Вопрос “безопасен ли силикон?” поступает к нам в почту чаще всего. Краткий ответ, который хотят получить клиенты, и точный ответ, подтверждаемый документом о соответствии стандартам, не всегда совпадают. И то, и другое должно быть согласовано.
Чистый силикон платинового отверждения, сертифицированный по стандарту... FDA 21 CFR 177.2600, LFGB §30/§31, Класс VI по Фармакопее США, и ИСО 10993 Химически инертен, нетоксичен, гипоаллергенен и одобрен для контакта с пищевыми продуктами, кожей, полостью рта, а также для кратковременной имплантации. Маркировка “безопасен” зависит от системы отверждения, контроля остатков, соответствия пигментам и конкретного применяемого регулирования, а не только от самого слова “силикон”.
Это справочник по токсикологии и соответствию нормативным требованиям, который мы предоставляем командам разработчиков, родителям, покупателям медицинских изделий и регулирующим органам, прежде чем они примут решение о пригодности силиконового изделия для конкретного случая применения.
Что такое “силикон” на самом деле
Многие вопросы безопасности начинаются с химического состава.
- Кремний (без “е”) — это 14-й элемент периодической таблицы — серый металлоид, добываемый из кварца.
- Кремнезем диоксид кремния (SiO₂) — песок, стекло, кварц.
- Силикон Это синтетический полимер с основной цепью из чередующихся атомов кремния и кислорода (Si-O-Si) и органическими боковыми группами (обычно метильными). Наиболее распространенным сортом является полидиметилсилоксан, PDMS.
- Силоксаны В качестве строительных блоков силикона используются короткоцепочечные молекулы Si-O. Конкретные циклические силоксаны (D4, D5, D6) регулируются; отвержденный из них полимер не регулируется.
Для более подробного ознакомления с этим различием см. Кремний против силикона. Токсикологический профиль, представленный в данной статье, относится к отвержденный полимерный силикон (PDMS) — не к диоксиду кремния, не к силанам, не к силиконовым герметикам или замазкам с растворителями.
Пять стандартов соответствия, определяющих понятие “безопасность”
“Силикон безопасен” — это не просто утверждение, основанное на химических свойствах. Это заявление о соответствии одному или нескольким из следующих стандартов.
| Стандартный | Юрисдикция / Использование | Что именно проверяется | Критерий прохождения |
|---|---|---|---|
| FDA 21 CFR 177.2600 | США — контакт с пищевыми продуктами | Извлекаемые вещества в воду (7-часовое кипячение с обратным холодильником) и н-гексан | ≤ 20 мг/дюйм² водного экстракта; ≤ 175 мг/дюйм² общего содержания. |
| LFGB §30/§31 (Рекомендация BfR XV) | ЕС — контакт с пищевыми продуктами | Сенсорный эффект + симулятивная миграция + экран тяжелых металлов | Отсутствие вкуса, запаха и изменения цвета; установлены определенные пределы миграции. |
| Класс VI по Фармакопее США | США — фармацевтика / медицина | Системная, внутрикожная и внутримышечная токсичность в экспериментах на животных | Отсутствие биологической активности при экстракции при 50 / 70 / 121 °C. |
| ISO 10993-5/10/23 | Глобальный — медицинские устройства | Цитотоксичность, сенсибилизация, раздражение (кожи/слизистых оболочек/имплантата) | Выбор тестовой панели зависит от типа контакта и его продолжительности. |
| Калифорнийское предложение 65 | США-Канада — раскрытие информации для потребителей | Перечисленные канцерогены, токсичные вещества, влияющие на репродуктивную функцию, тяжелые металлы | Требуется предупреждение при превышении безопасного уровня. |
Продукт, сертифицированный по одному стандарту, не автоматически сертифицируется по другому. Разрешение FDA на контакт с пищевыми продуктами не распространяется на медицинское применение; стандарт USP Class VI не распространяется на контакт с пищевыми продуктами. Для продажи в качестве европейской посуды для выпечки из силикона медицинского класса может потребоваться отдельная декларация LFGB. Почему это важно, см. Пищевой силикон против медицинского силикона.
Токсичен ли силикон?
Нет — чистый затвердевший силикон нетоксичен ни по одному из путей, имеющих значение для безопасности продукта: пероральному, кожному, ингаляционному или системному.
Причины носят структурный характер:
- Инертный каркас. Si-O-Si — одна из самых стабильных связей в органической химии. В нормальных условиях она не вступает в реакцию с желудочной кислотой, слюной, кожным жиром, кровью или бытовыми чистящими средствами.
- Измеримого выщелачивания не обнаружено. Правильно отвержденный пищевой силикон демонстрирует содержание экстрагируемых веществ на порядок ниже пределов, установленных FDA. См. Испытания на миграцию и выщелачивание материалов силиконовых листов Пример набора данных.
- Не содержит бисфенола-А, фталатов и галогенов. Эти пластификаторы и стабилизаторы, используемые в ПВХ и некоторых поликарбонатах, не входят в состав силикона. Для сравнения см. ПВХ против силикона и Силикон против пластика.
- Низкая поверхностная энергия. Силикон лучше большинства полимеров препятствует прикреплению бактерий, поэтому он широко используется в медицинских трубках и товарах для кормления детей.
Полное обсуждение находится в Являются ли силиконы токсичными?. Заголовок верен: чистый силикон, отвержденный платиной, нетоксичен. Исключения в следующих разделах касаются только способа изготовления детали или того, что в нее добавляется, а не самого силикона.
А что насчет циклических силоксанов D4, D5, D6?
Это первый вопрос, который задают регулирующие органы, и он заслуживает точного ответа.
D4 (октаметилциклотетрасилоксан), D5 (декаметилциклопентасилоксан) и D6 (додекаметилциклогексасилоксан) — это короткие циклические силоксаны, которые представляют собой:
- Используется как промежуточные При производстве силиконовых полимеров, а не в качестве ингредиентов в готовых силиконовых деталях.
- Указан как Вещества, вызывающие особую озабоченность (ВОЗ). под Регламент ЕС о чрезвычайных ситуациях (REACH) из-за стойкости и биоаккумуляции в водной среде.
- Ограничение: ≤ 0,1% w/w в смываемых косметических средствах в ЕС (с 2020 года).
Что это означает для затвердевших силиконовых деталей:
- Готовый, полностью затвердевший, прошедший дополнительную термообработку силиконовый материал для выпечки или медицинского изделия содержит Следовые остаточные концентрации D4/D5/D6 ниже 1000 ppm в хорошо контролируемых соединениях и ниже предела обнаружения в медицинском материале, прошедшем 4-часовую постполимеризацию при 200 °C.
- Миграция в пищу или кожу — это незначительный в соответствии с условиями экстракции FDA и LFGB.
- Смываемые средства (средства по уходу за кожей, кондиционеры для волос) с использованием циклометиконовые жидкости Это уже другой разговор — речь идёт о жидком D5, используемом непосредственно в качестве ингредиента, а не о силиконовом полимере.
Обеспокоенность регулирующих органов реальна, но она возникает на этапе, предшествующем цепочке поставок силикона. Деталь из силикона, отвержденного платиной, с документально подтвержденной последующей обработкой, не несет в себе того же профиля риска, что и несмываемое косметическое средство на основе циклометикона.
Безопасность при контакте с кожей
Силикон — один из немногих полимеров, имеющих соответствующую маркировку. гипоаллергенный По умолчанию. Он не содержит белков, остатков латекса или ускорителей, вызывающих сенсибилизацию кожи I или IV типа.
- Аллергия I типа (немедленной реакции) Для отвержденного силикона такие случаи практически не регистрируются. Приписываемые “аллергии на силикон” случаи почти всегда связаны с остатками перекиси водорода, остаточными чистящими растворителями или несвязанными пигментами.
- Тип IV (контактный дерматит) Это редкое явление; обычно оно связано с красителем, а не с самим силиконом.
- Влияние кожного барьера низкий уровень. Силикон не удаляет липиды, не изменяет pH и не блокирует дыхание. На этом основаны носимые устройства, пластыри от рубцов и протезы.
Видеть Является ли силикон гипоаллергенным? и Аллергия на силикон для более глубокого понимания, и Полезна ли силиконовая щетка для кожи? для применения в косметических целях.
Контакт ротовой полости, тела и медицинских органов.
Для разных типов контактов действуют разные правила. Важно правильно подобрать соответствующие ссылки.
- Контакт с пищевыми продуктами: FDA 21 CFR 177.2600 + LFGB. Охватывает приготовление пищи, прием пищи, питье и хранение продуктов. Для получения подробной информации о характеристиках прибора см. Безопасен ли силикон на кухне? .
- Кормление младенца: FDA + LFGB + (в зависимости от юрисдикции) EN 14350 для питьевого оборудования, EN 1400 для пустышек. См. Безопасность силикона в детских товарах.
- Контакт с ротовой полостью, непищевой продукт (мундштуки для вейпов, трубки для бонгов, трубочки): те же основания, что и у FDA, но будьте внимательны. температурные ограничения для горячих напитков а также различие между окрашиванием и миграцией.
- Медицинские изделия, контактирующие с кожей: ISO 10993-5/10. См. Методы тестирования биосовместимости устройств, контактирующих с кожей..
- Краткосрочные имплантаты (≤ 30 дней): минимум класс VI по классификации USP. Более длительный срок имплантации соответствует стандарту ISO 10993-6/11.
- СтерилизацияСиликон выдерживает воздействие этиленоксида, гамма-излучения и пара в автоклаве. Протокол стерилизации влияет на долговременную целостность — см. Методы стерилизации и их влияние на медицинский силикон.
Для получения структурного ответа на вопрос “можно ли использовать силикон в организме” см. Действительно ли силикон биосовместим для медицинского применения?.
Пигменты, наполнители и проблема “поддельного силикона”
Большинство отказов, связанных с “безопасностью силикона”, на самом деле не являются отказами силикона. Это следующие причины:
- Пигменты, не одобренные FDA. Силикон окрашивается на стадии мастербатча. Дешевые поставщики используют промышленные пигменты, не входящие в список красителей, одобренных FDA. Полимер безопасен; краситель — нет.
- Смеси с высоким содержанием наполнителей. Некоторые “силиконовые” детали на потребительском рынке представляют собой смеси TPR, PVC или EVA с небольшим содержанием силиконовой жидкости. Они выглядят и ощущаются похоже, но несут в себе риски, связанные с пластификаторами и тяжелыми металлами. Тест на сжатие и скручивание (побеление линии сгиба указывает на несиликоновый наполнитель) позволяет выявить большинство таких проблем.
- Отверждение перекисью без последующего отверждения. Силикон, отвержденный перекисью водорода, оставляет остаточные побочные продукты — 2,4-дихлорбензойную кислоту, бензойную кислоту, бифенил, — которые обладают запаховыми свойствами и не соответствуют требованиям FDA по миграции. Дополнительная полимеризация при 200 °C в течение 4 часов удаляет их. См. Изделия из силикона после полимеризации и Платиновая вулканизация.
- Переработанное или повторно измельченное вещество. В некоторых сыпучих материалах используется определенный процент вторичного сырья. Допустимо для промышленного применения; недопустимо для пищевой или медицинской промышленности без повторной сертификации партии вторичного сырья.
Если какая-либо деталь выходит из строя по любому из вышеперечисленных пунктов, причиной отказа является присадка, а не сам силикон.
Окружающая среда и утилизация отходов
Силикон химически стабилен, что делает его безопасным в использовании и неудобным в утилизации.
- Биоразложение В условиях полигона твердых бытовых отходов этот процесс протекает крайне медленно. Оценки варьируются от 50 до 500 лет. См. Сколько времени требуется силикону для разложения?.
- Гидролиз В конечном итоге кремний разлагается до диоксида кремния (SiO₂) и метана в почве — в геологических масштабах времени, а не в масштабах свалок.
- Переработка отходов Технически это возможно, но не в таких масштабах. Большинство муниципальных программ не принимают силикон. Существуют специализированные предприятия по переработке медицинских и промышленных отходов. См. Можно ли перерабатывать силикон?.
- Выделение микропластика Минимальный. Затвердевший силикон не распадается на микрочастицы, как это происходит с полиэтиленом или ПЭТ.
- Фильтрат является стабильным. Силикон на свалке не выделяет токсичных фильтратов при нормальном уровне pH и температуре.
Дискуссия об охране окружающей среды реальна, но речь идет о стойкости, а не о токсичности. Силикон долговечен; долговечность становится проблемой утилизации, а не проблемой загрязнения.
Когда силикон НЕбезопасен
Пять условий исключают возможность заявления о безопасности, даже для детали с маркировкой «силикон»:
- Отсутствие сертификата соответствия или сертификат от неаккредитованной лаборатории. “Заявление о "пищевом качестве" без номера протокола испытаний и аккредитации лаборатории не является нормативным требованием.
- Отверждение перекисью без последующего отверждения. Остаточные вещества не одобрены FDA.
- Пигменты или наполнители промышленного класса. Часто встречается в недорогих потребительских товарах.
- Поврежденная поверхность. Порезы и ожоги обнажают непроверенный материал со стороны наполнителя.
- Неправильное использование за пределами допустимых условий. Запекание в посуде при температуре выше 230 °C, использование в медицинских целях изделий немедицинского назначения или контакт кожи с промышленными деталями.
Краткий справочник по соблюдению нормативных требований
| Вариант использования | Минимально требуемый стандарт | Примечания |
|---|---|---|
| Формы для выпечки, контейнеры для хранения продуктов. | FDA 21 CFR 177.2600 + LFGB §30/§31 | Пигменты платинового отверждения, разрешенные для использования в пищевых продуктах. |
| Кормление младенцев, соски-пустышки | FDA + LFGB + EN 14350/EN 1400 | Ограничения по содержанию фталатов, бисфенола-А и тяжелых металлов применяются на уровне отдельных компонентов. |
| Контакт с кожей, рубцовые ткани | ISO 10993-5/10 | Цитотоксичность + сенсибилизация кожи + раздражение |
| Кратковременная имплантация (≤ 30 дней) | USP Класс VI + ISO 10993-6 | Тестирование токсичности на животных моделях |
| Долгосрочная имплантация (> 30 дней) | ISO 10993-6/11/17 | Хроническая токсичность, генотоксичность, биокинетика |
| Европейские потребительские косметические товары | REACH (D4/D5/D6 ≤ 0,1%) | Применяется к смываемым средствам, содержащим циклометикон. |
| потребительские товары Калифорнии | Предложение 65 | Обязанность раскрытия информации, если перечисленные вещества превышают допустимый уровень опасности. |
Часто задаваемые вопросы
Является ли силикон канцерогенным?
Нет. Отвержденный силиконовый полимер не входит в списки канцерогенов IARC или NTP. Циклический силоксан D4 внесен Европейским агентством по химическим веществам (ECHA) в список веществ, вызывающих опасения в связи с водной токсичностью и стойкостью, а не в список канцерогенов для человека.
Выделяется ли силикон в пищу при высоких температурах?
Надлежащим образом протестированный в соответствии с требованиями FDA 21 CFR 177.2600 (вода при обратном кипении, 7 часов) силикон пищевого качества, отвержденный платиной, показывает содержание экстрагируемых веществ значительно ниже предела в 20 мг/дюйм². Силиконы, отвержденные пероксидом без последующей обработки, могут выделять измеримые побочные продукты.
Безопасен ли силикон для младенцев и детей младшего возраста?
Да — если деталь имеет сертификаты FDA и LFGB и изготовлена с использованием платинового отверждения. Помимо разрешения на контакт с пищевыми продуктами, ищите соответствие стандартам EN 14350 (посуда для питья) или EN 1400 (соски).
Силикон — это пластик?
Нет. Силикон — это синтетический каучук (эластомер) с неорганической Si-O-основой. В большинстве пластмасс используется углерод-углеродная основа. Это различие важно как для классификации по безопасности, так и для переработки.
Что не рассматривается в этой статье
Прежде чем обобщать какой-либо из приведенных выше ответов, необходимо учесть три момента:
- Силиконовые герметики и замазки — это не одно и то же. Строительные герметики выделяют уксусную кислоту или оксим в процессе отвердевания. Они не предназначены для контакта с пищевыми продуктами, медицинскими препаратами и не являются предметом данной статьи. Всегда указывайте конкретное соединение.
- Применение циклометикона в косметических средствах регулируется отдельно. На долю D4/D5/D6, используемых в качестве жидких носителей в средствах по уходу за кожей, распространяются ограничения, установленные регламентом REACH. В основе оценки риска лежит стойкость в окружающей среде и биоаккумуляция, а не токсичность для потребителя при использовании в определенных концентрациях.
- Сертификаты соответствия выдаются для каждой партии товара, а не для каждой марки. Поставщик, который соответствовал требованиям два года назад, не гарантирует их соответствие требованиям при отгрузке товара. Проверяйте дату отчета, номер партии и аккредитацию по каждому заказу.
Для получения более подробной информации о том, что такое силикон и как он производится, см. раздел... Полное руководство по силиконовым материалам. Полную информацию об объекте недвижимости см. в соответствующем разделе. Свойства силикона: полное руководство по материалам.
Прежде чем подписывать какое-либо заявление о “безопасности силикона”, зафиксируйте в письменном виде четыре строки:
- Тип полимера (PDMS или указанный сорт)
- Система отверждения (платиновая, с документацией по последующему отверждению, если используется перекись водорода).
- Применимый сертификат (FDA / LFGB / USP / ISO 10993 по пункту, с указанием названия лаборатории и даты отчета).
- Соответствие требованиям к пигментам и наполнителям (только для красителей, разрешенных для использования в пищевой или медицинской промышленности).
Заявление о безопасности, в котором отсутствует хотя бы одна из этих четырех строк, является маркетинговым ходом, а не нормативной документацией.
