2006-06-26 22:46:41王建明郭泓志 Go! Go!
奈米技術的防曬霜可能傷害腦細胞
目前許多生活產品，如馬桶、芳香劑、保養品、廚具、食品等，都引進熱門的奈米技術加以改進，產品性能與價錢也都大為提升。不過依據自然(Nature)雜誌的報導，美國科學家研究認為防曬霜中的奈米成分可能會對腦部細胞造成傷害。
美國北卡羅來納州的美國環境保護委員會研究室(US Environmental Protection Agency’s research laboratories in North Carolina)的Bellina Veronesi和她的同事研究防曬霜中氧化鈦(titanium oxide)分子對培養皿中老鼠神經膠細胞(microglia)的影響。研究者購買了奈米級的鈦分子，大約30奈米，然後將之加進老鼠神經膠細胞的培養液中。神經膠細胞在大腦中負責保護腦神經細胞，它們會吞噬外來侵犯物質，然後短暫釋放活性氧(reactive oxygen species、簡稱ROS)來消滅這些外來物。Veronesa等人發現神經膠細胞吞噬了奈米級的鈦分子，但是鈦分子刺激神經膠細胞釋放大量的活性氧，釋放時間長達至少一個小時，這樣會讓大腦處於氧化壓力(oxidative stress)之下。氧化壓力據研究會引起一些神經病變，包含帕金森症(Parkinson’s disease)和阿茲海默症(Alzheimer’s disease)。此研究結果即將發表(Long TC, et al. Envir. Sci. Technol, doi:10.1021/es060589n (2006))。
事實上，鈦是白色顏料的主要成分，而鈦氧化物長久被使用於許多生活用品中(例如牙膏和美容保養品)，並且被證實對人體沒有毒性。鈦因為能夠吸收紫外光，因此被大量使用於防曬霜和防曬乳液。自從奈米科技發展之後，工業界成功地製造出奈米級的鈦分子。也就是以往在商品中，鈦分子會一大堆聚在一起，整群鈦分子的總體積遠大於奈米尺度(10-9m)。但是因為科技發達，現在可以把聚在一起的鈦分子數量減少，讓鈦分子群的尺度只有數十奈米。用奈米尺度的鈦有什麼好處呢？因為聚在一起的鈦分子數目降低，透光性因而增加。所以奈米技術的防曬霜是透明，而非傳統的白色。這樣把防曬霜塗在身體上，就不會有一層慘澹的白色，而是沒有任何顏色，這樣便能滿足人們美觀的需求。而工業界認為，既然之前使用鈦分子沒有問題，現在用奈米技術的鈦分子當然也沒有問題。然而，科學家發現這個觀念是錯的。
科學家已經發現，分子尺度的大小和分子的性質有關係。例如材料表面的分子結構愈細小，往往因為增加它們的反應面積而增加其化學反應活性。而量子力學效應也使一些會發光的分子在奈米尺度時會改變發光的顏色。在生物體當中，分子的大小也會導致不同的生物反應。原本腦細胞和血管中的分隔十分緊密，這種設計稱為腦血管障蔽 (blood-brain barrier)，是用來避免外來物質由血管侵入腦部。一般自然界中生物體內的毒性分子都很大，都會被擋住。但是奈米級的金屬分子因為太小，便可能穿透這層障蔽。這些分子因為體積很小，因此可以穿透到身體的許多地方，可能對大腦、皮膚、骨骼、肝臟、肺臟和腎臟等造成傷害。之前77名德國人因為使用「魔術奈米」之奈米技術的廁所清潔噴霧劑而出現嚴重呼吸問題、甚至肺水腫而送醫，便是因為這些奈米產品大多沒有經過人體測試就直接上市，而這些極小的分子可能進入人體部分器官引起過敏或毒性反應。
科學家指出，因為培養的老鼠神經膠細胞會被奈米鈦分子影響就斷定這類產品會直接傷害使用者的腦部神經還太武斷，但是奈米科技的產品，應該被當成和現有的其他相關產品完全不同種類的商品。這些奈米產品應該先經過更多的動物和人體測試後，才能斷定有無短期或長期的傷害。奈米科技雖然先進，大家卻不應該一頭熱、趕時髦地使用，畢竟這領域還有太多的未知，未經測試的奈米產品可能會傷害到大眾的身體健康。
褚志斌 (芝加哥大學博士後研究員)
美國北卡羅來納州的美國環境保護委員會研究室(US Environmental Protection Agency’s research laboratories in North Carolina)的Bellina Veronesi和她的同事研究防曬霜中氧化鈦(titanium oxide)分子對培養皿中老鼠神經膠細胞(microglia)的影響。研究者購買了奈米級的鈦分子，大約30奈米，然後將之加進老鼠神經膠細胞的培養液中。神經膠細胞在大腦中負責保護腦神經細胞，它們會吞噬外來侵犯物質，然後短暫釋放活性氧(reactive oxygen species、簡稱ROS)來消滅這些外來物。Veronesa等人發現神經膠細胞吞噬了奈米級的鈦分子，但是鈦分子刺激神經膠細胞釋放大量的活性氧，釋放時間長達至少一個小時，這樣會讓大腦處於氧化壓力(oxidative stress)之下。氧化壓力據研究會引起一些神經病變，包含帕金森症(Parkinson’s disease)和阿茲海默症(Alzheimer’s disease)。此研究結果即將發表(Long TC, et al. Envir. Sci. Technol, doi:10.1021/es060589n (2006))。
事實上，鈦是白色顏料的主要成分，而鈦氧化物長久被使用於許多生活用品中(例如牙膏和美容保養品)，並且被證實對人體沒有毒性。鈦因為能夠吸收紫外光，因此被大量使用於防曬霜和防曬乳液。自從奈米科技發展之後，工業界成功地製造出奈米級的鈦分子。也就是以往在商品中，鈦分子會一大堆聚在一起，整群鈦分子的總體積遠大於奈米尺度(10-9m)。但是因為科技發達，現在可以把聚在一起的鈦分子數量減少，讓鈦分子群的尺度只有數十奈米。用奈米尺度的鈦有什麼好處呢？因為聚在一起的鈦分子數目降低，透光性因而增加。所以奈米技術的防曬霜是透明，而非傳統的白色。這樣把防曬霜塗在身體上，就不會有一層慘澹的白色，而是沒有任何顏色，這樣便能滿足人們美觀的需求。而工業界認為，既然之前使用鈦分子沒有問題，現在用奈米技術的鈦分子當然也沒有問題。然而，科學家發現這個觀念是錯的。
科學家已經發現，分子尺度的大小和分子的性質有關係。例如材料表面的分子結構愈細小，往往因為增加它們的反應面積而增加其化學反應活性。而量子力學效應也使一些會發光的分子在奈米尺度時會改變發光的顏色。在生物體當中，分子的大小也會導致不同的生物反應。原本腦細胞和血管中的分隔十分緊密，這種設計稱為腦血管障蔽 (blood-brain barrier)，是用來避免外來物質由血管侵入腦部。一般自然界中生物體內的毒性分子都很大，都會被擋住。但是奈米級的金屬分子因為太小，便可能穿透這層障蔽。這些分子因為體積很小，因此可以穿透到身體的許多地方，可能對大腦、皮膚、骨骼、肝臟、肺臟和腎臟等造成傷害。之前77名德國人因為使用「魔術奈米」之奈米技術的廁所清潔噴霧劑而出現嚴重呼吸問題、甚至肺水腫而送醫，便是因為這些奈米產品大多沒有經過人體測試就直接上市，而這些極小的分子可能進入人體部分器官引起過敏或毒性反應。
科學家指出，因為培養的老鼠神經膠細胞會被奈米鈦分子影響就斷定這類產品會直接傷害使用者的腦部神經還太武斷，但是奈米科技的產品，應該被當成和現有的其他相關產品完全不同種類的商品。這些奈米產品應該先經過更多的動物和人體測試後，才能斷定有無短期或長期的傷害。奈米科技雖然先進，大家卻不應該一頭熱、趕時髦地使用，畢竟這領域還有太多的未知，未經測試的奈米產品可能會傷害到大眾的身體健康。
褚志斌 (芝加哥大學博士後研究員)