Определение коррозии кожи с использованием методов in vitro

Наиболее серьезным местным токсическим эффектом, который может возникнуть в результате контакта кожи с химическими веществами, без сомнения, является коррозия. Коррозия - тяжелое состояние, характеризующееся некрозом, изъязвлением и образованием рубцовой ткани, при котором вещество вызывает необратимое повреждение ткани кожи. Коррозионные вещества, классифицированные по критериям GHS (Globally Harmonized System), представляют неприемлемый риск для безопасности пользователей. Поэтому определение коррозионного потенциала с использованием точных и надежных методов является как юридическим требованием, так и этической ответственностью. ОЭСР TG 431 и ОЭСР TG 430 являются двумя основными in vitro Рекомендации по тестированию, используемые в этой оценке. Наша лаборатория проводит тесты в соответствии с обоими руководящими принципами GLP, используя проверенные модели тканей.

Научная основа и значение коррозии кожи

Коррозия кожи является необратимым повреждением эпидермиса и дермы в результате контакта вещества с кожей. Это повреждение приводит к химическим ожогам, некрозу тканей, изъязвлению и образованию рубцов. Коррозионные вещества обычно представляют собой сильные кислоты (pH ≤2) или сильные основания (pH ≥11,5) и быстро разрушают кожный барьер. Однако одного значения рН недостаточно для определения коррозионного потенциала; некоторые вещества могут проявлять сильные коррозионные эффекты даже при нейтральном рН. Поэтому для оценки коррозии требуются проверенные биологические методы испытаний.

Важность испытаний на коррозию не ограничивается только классификацией и маркировкой. Меры предосторожности, необходимые для коррозионных веществ, намного строже, чем для других веществ. Эти вещества требуют дополнительных мер, таких как специальные условия хранения, средства индивидуальной защиты (химически устойчивые перчатки, щиты для лица, защитная одежда), а также аварийный душ и станции мытья глаз. Кроме того, перевозка и утилизация коррозионных веществ регулируется конкретными правилами. Поэтому точное определение коррозионного потенциала лежит в основе практики охраны труда и техники безопасности.

В прошлом оценка коррозии проводилась исключительно с использованием in vivo Испытания на животных (OECD TG 404) Однако, поскольку эти тесты вызывают значительные страдания животных, in vitro Альтернативы разработаны в соответствии с принципами 3R. TG 430 и TG 431 являются наиболее широко используемыми из этих альтернатив и признаны на международном уровне в качестве проверенных методов. Эти методы полностью исключают использование животных при обеспечении надежного определения коррозионного потенциала.

OECD TG 431: Восстановленный тест на коррозию эпидермиса человека

ОЭСР TG 431 является in vitro Руководство по тестированию основано на восстановленных моделях эпидермиса человека (RhE), используемых для оценки коррозионного потенциала кожи химических веществ. Это руководство было принято в 2004 году и обновлено в 2015 и 2019 годах. В соответствии с TG 431 коррозионный потенциал исследуемого вещества оценивается с использованием проверенных моделей RhE (EpiSkinTM, EpiDermTM, SkinEthicTM RHE, LabCyte EPI-MODEL24 и др.). Эти модели представляют собой трехмерные культуры тканей, полученные из человеческих кератиноцитов, которые сохраняют многослойную структуру эпидермиса, липидного барьера и метаболической активности.

Основной принцип теста TG 431 заключается в применении исследуемого вещества к ткани RhE в течение определенного периода времени (обычно 3 минуты или 1 час) и затем измерении жизнеспособности клеток с использованием анализа MTT. Анализ MTT основан на принципе, что соль тетразолия MTT уменьшается ферментами митохондриальной дегидрогеназы в живых клетках, превращая ее в кристаллы формазана фиолетового цвета. Кристаллы формазана растворяют в подходящем растворителе и измеряют спектрофотометрически. Процент жизнеспособности клеток рассчитывается по сравнению с отрицательным контролем. Если жизнеспособность клеток падает ниже определенного порогового значения (обычно 50 процентов), вещество классифицируется как коррозионное.

Наиболее важной особенностью TG 431 является то, что он обеспечивает прямое и надежное определение коррозионного потенциала. Результаты испытаний могут быть использованы для классификации вещества как «коррозионное» (категория 1) или «некоррозионное» в соответствии с критериями GHS. TG 431 широко используется, в частности, для сильных кислот, прочных оснований, промышленных чистящих средств, известковых средств и некоторых пестицидов. Он также признан основным методом оценки коррозии в соответствии с Регламентом ЕС REACH.

OECD TG 430: Тест на коррозию подкожного электрического сопротивления (TER)

ОЭСР TG 430 является другой in vitro Руководство по тестированию используется для оценки коррозионного потенциала кожи химических веществ. Это руководство было принято в 2004 году и обновлено в 2015 году. TG 430 является ex vivo Тест, проводимый с использованием кожи крупного рогатого скота или человека, и его основополагающий принцип предполагает измерение влияния исследуемого вещества на электрическое сопротивление (Транскотное электрическое сопротивление – ТЭР) образцов кожи. Коррозионные вещества повреждают кожный барьер, тем самым снижая электрическое сопротивление; это снижение является показателем коррозионного потенциала вещества.

В тесте TG 430 образцы кожи помещают в двухкамерную диффузионную клетку, а тестируемое вещество наносят на одну поверхность кожи. Электрический ток, проходящий через кожу, измеряется с помощью электродов, и рассчитывается значение сопротивления. Если значение сопротивления падает ниже определенного порога после применения исследуемого вещества, вещество классифицируется как «коррозионное». TG 430 особенно подходит для водорастворимых веществ и веществ со значениями рН на крайних концах шкалы.

Наиболее значительным преимуществом TG 430 является то, что он использует фактические барьерные свойства кожи человека или крупного рогатого скота. Это усиливает экстраполяцию результатов на кожу человека. Однако потребность в свежих образцах кожи для проведения теста и большая техническая сложность теста могут быть ограничивающими факторами для некоторых лабораторий. Кроме того, TG 430 оценивает только потенциал коррозии; для потенциала раздражения требуются отдельные испытания (OECD TG 439).

В приведенной ниже таблице приводится сравнительный обзор основных характеристик руководящих принципов ОЭСР по ТГ 431 и ТГ 430.

Преимущества и ограничения TG 431 и TG 430

Наиболее значительным преимуществом обоих in vitro Испытания на коррозию полностью соответствуют принципу «замены» 3R, полностью исключая использование животных. Кроме того, эти тесты обеспечивают более быстрые, экономичные и воспроизводимые результаты. in vivo Тесты. Они упрощают процессы утверждения комитета по этике и устраняют страдания животных. Важность этих альтернатив еще более возрастает при оценке высококоррозионных веществ.—такие как сильные кислоты и основания—Сильная боль, вызванная in vivo Тесты.

The most significant advantage of TG 431 is its use of RhE models derived from human cells; this allows for the direct extrapolation of results to human biology. Furthermore, it is applicable regardless of the test substance’s physical form (liquid, solid, paste) and is also suitable for water-insoluble substances. The advantage of TG 430, on the other hand, is that it uses a real skin barrier and provides high accuracy, particularly for water-soluble substances and those with pH values at extreme ends of the spectrum. Since bovine skin is obtained as a byproduct of slaughterhouses, it does not pose any ethical concerns.

However, both tests have certain limitations. TG 431 cannot fully model dermal interactions because the RhE models consist only of the epidermal layer. Additionally, some test substances (e.g., strongly colored substances) may cause interference in the MTT assay; in such cases, additional controls are required. TG 430, on the other hand, requires fresh skin samples, which can create logistical challenges and issues with reproducibility. Furthermore, TG 430 is suitable only for water-soluble substances; for water-insoluble substances, TG 431 should be preferred. Aware of these limitations, our laboratory customizes the testing strategy for each product and offers supplementary analyses when necessary.

Stepwise Testing Strategy and Its Application in Our Laboratory

The OECD recommends a stepwise testing strategy for corrosion assessment.
In the first stage, existing data, pH measurements, and structure-activity relationship analyses are evaluated. Substances with a pH ≤ 2 or ≥ 11.5 are directly classified as “Skin Corrosive” (Category 1), and an in vitro test is not required. In the second stage, TG 430 or TG 431 in vitro tests are performed. If these tests indicate that the substance is corrosive, in vivo testing is not required. If the test results are negative (the substance is not corrosive), OECD TG 439 (RhE irritation test) is conducted to assess irritation potential. This stepwise approach ensures scientific validity while preventing unnecessary animal use.

In our GLP-certified laboratory, we conduct corrosion tests under both OECD TG 431 and TG 430 in full compliance with international standards. For TG 431, we use validated RhE models (EpiSkin™, EpiDerm™, SkinEthic™); for TG 430, we source fresh bovine skin samples to perform the test. Our testing process begins with a comprehensive preliminary evaluation, during which the test substance’s physicochemical properties, pH value, solubility, and chemical structure are examined. Based on this information, the most appropriate test method is determined.

Test results are interpreted according to GHS criteria, and the substance is classified as “Skin Corrosive” (Category 1) or “Not Corrosive.” Our reports include details on the test method, tissue model or skin sample, exposure duration, cell viability or resistance values, as well as negative and positive control results and an interpretation section. Comprehensive study reports compliant with the OECD template meet the requirements of EU REACH, the CLP Regulation, GHS, and other regulatory frameworks.

One of our laboratory’s key advantages is that we offer corrosion and irritation tests as part of an integrated strategy. A substance’s corrosion potential (TG 430 or TG 431) is first evaluated; if the substance is non-corrosive, its irritation potential (TG 439) is then tested. This integrated approach provides efficiency in terms of both time and cost and generates a comprehensive data package for regulatory submissions.

Часто Задаваемые Вопросы

One of the most common questions we receive regarding OECD TG 431 and TG 430 is which test is appropriate for which substance. TG 431 is suitable for substances in liquid, solid, and paste forms, as well as water-insoluble substances. TG 430, on the other hand, is ideal for water-soluble substances and those with pH values at extreme ends of the scale. Our laboratory evaluates the properties of the test substance and recommends the most appropriate method.

We are also frequently asked whether an in vitro corrosion test is required for a substance with an extreme pH value. No. Substances with a pH ≤2 or ≥11.5 are classified directly as “Skin Corrosive” (Category 1) without applying OECD TG 430 or TG 431. This approach has been mandated by the OECD to prevent unnecessary testing.

It is also often asked whether in vitro corrosion test results can replace in vivo tests. Yes, validated TG 430 and TG 431 tests allow for corrosion classification without the need for in vivo Тестирование. ОЭСР и ЕС REACH признают это. in vitro methods as primary tests. However, if test results are inconclusive or if the regulatory authority specifically requests it, in vivo validation may be required.

Regarding the test duration, TG 431 typically yields results within 1–2 weeks; TG 430, however, may take 2–3 weeks due to the procurement of skin samples and resistance stabilization. Including reporting and quality assurance review, the total duration is 3–5 weeks. Finally, the question arises as to which regulatory submissions these tests can be used for. TG 430 and TG 431 reports are valid for EU REACH, the CLP Regulation, GHS classification, U.S. EPA FIFRA, and Turkish KKDIK requirements.

Skin corrosion is the most serious local toxic effect that chemical substances can cause, and accurately determining this effect forms the foundation of user safety. With our tests, which are fully compliant with OECD TG 431 and TG 430 standards, we evaluate the corrosion potential of your products according to the highest scientific standards and without the need for animal testing. Our GLP-certified laboratory, equipped with validated RhE models, fresh skin samples, and an experienced team, is your reliable partner for skin corrosion testing needs. To demonstrate your product’s skin safety, contact us.