لمحة عامة عن سلامة المواد الخافضة للتوتر السطحي

سلامةالمواد الفعالة بالسطح

تُحدث المواد الفعالة بالسطح ومستقلباتها تغيرات بيولوجية في الجسم، بما في ذلك آثار جانبية سامة محتملة، كالتسمم الحاد، والتسمم تحت الحاد، والتسمم المزمن، والتأثيرات على الخصوبة والتكاثر، والتسمم الجنيني، والتشوهات الخلقية، والطفرات الجينية، والسرطنة، والحساسية، وانحلال الدم، وغيرها. وتتفاعل هذه المواد مع أجزاء مختلفة من جسم الإنسان بطرق متنوعة، ولذا تختلف المتطلبات المتعلقة بالآثار الجانبية السامة المذكورة أعلاه تبعًا لذلك.

تُستخدم المواد الفعالة بالسطح على نطاق واسع في الأنظمة التي تلامس جسم الإنسان، مثل المستحضرات الصيدلانية والأغذية ومستحضرات التجميل ومنتجات النظافة الشخصية. ومع تحسن مستويات معيشة الناس، ازداد الاهتمام بالآثار الجانبية السامة لهذه المواد في مختلف التركيبات التي تلامس جسم الإنسان. وبالنسبة لأغراض الاستخدام المختلفة، تركز المخاوف الرئيسية المتعلقة بالمواد الفعالة بالسطح بشكل أساسي على تهيج الأغشية المخاطية، وحساسية الجلد، والسمية، والسمية الجينية، والسرطنة، والتشوهات الخلقية، وانحلال الدم، وسهولة الهضم والامتصاص، فضلاً عن قابليتها للتحلل البيولوجي. فعلى سبيل المثال، في مجال مستحضرات التجميل، كان المبدأ التقليدي لاختيار المكونات يُعطي الأولوية للتأثيرات التجميلية. عند اختيار المواد الفعالة بالسطح، كان يُنظر فقط إلى تحقيق الوظائف الأساسية المثلى مثل التنظيف والرغوة والاستحلاب والتشتيت؛ أما الوظائف الثانوية أو المساعدة فكانت تُعتبر ثانوية، بينما لم يُولَ اهتمام يُذكر لتأثير هذه المواد على الحالة الطبيعية للجلد والشعر. في الوقت الحاضر، تحوّل مبدأ اختيار المواد الفعالة سطحياً تدريجياً نحو ضمان حماية صحة الجلد والشعر وتقليل آثارها الجانبية السامة على جسم الإنسان، قبل الأخذ بعين الاعتبار كيفية تحقيق وظائفها الأساسية والمساعدة على النحو الأمثل. ويمثل هذا التوجه تحدياً لموردي المواد الخام، ومصنّعي التركيبات، والجهات المصنّعة، إذ يتساءلون عن كيفية إعادة تقييم سلامة المواد الفعالة سطحياً ومدى لطفها على البشرة، وذلك لتزويد المستهلكين بمنتجات هي الأكثر أماناً ولطفاً وفعالية. لذا، من الضروري للغاية إعادة تقييم سلامة المواد الفعالة سطحياً ومدى لطفها على البشرة، سواءً الأنواع الحالية أو الجديدة.

تُستخدم المواد الخافضة للتوتر السطحي الكاتيونية على نطاق واسع كمطهرات ومبيدات للجراثيم، لما لها من تأثير قوي في قتل أنواع مختلفة من البكتيريا والفطريات، إلا أنها تُسبب أيضًا آثارًا جانبية سامة. فقد تُؤثر سلبًا على وظائف الجهاز العصبي المركزي والجهاز التنفسي، وتُسبب احتقانًا في المعدة. أما المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية، فتتميز بسمية منخفضة نسبيًا، ولا تُسبب ضررًا سامًا حادًا للجسم ضمن نطاق تركيز الاستخدام المعتاد، ولكن تناولها عن طريق الفم قد يُسبب اضطرابات معوية وإسهالًا. بينما تُعد المواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية منخفضة السمية أو غير سامة، ولا تُسبب أي ضرر عند تناولها عن طريق الفم. ومن بينها، تتميز مواد البولي إيثيلين جلايكول (PEG) بأقل سمية، تليها إسترات السكر، ومركبات الألكيل فينول إيثوكسيلات (AEO)، ومركبات سبان، وسلسلة توين، في حين تتميز مركبات ألكيل فينول إيثوكسيلات بسمية أعلى نسبيًا.

بالنسبة للحيوانات المائية، فإن السمية الإجمالية للمواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية أعلى من سمية المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية.

تستغرق اختبارات السمية تحت الحادة والمزمنة عادةً وقتًا طويلاً. ونظرًا لاختلاف الحيوانات المستخدمة في التجارب وظروفها، يصعب مقارنة البيانات المختلفة. ومع ذلك، من المتعارف عليه أن نتائج اختبارات السمية تحت الحادة والمزمنة للمواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية تندرج ضمن فئة المواد غير السامة. ولن يؤدي تناولها لفترات طويلة إلى حدوث تفاعلات مرضية. قد تزيد بعض الأنواع فقط من امتصاص الجسم للدهون أو الفيتامينات أو غيرها من المواد، أو قد تُحدث تغييرات وظيفية قابلة للعكس في بعض الأعضاء عند تناولها عن طريق الفم بجرعات عالية. لذلك، يمكن استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية كمواد ذات مستوى أمان عالٍ.

في صناعة الأغذية، تُستخدم المواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية بشكل شائع كمستحلبات. وفي بعض الأحيان، تكون وظائفها الأخرى، مثل تكوين الرغوة، وإزالة الرغوة، والترطيب، والتشتيت، ومنع التبلور، ومكافحة الشيخوخة، ومنع التصلب، والاحتفاظ بالماء، والتعقيم، وخصائص مضادات الأكسدة، مطلوبة أيضًا. تخضع المواد الخافضة للتوتر السطحي المستخدمة كمستحلبات غذائية لقيود صارمة. لا يُسمح عمومًا إلا باستخدام عدد قليل من الأنواع، وبعضها يخضع لقيود إضافية بناءً على مؤشر المدخول اليومي المقبول (ADI، ملغم/كغم)، والذي يشير إلى الحد الأقصى لجرعة مادة مضافة معينة يمكن لجسم الإنسان تناولها باستمرار لكل وحدة وزن من الجسم دون التسبب في آثار صحية ضارة.

تُستخدم المواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية بشكل شائع كمذيبات أو مستحلبات أو عوامل تعليق في الحقن الدوائية وحقن المغذيات. في الحالات التي تتضمن حجم حقنة كبير، وخاصة الحقن الوريدي، يجب أخذ خاصية انحلال الدم للمواد الخافضة للتوتر السطحي على محمل الجد. تُظهر المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية أقوى تأثير انحلالي للدم، وعادةً لا تُستخدم في الحقن؛ بينما تحتل المواد الخافضة للتوتر السطحي الكاتيونية المرتبة الثانية من حيث النشاط الانحلالي للدم، في حين أن المواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية لديها أقل احتمالية لانحلال الدم. من بين المواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية، تُظهر إسترات حمض زيت الخروع المهدرج PEG تأثيرات انحلالية منخفضة نسبيًا، وهي الأنسب للحقن الوريدي. ومع ذلك، فإن زيادة درجة بلمرة PEG ستؤدي إلى نشاط انحلالي أعلى من المواد الخافضة للتوتر السطحي من نوع Tween. ترتيب المواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية من حيث انحلال الدم هو: Tween<إستر الأحماض الدهنية PEG<ألكيل فينول PRG<AEO. ضمن سلسلة Tween، يكون الترتيب الانحلالي كما يلي: Tween 80.