korrosionsprüfungen sowohl nach OECD TG 431 als auch nach TG 430 unter vollständiger Einhaltung internationaler Normen durch. Für TG 431 verwenden wir validierte RhE-Modelle (EpiSkinTM, EpiDermTM, SkinEthicTM); für TG 430 beziehen wir frische Rinderhautproben, um den Test durchzuführen. Unser Testprozess beginnt mit einer umfassenden Vorbewertung, bei der die physikalisch-chemischen Eigenschaften, der pH-Wert, die Löslichkeit und die chemische Struktur der Testsubstanz untersucht werden. Auf der Grundlage dieser Informationen wird die am besten geeignete Prüfmethode bestimmt.

Die Testergebnisse werden nach GHS-Kriterien interpretiert, und die Substanz wird als "hautätzend" (Kategorie 1) oder "nicht ätzend" eingestuft. Unsere Berichte enthalten Details zu Testmethode, Gewebemodell oder Hautprobe, Expositionsdauer, Zellviabilität oder Resistenzwerte sowie negative und positive Kontrollergebnisse und einen Interpretationsabschnitt. Umfassende Studienberichte, die der OECD-Vorlage entsprechen, erfüllen die Anforderungen von EU REACH, CLP-Verordnung, GHS und anderen regulatorischen Rahmenbedingungen.

Einer der Hauptvorteile unseres Labors ist, dass wir Korrosions- und Reizungstests als Teil einer integrierten Strategie anbieten. Zunächst wird das Korrosionspotenzial eines Stoffes (TG 430 oder TG 431) bewertet; ist der Stoff nicht korrosiv, so wird sein Reizpotenzial (TG 439) geprüft. Dieser integrierte Ansatz bietet Effizienz in Bezug auf Zeit und Kosten und generiert ein umfassendes Datenpaket für regulatorische Einreichungen.

Häufig Gestellte Fragen

Eine der häufigsten Fragen, die wir in Bezug auf OECD TG 431 und TG 430 erhalten, ist, welcher Test für welche Substanz geeignet ist. TG 431 eignet sich für Stoffe in flüssiger, fester und pastöser Form sowie für wasserunlösliche Stoffe. TG 430 hingegen ist ideal für wasserlösliche Substanzen und solche mit pH-Werten an extremen Enden der Skala. Unser Labor bewertet die Eigenschaften der Testsubstanz und empfiehlt die am besten geeignete Methode.

Wir werden auch häufig gefragt, ob eine in vitro Eine Korrosionsprüfung ist für einen Stoff mit einem extremen pH-Wert erforderlich. Substanzen mit einem pH-Wert ≤ 2 oder ≥ 11,5 werden direkt als "hautätzend" (Kategorie 1) eingestuft, ohne OECD TG 430 oder TG 431 anzuwenden. Dieser Ansatz wurde von der OECD in Auftrag gegeben, um unnötige Tests zu verhindern.

Es wird auch oft gefragt, ob in vitro Korrosionstestergebnisse können ersetzen in vivo Prüfungen. Ja, die validierten Prüfungen TG 430 und TG 431 ermöglichen eine Korrosionseinstufung, ohne dass in vivo Prüfung. OECD und EU REACH erkennen diese in vitro Methoden als Primärtests. Sind die Prüfergebnisse jedoch nicht schlüssig oder verlangt die Regulierungsbehörde dies ausdrücklich, in vivo Validierung kann erforderlich sein.

In Bezug auf die Testdauer liefert TG 431 typischerweise Ergebnisse innerhalb von 1-2 Wochen; TG 430 kann jedoch aufgrund der Beschaffung von Hautproben und der Resistenzstabilisierung 2-3 Wochen dauern. Einschließlich der Berichterstattung und Qualitätssicherungsprüfung beträgt die Gesamtdauer 3-5 Wochen. Schließlich stellt sich die Frage, für welche regulatorischen Einreichungen diese Tests verwendet werden können. Die Berichte TG 430 und TG 431 gelten für die EU REACH, die CLP-Verordnung, die GHS-Klassifikation, die US-EPA FIFRA und die türkischen KKDIK-Anforderungen.

Hautkorrosion ist die schwerwiegendste lokale toxische Wirkung, die chemische Substanzen verursachen können, und die genaue Bestimmung dieser Wirkung bildet die Grundlage für die Sicherheit der Benutzer. Mit unseren Tests, die vollständig den Standards der OECD TG 431 und TG 430 entsprechen, bewerten wir das Korrosionspotenzial Ihrer Produkte nach höchsten wissenschaftlichen Standards und ohne Tierversuche. Unser GLP-zertifiziertes Labor, ausgestattet mit validierten RhE-Modellen, frischen Hautproben und einem erfahrenen Team, ist Ihr zuverlässiger Partner für die Korrosionsprüfung der Haut. Um die Hautsicherheit Ihres Produkts zu demonstrieren, kontaktieren Sie uns.