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Organiques vs non-organiques

La majeure partie de la législation se fonde sur les pigments cosmétiques. Les pigments dont l’utilisation a été autorisée dans les cosmétiques n’ont pas fait l’objet d’une évaluation toxicologique en vue de leur implantation dans le derme, et la possibilité d’une diffusion systémique n’est pas connue. Il est plus logique de considérer les pigments approuvés pour un usage alimentaire ou même médical et de les évaluer pour un contact à long terme avec des cellules humaines et plus particulièrement pour évaluer le potentiel de phototoxicité.

Les pigments organiques contiennent des impuretés comme les amines aromatiques et les hydrocarbures polyaromatiques. Ces impuretés peuvent être des sensibilisateurs pour la peau ou génotoxique/cancérogenique.

Les pigments non-organiques contiennent des impuretés comme les métaux lourds. Les oxydes de fer contiennent souvent du nickel, du chrome et du cobalt, mais ceux-ci n’entraînent pas de réactions allergiques aussi souvent que prévu, peut-être en raison de l’enveloppe de spinelle de ces différents métaux. Les pigments minéraux ont une longue histoire d’utilisation dans l’industrie alimentaire et pharmaceutique (oxydes de fers).

Pigments Organiques

Généralités

Ces pigments sont généralement très performants (grande résistance à la lumière et faible migration dans les solvants) ont été utilisés dans les produits de tatouage. Toutefois, ces pigments n’ont pas été développés pour des applications impliquant des implantations à long terme dans le derme. Par conséquent, les pigments organiques ne sont souvent pas conformes aux exigences de pureté du ResAP2008. Il est essentiel d’étudier la résidence à long terme dans la peau et aussi la photostabilité et la toxicité de ces pigments. Les évaluations écotoxicologiques qui ont été réalisées sur les pigments organiques ne sont pas appropriées pour simuler l’environnement réel à long terme dans lequel les pigments sont placés dans la peau (Petersen H, 2015).

⇒ Les pigments organiques ne sont pas développés pour être l’implantation (contaminants, produits de dégradation toxiques etc) ; on manque de données toxicologiques et d’une liste positive (= produits autorisés)

En général, les pigments organiques ont moins d’impuretés que les pigments inorganiques. Le taux de métaux lourds est plus bas mais les produits de dégradations sont problématiques.

Plusieurs familles de pigments organiques :

  • Pigments azoïques
  • Pigments polycycliques

1) Pigments Azoïques

Amines aromatiques (produits de dégradation)

Selon certaines études, les amines aromatiques peuvent être formées par clivage réducteur des composés azoïques par des enzymes ou microbiote humaines au fil du temps (Gregory, 1984 ) (Kennelly JC, 1982) (Bruschweiler BJ, 2017) (Collier SW, 1993).

⇒ Pigments azoïques = amines aromatiques (mutagénicité, génotoxique, cancérogène, sensibilisation, etc)

Les pigments Diarylides (CI 21090, 21095, 21100, 21105, 21108, 21110, 21115) sont basés sur la structure 3,3’-dichlorobenzidine (Carcinogene Cat 1B) et cette substance est libérée après une irradiation laser ou la lumière du soleil (Hauri).

La faiblesse des pigments azoïques est leur stabilité vis-à-vis des rayons UV et les processus d’oxydation. En effet, les pigments azoïques exposés risquent de larguer des amines aromatiques. (Tomasetti, 2016)

La sensibilisation de la peau peut être causée par les amines aromatiques (Malinauskiene L, 2013) (Gaudron S, 2014) (Hogsberg T, 2012) (Serup J, 2019).

⇒ Problèmes de sensibilisation → amines aromatiques

Photodégradation peut dégrader les pigments et par conséquence les amines aromatiques sont libérées (Hauri U, 2015).

⇒ Photodégradation de pigment azoïques → amines aromatiques

Libération des cancérogènes après une irradiation de laser (Hering H, 2018)

Risques liés à l’élimination des tatouages organiques par laser

Pigment Red 22 (CI 12315)

Une estimation pour la concentration de pigments varie entre environ 0,60 et 9,42 mg/cm2 de peau tatouée (valeur moyenne 2,53 mg/cm2) (Engel E, 2008)

Dégradation et transport de PR22 dans une étude in vivo (souris) ; produits de dégradation inclus 2-methyl-5-nitroaniline et 4-nitro-toluene qui sont toxiques (Engel E V. R., 2010)

Diminution de PR22 avec le temps après UV, laser et naturellement

Une étude avec plusieurs pigments rouges a identifié plusieurs pigments associés à des allergies (eg PR22, PR170 et PR21). Cet article parle de la proposition ECHA qui va limiter l’utilisation des substances qui sont classifiées comme sensibilisateurs de la peau (Serup J, 2019).

Problèmes d’allergies associés avec des pigments rouges et organiques.

Règlement ResAP(2008):1

Ces amines aromatiques … ‘notamment en ce qui concerne leurs propriétés cancérigènes, mutagènes, reprotoxiques et sensibilisantes … ne devraient être ni présentes dans les tatouages et les produits PMU ni libérées par les colorants azoïques’

 

2) Pigments polycycliques (phtalocyanines)

Les pigments organiques se déplacent de la peau vers les ganglions lymphatiques.

⇒ Trouvé dans la lymphe

Bibliographie

Agnello M, F. M. (2015). Survey on European Studies of the Chemical Characterisation of tattoo ink products and the measurement of potentially harmful ingredients. Dans K. N. Serup J, Tattooed Skin and Health (pp. 142-151). Basel: Karger.

Bruschweiler BJ, M. C. (2017). Azo dyes in clothing textiles can be cleaved into a series of mutagenic aromatic amines which are not regulated yet. Regulatory toxicology and Pharmacology, 214-226.

Collier SW, S. J. (1993). Reduction of Azo Dyes During in Vitro Percutaneous Absorption . Toxicol Appl Pharmacol , 73-79.

Engel E, S. F. (2008). Modern tattoos cause high concentrations of hazardous pigments in skin. Contact Dermatitis, 228-223.

Engel E, V. R. (2010). Tattooing of Skin Results in Transportation and Light-Induced Decomposition of Tattoo Pigments–A First Quantification in Vivo Using a Mouse Model . Exp Dermatol, 54-60.

Gaudron S, F.-L. B. (2014). Azopigments and quinacridones induce delayed hypersensitivity in red tattoos. Contact Dermatitis.

Gregory, A. (1984 ). The Carcinogenic Potential of Benzidine-Based Dyes. J Environ Pathol Toxicol Oncol , 243-59.

Hauri U, H. C. (2015). Photostability and breakdown products of pigments currentyl used in tattoo inks. Dans K. B. Serup J, Tattooed skin and health (pp. 164-169). Basel: Karger.

Hauri, U. (s.d.). Pigments, Preservatives and Impurities in Tattoo Inks. Basel: Kanton Basel-Stad.

Hering H, S. A. (2018). Laser Irradiation of Organic Tattoo Pigments Releases Carcinogens with 3,3′-Dichlorobenzidine Inducing DNA Strand Breaks in Human Skin Cells. Journal of INvestigative dermatology, 2687-2690.

Hogsberg T, H. C. (2012). High prevalence of minor symptoms in tattoos among a young population tattooed with carbon black and organic pigments. Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology.

Kennelly JC, H. P. (1982). The release of 4,4′-diaminobiphenyls from azodyes in the rat. Carcinogenesis, 947-951.

Malinauskiene L, Z. E. (2013). Sensitizing capacity of Disperse Orange 1 and its potential metabolites from azo reduction and their cross‐reactivity pattern. Contact Dermatitis.

Ollgaard H, F. L. (1998). Survey of azo-colorants in Denmark: Consumption, use, health and environmental aspects. DEPA.

Petersen H, L. D. (2015). Chemical Purity and Toxicology of Pigments Used in Tattoo Inks. Dans K. N. Serup !j, Tattoed Skin and Health (pp. 136-141). Basel: Karger.

Schreiver I, H. B.-M. (2017). Synchrotron-based v-XRF mapping and m-FTIR microscopy enable to look into the fate and effects of tattoo pigments in human skin. Scientific reports, 1-12.

Serup J, H. C. (2019). Identifcation of pigments related to allergic tattoo reactions in 104 human skin biopsies. Contact Dermatitis, 1-10.

Tomasetti, P. (2016). Les produits de tatouage constituent-ils un problème de santé publique? Composition et risques pour l’homme. HAL.

WHO. (2016). Evaluation of certain food additives (Eighty-second report of Evaluation of certain food additives (Eighty-second report of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives).

Bibliography on organic pigments

Organic vs. non-organic

Most of the legislation is based on cosmetic pigments. Pigments that have been authorized for use in cosmetics have not been toxicologically evaluated for implantation in the dermis, and the possibility of systemic diffusion is not known. It is more logical to consider pigments approved for food or even medical use and to evaluate them for long-term contact with human cells and more particularly to assess the potential for phototoxicity.

Organic pigments contain impurities such as aromatic amines and polyaromatic hydrocarbons. These impurities can be skin sensitizers or genotoxic/carcinogenic.

Non-organic pigments contain impurities such as heavy metals. Iron oxides often contain nickel, chromium and cobalt, but these do not cause allergic reactions as often as expected, perhaps due to the spinel shell of these different metals. Mineral pigments have a long history of use in the food and pharmaceutical industry (iron oxides).

Organic Pigments

General

These pigments are generally very high performance (high light resistance and low migration in solvents) have been used in tattoo products. However, these pigments have not been developed for applications involving long-term implantation in the dermis. As a result, organic pigments often do not meet the purity requirements of ResAP2008. It is essential to study the long-term residence in the skin and also the photostability and toxicity of these pigments. Ecotoxicological evaluations that have been performed on organic pigments are not appropriate to simulate the actual long-term environment in which the pigments are placed in the skin. (Petersen H, 2015).

⇒ Organic pigments are not developed for implantation (contaminants, toxic degradation products etc); lack of toxicological data and lack of a positive list (= authorized products)

In general, organic pigments have fewer impurities than inorganic pigments. The heavy metal content is lower, but degradation products are problematic.

Several families of organic pigments :

  • Azo pigments
  • Polycyclic pigments

1) Azoïc Pigments

Aromatic amines (degradation products)

According to some studies, aromatic amines can be formed by reductive cleavage of azo compounds by human enzymes or microbiota over time. (Gregory, 1984 ) (Kennelly JC, 1982) (Bruschweiler BJ, 2017) (Collar SW, 1993).

Azo pigments → aromatic amines (mutagenicity, genotoxicity, carcinogenicity, sensitization etc)

Diarylide pigments (CI 21090, 21095, 21100, 21105, 21108, 21110, 21115) are based on the structure 3,3′-dichlorobenzidine (Carcinogen Cat 1B) and this substance is released after laser irradiation or sunlight. (Hauri).

The weakness of azo pigments is their stability against UV radiation and oxidation processes. In fact, exposed azo pigments may release aromatic amines. (Tomasetti, 2016)

Skin sensitization can be caused by aromatic amines. (Malinauskiene L, 2013) (Gaudron S, 2014) (Hogsberg T, 2012) (Serup J, 2019).

Sensitization problems → aromatic amines

Photodegradation can degrade the pigments and as a result aromatic amines are released. (Hauri U, 2015).

Photodegradation of azo pigments → aromatic amines

Release of carcinogens after laser irradiation (Hering H, 2018)

Risks related to the removal of organic tattoos by laser

Pigment Red 22 (CI 12315)

An estimate for the pigment concentration varies between approximately 0.60 and 9.42 mg/cm2 of tattooed skin (average value 2.53 mg/cm2). (Engel E, 2008)

Degradation and transport of PR22 in an in vivo study (mouse); degradation products included 2-methyl-5-nitroaniline and 4-nitro-toluene which are toxic (Engel E V. R., 2010).

Decrease of PR22 with time after UV, laser and naturally

A study with several red pigments identified several pigments associated with allergies eg PR22, PR170 and PR21. This article talks about the ECHA proposal that will limit the use of substances that are classified as skin sensitizers. (Serup J, 2019).

Allergy problems associated with red and organic pigments.

Regulation ResAP(2008):1

These aromatic amines  ‘in particular with regard to their carcinogenic, mutagenic, reprotoxic and sensitizing properties … should neither be present in tattoos and EDM products nor released by azo dyes’.

 

2) Polycyclic pigments (phthalocyanines)

Organic pigments move from the skin to the lymph nodes.

Bibliography

Agnello M, F. M. (2015). Survey on European Studies of the Chemical Characterisation of tattoo ink products and the measurement of potentially harmful ingredients. Dans K. N. Serup J, Tattooed Skin and Health (pp. 142-151). Basel: Karger.

Bruschweiler BJ, M. C. (2017). Azo dyes in clothing textiles can be cleaved into a series of mutagenic aromatic amines which are not regulated yet. Regulatory toxicology and Pharmacology, 214-226.

Collier SW, S. J. (1993). Reduction of Azo Dyes During in Vitro Percutaneous Absorption . Toxicol Appl Pharmacol , 73-79.

Engel E, S. F. (2008). Modern tattoos cause high concentrations of hazardous pigments in skin. Contact Dermatitis, 228-223.

Engel E, V. R. (2010). Tattooing of Skin Results in Transportation and Light-Induced Decomposition of Tattoo Pigments–A First Quantification in Vivo Using a Mouse Model . Exp Dermatol, 54-60.

Gaudron S, F.-L. B. (2014). Azopigments and quinacridones induce delayed hypersensitivity in red tattoos. Contact Dermatitis.

Gregory, A. (1984 ). The Carcinogenic Potential of Benzidine-Based Dyes. J Environ Pathol Toxicol Oncol , 243-59.

Hauri U, H. C. (2015). Photostability and breakdown products of pigments currentyl used in tattoo inks. Dans K. B. Serup J, Tattooed skin and health (pp. 164-169). Basel: Karger.

Hauri, U. (s.d.). Pigments, Preservatives and Impurities in Tattoo Inks. Basel: Kanton Basel-Stad.

Hering H, S. A. (2018). Laser Irradiation of Organic Tattoo Pigments Releases Carcinogens with 3,3′-Dichlorobenzidine Inducing DNA Strand Breaks in Human Skin Cells. Journal of INvestigative dermatology, 2687-2690.

Hogsberg T, H. C. (2012). High prevalence of minor symptoms in tattoos among a young population tattooed with carbon black and organic pigments. Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology.

Kennelly JC, H. P. (1982). The release of 4,4′-diaminobiphenyls from azodyes in the rat. Carcinogenesis, 947-951.

Malinauskiene L, Z. E. (2013). Sensitizing capacity of Disperse Orange 1 and its potential metabolites from azo reduction and their cross-reactivity pattern. Contact Dermatitis.

Ollgaard H, F. L. (1998). Survey of azo-colorants in Denmark: Consumption, use, health and environmental aspects. DEPA.

Petersen H, L. D. (2015). Chemical Purity and Toxicology of Pigments Used in Tattoo Inks. Dans K. N. Serup !j, Tattoed Skin and Health (pp. 136-141). Basel: Karger.

Schreiver I, H. B.-M. (2017). Synchrotron-based v-XRF mapping and m-FTIR microscopy enable to look into the fate and effects of tattoo pigments in human skin. Scientific reports, 1-12.

Serup J, H. C. (2019). Identifcation of pigments related to allergic tattoo reactions in 104 human skin biopsies. Contact Dermatitis, 1-10.

Tomasetti, P. (2016). Are tattoo products a public health issue? Composition and risks to humans. HAL.

WHO. (2016). Evaluation of certain food additives (Eighty-second report of Evaluation of certain food additives (Eighty-second report of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives).