Compendio degli studi più significativi con riferimento a proprietà, assunzione, effetti.

Grande F, Tucci P. Titanium Dioxide Nanoparticles: a Risk for Human Health? Mini Rev Med Chem. 2016;16(9):762-9. doi: 10.2174/1389557516666160321114341.

Abstract. Titanium dioxide (TiO₂) is a natural oxide of the element titanium with low toxicity, and negligible biological effects. The classification as bio-inert material has given the possibility to normal-sized (>100 nm) titanium dioxide particles (TiO₂-NPs) to be extensively used in food products and as ingredients in a wide range of pharmaceutical products and cosmetics, such as sunscreens and toothpastes. Therefore, human exposure may occur through ingestion and dermal penetration, or through inhalation route, during both the manufacturing process and use.

Fuster E, Candela H, Estévez J, Vilanova E, Sogorb MA. Titanium Dioxide, but Not Zinc Oxide, Nanoparticles Cause Severe Transcriptomic Alterations in T98G Human Glioblastoma Cells. Int J Mol Sci. 2021 Feb 19;22(4):2084. doi: 10.3390/ijms22042084.

Abstract. Alterations to the transcriptome suggests that exposure to titanium dioxide nanoparticles might, potentially, compromise the integrity of the blood brain barrier integrity and cause neuroinflammation.

Murugadoss S, Brassinne F, Sebaihi N, Petry J, Cokic SM, Van Landuyt KL, Godderis L, Mast J, Lison D, Hoet PH, van den Brule S. Agglomeration of titanium dioxide nanoparticles increases toxicological responses in vitro and in vivo. Part Fibre Toxicol. 2020 Feb 26;17(1):10. doi: 10.1186/s12989-020-00341-7.

Abstract. ...We tested two TiO2 NPs with different primary sizes (17 and 117 nm) and prepared ad-hoc suspensions composed of small or large agglomerates with similar dispersion medium composition....Mainly, we observed that large agglomerates of 117 nm TiO2 induced higher pulmonary responses in aspirated mice and blood DNA damage in gavaged mice compared to small agglomerates....

Grasso A, Ferrante M, Zuccarello P, Filippini T, Arena G, Fiore M, Cristaldi A, Conti GO, Copat C. Chemical Characterization and Quantification of Titanium Dioxide Nanoparticles (TiO2-NPs) in Seafood by Single-Particle ICP-MS: Assessment of Dietary Exposure. Int J Environ Res Public Health. 2020 Dec 20;17(24):9547. doi: 10.3390/ijerph17249547. 

Abstract. Since the aquatic environment is highly sensitive to contamination by TiO2-NPs, this work aimed to give a preliminary assessment of the contamination of packaged seafood, where the food additive TiO2 (E171) is not to be intentionally added.

Haynes VN, Ward JE, Russell BJ, Agrios AG. Photocatalytic effects of titanium dioxide nanoparticles on aquatic organisms-Current knowledge and suggestions for future research. Aquat Toxicol. 2017 Apr;185:138-148. doi: 10.1016/j.aquatox.2017.02.012.

Abstract. The purpose of this review is to summarize the current knowledge of the photocatalytic effects of TiO2 nanoparticles on aquatic organisms, discuss the limitations of these studies, and outline environmentally-relevant factors that need to be considered in future experiments.

Wu J, Bosker T, Vijver MG, Peijnenburg WJGM. Trophic Transfer and Toxicity of (Mixtures of) Ag and TiO₂ Nanoparticles in the Lettuce-Terrestrial Snail Food Chain. Environ Sci Technol. 2021 Nov 29. doi: 10.1021/acs.est.1c05006.

Abstract. The increasing application of biosolids and agrochemicals containing silver nanoparticles (AgNPs) and titanium dioxide nanoparticles (TiO₂NPs) results in their inevitable accumulation in soil, with unknown implications along terrestrial food chains.

Jimeno-Romero A, Gwinner F, Müller M, Mariussen E, Soto M, Kohl Y. Sea Bass Primary Cultures versus RTgill-W1 Cell Line: Influence of Cell Model on the Sensitivity to Nanoparticles. Nanomaterials (Basel). 2021 Nov 20;11(11):3136. doi: 10.3390/nano11113136.

Abstract. Data shows that more variables significantly influenced the outcome of toxicity tests when the primary cultures were exposed to the different nanoparticles. Toxicity tests performed in RTgill-W1 were influenced only by exposure time and nanoparticle concentration. The whole data set was integrated in a biological response index to show the overall impact of nanoparticle exposures.

Boland S, Hussain S, Baeza-Squiban A. Carbon black and titanium dioxide nanoparticles induce distinct molecular mechanisms of toxicity. Wiley Interdiscip Rev Nanomed Nanobiotechnol. 2014 Nov-Dec;6(6):641-52. doi: 10.1002/wnan.1302.

Abstract. In the present manuscript we discuss the similarities and differences in molecular pathways of toxicity after carbon black (CB) and titanium dioxide (TiO₂) nanoparticle exposures and identify the main toxicity mechanisms induced by these two nanoparticles which may also be indicative for the mode of action of other insoluble nanomaterials.

Onishchenko GE, Erokhina MV, Abramchuk SS, Shaitan KV, Raspopov RV, Smirnova VV, Vasilevskaya LS, Gmoshinski IV, Kirpichnikov MP, Tutelyan VA. Effects of titanium dioxide nanoparticles on small intestinal mucosa in rats. Bull Exp Biol Med. 2012 Dec;154(2):265-70. doi: 10.1007/s10517-012-1928-9.

Abstract. Penetration of titanium dioxide nanoparticles into enterocytes after their administration into isolated loop of rat small intestine was shown in vivo by transmission electron microscopy.

Swidwińska-Gajewska AM, Czerczak S.  Titanium dioxide nanoparticles: occupational exposure limits. Med Pr. 2014;65(3):407-18.

Abstract.  Titanium dioxide nanoparticles are increasingly applied in cosmetics, textiles and plastics as the ultraviolet light blocker. This contributes to a growing occupational exposure to TiO₂ nanoparticles. Nanoparticles are potentially responsible for the most adverse effects of titanium dioxide.

Yamashita K, Yoshioka Y, Higashisaka K, Mimura K, Morishita Y, Nozaki M, Yoshida T, Ogura T, Nabeshi H, Nagano K, Abe Y, Kamada H, Monobe Y, Imazawa T, Aoshima H, Shishido K, Kawai Y, Mayumi T, Tsunoda S, Itoh N, Yoshikawa T, Yanagihara I, Saito S, Tsutsumi Y. Silica and titanium dioxide nanoparticles cause pregnancy complications in mice. Nat Nanotechnol. 2011 May;6(5):321-8. doi: 10.1038/nnano.2011.41.

Abstract. The increasing use of nanomaterials has raised concerns about their potential risks to human health. Recent studies have shown that nanoparticles can cross the placenta barrier in pregnant mice and cause neurotoxicity in their offspring, but a more detailed understanding of the effects of nanoparticles on pregnant animals remains elusive. Here, we show that silica and titanium dioxide nanoparticles with diameters of 70 nm and 35 nm, respectively, can cause pregnancy complications

E171 è un composto chimico, un ingrediente inserito nella lista degli additivi alimentari europei come colorante e nel Colour Index International come CI 77891. Il suo nome chimico è  Biossido di titanio.

Il nome definisce la struttura della molecola:

• Titanio è un elemento chimico con simbolo Ti e numero atomico 22. È un metallo di transizione brillante, di colore argento, poco denso e molto resistente. È un metallo di transizione brillante, di colore argento, a bassa densità e ad alta resistenza. Il titanio è resistente alla corrosione in acqua di mare, acqua regia e cloro.
• biossido: Questo termine indica la presenza di due atomi di ossigeno per ogni atomo di titanio presente nel composto. Il prefisso "di-" deriva dalla parola greca "due", mentre "-ossido" indica la presenza di ossigeno.

Il processo di sintesi si svolge in diverse fasi:

• Metodo Sol-Gel: Questo metodo prevede la transizione di un sistema da una fase liquida "sol" a una fase solida "gel". I precursori vengono mescolati in un solvente e poi il solvente viene fatto evaporare lentamente per indurre la formazione di un sistema difasico simile a un gel.
• Metodi idrotermici/solvotermici: Questi metodi prevedono l'uso di temperature e pressioni elevate per dissolvere e ricristallizzare i materiali e formare cristalli. I precursori vengono sciolti in un solvente e la soluzione viene riscaldata in un contenitore sigillato; la pressione all'interno del contenitore aumenta e i precursori reagiscono per formare il biossido di titanio.
• Metodi a sagoma: In questi metodi si utilizza un modello per guidare la struttura del biossido di titanio. I precursori vengono depositati sulla mascherina e poi questa viene rimossa, lasciando il biossido di titanio strutturato.
• Metodo a microonde: Questo metodo prevede l'uso di radiazioni a microonde per riscaldare i precursori e indurre la reazione per formare il biossido di titanio.

Il Biossido di titanio (TiO₂) o Diossido di titanio, è un composto chimico policristallino, ossido di titanio ricavato da minerali di titanio come rutilo, anatasi, ilmenite con procedimento di clorazione, solfatazione o pirolisi. Il procedimento chimico di clorazione ha sostituito l'obsoleto procedimento con acido solforico. Il biossido di titanio deve non solo essere estratto chimicamente, ma purificato il che avviene ad alta temperatura.

Si presenta in forma di liquido o polvere bianca cristallina ultrafine, elevata superficie specifica, inodore, insapore, stabile a temperatura ambiente. Buona stabilità termica, chimica, buona efficienza catalitica e fotocatalitica, fotoattiva sotto radiazioni UV, struttura anatasica. Negli elastomeri siliconici ha effetto termostrutturante. Le sue particelle hanno disposizioni regolari con una struttura reticolare.

Per maggiori informazioni: Biossido di titanio

A cosa serve e dove si usa

Pigmento bianco che crea una colorazione bianca oppure opaca.

E' ormai presente in molte applicazioni : cosmetici, vernici, carte, creme solari, additivi farmaceutici, nelle creme solari come filtro anti UV, dentifrici come sbiancante.

Lo troviamo frequentemente nei rivestimenti delle compresse medicinali.

Ampiamente utilizzato come additivo colorante sbiancante nel settore alimentare (E171).

Una breve storia dell'evoluzione degli studi scientifici sulla sicurezza di questo componente chimico.

                                                                2011 - 2016

Questo studio risponde alla domanda : Il Biossido di titanio nella nostra vita di tutti i giorni è sicuro? La risposta è prudente : "non abbiamo dati affidabili sul suo assorbimento, distribuzione, escrezione e tossicità sull'esposizione orale" (1).

Qualche studio riconosce un valore positivo nelle applicazioni biomediche del Biossido di titanio (2).

Altri studi non rilevano problemi di ordine tossicologico (3).

Nel 2016 l'EFSA fornisce un parere con rivalutazione della sicurezza del Biossido di titanio (TiO₂ , E171) quando viene utilizzato come additivo alimentare. Dai dati disponibili sull'assorbimento, distribuzione ed escrezione, il gruppo di esperti scientifici sugli additivi alimentari e sulle fonti di nutrienti aggiunte agli alimenti, ha concluso che l'assorbimento somministrato per via orale di TiO2 è estremamente basso e la bassa biodisponibilità di TiO₂ sembra essere indipendente dalla dimensione delle particelle. Il gruppo ha concluso che l'uso di TiO₂ come additivo alimentare non suscita una preoccupazione genotossica. Pertanto, il gruppo non ha stabilito una dose giornaliera accettabile (ADI). Il gruppo ha ritenuto che, sulla base dei dati attualmente disponibili e sulle considerazioni di assorbimento del TiO₂ , i margini di sicurezza (MOS) calcolati dal NOAEL di 2.250 mg TiO₂/kg di peso corporeo al giorno, identificati nei dati tossicologici disponibili e i dati sull'esposizione ottenuti dal citato rapporto uso/livelli analitici del TiO2 (E 171), considerati nel presente rapporto, non creano motivo di preoccupazione (4).

                                                             2017 - 2021

Dal 2017, alcuni studi effettuati con tecniche di nanotecnologia ultramoderne (Sincrotrone europeo di Grenoble), attribuiscono al Biossido di titanio caratteristiche genotossiche.

Se il Biossido di Titanio viene inserito nella pelle, come nel caso dei tatuaggi, metodi spettrometrici di laboratorio hanno dimostrato il trasporto simultaneo di pigmenti organici, metalli pesanti e titanio dalla pelle ai linfonodi regionali. La tossicità del TiO₂ dipende dalla sua speciazione (struttura cristallina) che può essere sia quella rutilica sia quella più dannosa anatasio fotocataliticamente attiva. Il contributo degli inchiostri per tatuaggi al carico corporeo complessivo di elementi tossici, la speciazione del TiO2, le identità e le dimensioni delle particelle di pigmento che migrano dagli strati cutanei subepidermici verso i linfonodi non sono mai stati analizzati analiticamente negli esseri umani prima. La dimensione media delle particelle negli inchiostri per tatuaggi può variare da 1 μm. Pertanto la maggior parte degli inchiostri per tatuaggi contiene almeno una piccola frazione di particelle nella gamma nano (5).

Il deposito di particelle porta all'ampliamento cronico del rispettivo linfonodo e all'esposizione permanente. Con la rilevazione degli stessi pigmenti organici e TiO₂ inorganico nei linfonodi cutanei e linfatici, questo studio fornisce una forte evidenza analitica per la migrazione dei pigmenti dalla pelle verso i linfonodi regionali negli esseri umani (6).

Questo ulteriore studio condotto da 19 ricercatori dell'Università di Toulon rileva con preoccupazione come l'assunzione giornaliera di nanoparticelle di TiO₂, in quanto riescono a superare le normali difese del corpo umano, sia associata ad un aumentato rischio di infiammazione cronica intestinale e carcinogenesi (7).

2018 - Si conferma la relazione tra le nanoparticelle del Biossido di titanio e il processo EMT nelle cellule tumorali del colon-retto (8).

2019 - Questo studio ritiene che il processo di acidificazione dell'oceano aumenti l'accumulo di nanoparticelle di TiO₂ nei bivalvi commestibili e potrebbe quindi aumentare il rischio per la salute dei consumatori di pesce (9).

2019 - La legge francese vieta l'utilizzo del Biossido di titanio (LOI n° 2018-938 du 30 octobre 2018) nel settore alimentare con effetto 1 Aprile 2019.

2020 - Legge francese. Ordinanza 21 dicembre 2020 che sospende la commercializzazione dei prodotti alimentari contenenti l'additivo E 171 (biossido di titanio - TiO₂) (Arrêté du 21 décembre 2020 portant suspension de la mise sur le marché des denrées contenant l'additif E 171 (dioxyde de titane - TiO₂) - Légifrance (legifrance.gouv.fr) )

I risultati di questo studio del 2021 hanno indicato che l'assunzione alimentare a lungo termine di particelle di TiO₂ potrebbe indurre squilibrio degli elementi e lesioni agli organi. Il fegato ha mostrato un cambiamento più grave rispetto ad altri organi, specialmente sotto il trattamento con I PNP TiO₂. Ulteriori ricerche sulla tossicità orale dei POP TiO₂ dovrebbero prestare maggiore attenzione agli effetti sulla salute degli squilibri degli elementi utilizzando metodi di esposizione realistici (10).

11-6-2019 Avevo scritto alla Direzione europea per la salute e la sicurezza alimentare (DG SANTE) riproponendo i dubbi sulla sicurezza dei parabeni e dell'E171 titanio diossido. Finalmente anche da questo ente è arrivata la risposta che chiarisce ogni dubbio:

"Per quanto riguarda l'uso di metil- e propilparaben come eccipienti nei medicinali per uso umano per uso orale, vi consiglierei di guardare le informazioni fornite dall'Agenzia Europea dei Medicinali su https://www.ema.europa.eu/en/use-methyl-propylparaben-excipients-human-medicinal-products-oral-use Questo documento di riflessione si occupa di metil- e propilparaben, poiché questi sono i parabeni usati prevalentemente nelle formulazioni farmaceutiche orali. Il focus di questo documento è sui possibili effetti di interferenza endocrina negli esseri umani.

Per quanto riguarda il biossido di titanio, l'Autorità europea per la sicurezza alimentare ha pubblicato il suo parere il 6 maggio 2021 e ha concluso che, sulla base di tutte le prove disponibili, non si può escludere una preoccupazione per la genotossicità, e date le molte incertezze, E 171 non può più essere considerato sicuro se usato come additivo alimentare. Come menzionato in un tweet dello stesso giorno, a seguito del nuovo parere scientifico dell'EFSA sull'additivo alimentare E171, proporremo di vietarne l'uso nell'UE. https://twitter.com/food_eu/status/1390347410476523521

Per quanto riguarda i medicinali, la Commissione ha chiesto all'Agenzia europea per i medicinali di valutare l'effetto sull'uso del TiO₂ nei medicinali e la fattibilità di alternative per sostituire il TiO₂, se possibile, senza impatto sulla qualità, sicurezza ed efficacia dei medicinali. Una decisione sarà presa dalla Commissione sulla base dell'analisi fornita dall'Agenzia."

Ora, quanto tempo occorrerà attendere prima che questi ingredienti vengano definitivamente rimossi dalle nostre medicine?

7-2-2022 L'uso del  Biossido di titanio  (TiO₂ - E171) come additivo alimentare, è stato vietato e non è più consentito nell'UE  a seguito del Regolamento (UE) 2022/63 della Commissione che modifica gli allegati II e III del regolamento (CE) n. 1333/2008.

Il periodo di transizione è di 6 mesi e termina il 7 agosto 2022. Fino alla fine di questo periodo di transizione gli alimenti prodotti conformemente alle norme applicabili prima del 7 febbraio 2022 possono continuare a essere immessi sul mercato. Dopo il 7 agosto 2022, i prodotti alimentari contenenti TiO₂ non potranno più essere immessi sul mercato UE/NI, tuttavia, gli alimenti già presenti sul mercato potranno rimanere sul mercato fino a quando non raggiungeranno la data di durata minima o di scadenza.

Purtroppo il Biossido di titanio  (TiO₂ - E171) continua ad essere autorizzato come additivo nei prodotti farmaceutici. Decisione non condivisibile!

Biossido di titanio studi

Caratteristiche tipiche ottimali del prodotto commerciale Biossido di titanio

• Formula molecolare: TiO₂ o O₂Ti
• Peso Molecolare : 79.865 g/mol
• CAS : 13463-67-7   1317-80-2   1317-70-0   98084-96-9
• UNII    15FIX9V2JP
• EC Number: 236-675-5
• DSSTox Substance ID: DTXSID3021352    DTXSID9050432    DTXSID6052827
• MDL number  MFCD00011269
• PubChem Substance ID   24882641
• InChI=1S/2O.Ti
• InChI Key    GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N
• SMILES    O=[Ti]=O
• IUPAC dioxotitanium
• ChEBI    32234

Sinonimi :

[TiO2] E171 100292-32-8 101239-53-6 1025343-79-6 116788-85-3 12000-59-8 12036-20-3 1205638-49-8 1236143-41-1 12701-76-7 12767-65-6 12789-63-8 1309-63-3 1317-70-0 1317-80-2 1344-29-2 13463-67-7 1377807-26-5 1385RN 59 1393678-13-1 1400974-17-5 158518-86-6 1700 White 185323-71-1 185828-91-5 188357-76-8 188357-79-1 195740-11-5 221548-98-7 224963-00-2 234DA 246178-32-5 252962-41-7 37230-92-5 37230-94-7 37230-95-8 37230-96-9 39320-58-6 39360-64-0 39379-02-7 416845-43-7 494848-07-6 494848-23-6 494851-77-3 494851-98-8 500HD 55068-84-3 55068-85-4 552316-51-5 62338-64-1 63B1 White 767341-00-4 859528-12-4 861455-28-9 861455-30-3 866531-40-0 97929-50-5 98084-96-9 A 200 (pigment) A 330 (pigment) AC1L1AA6 Aerolyst 7710 Aerosil P 25 Aerosil P 25S6 Aerosil P 27 Aerosil T 805 Aeroxide® P25 A-Fil A-Fil Cream A-FN 3 AI3-01334 AK 15 (pigment) AKOS015913799 Amperit 780.0 AMT 100 AMT 600 AN-49054 Anatase Anatase (TiO2) Anatase titanium dioxide Atlas white titanium dioxide AUF 0015S austiox Austiox R-CR Austiox R-CR 3 B 101 (pigment) Bayer R-FD 1 bayeri tian Bayertitan Bayertitan A Bayertitan AN 3 Bayertitan R-FD 1 Bayertitan R-FK 21 Bayertitan R-FK-D Bayertitan R-KB 2 Bayertitan R-KB 3 Bayertitan R-KB 4 Bayertitan R-KB 5 Bayertitan R-KB 6 Bayertitan R-U 2 Bayertitan R-U-F Bayertitan R-V-SE 20 Bayertitan T Baytitan bis(oxido)titanium Bistrater L-NSC 200C Blend White 9202 BR 29-7-2 Brookite C 97 (oxide) C.I. 77891 C.I. Pigment White 6 Cab-O-Ti Calcotone White T CCRIS 590 CCRIS 9317 CCRIS 9325 CG-T CHEBI:32234 CI 77891 CI Pigment white 6 CL 310 component of A-Fil Cosmetic Hydrophobic TiO2 9428 Cosmetic Micro Blend TiO2 9228 Cosmetic White C47-5175 Cosmetic White C47-9623 CTK5H9706 C-Weiss 7 C-Weiss 7 [German] D01931 DB09536 dioxido de titanio dioxotitanium dioxyde de titane DTXSID3021352 E 171 EC 215-282-2 EC 236-675-5 EINECS 215-280-1 EINECS 215-282-2 EINECS 236-675-5 Flamenco FT-0645791 Hombikat hombita n Hombitan Hombitan R 101D Hombitan R 610K Horse head a-410 Horse head a-420 Horse head r-710 HSDB 869 I14-43300 I14-43301 I14-45012 J-006053 JR 600A KH 360 KH360 Kronos Kronos 1002 Kronos 2073 Kronos CL 220 Kronos RN 40P Kronos RN 56 Kronos titanium dioxide Levanox White RKB LS-144047 LS-19300 LS-194104 LS-785 MC 50 (oxide) MFCD00011269 NCGC00187590-01 NCI-C04240 NCI-C0424O NSC 15204 NSC15204 NSC-15204 NT 100 (oxide) O2Ti Octahedrite Octahedrite (mineral) Orgasol 1002D White 10 Extra Cos oxido de titanio(IV) P 25 P 25 (oxide) Pigment white 6 R 680 R 830 (mineral) Rayox RO 2 ru na arh 200 Runa ARH 20 Runa ARH 200 Runa rh20 Rutile Rutile (TiO2) Rutile titanium dioxide Rutiox CR S 150 (oxide) s212 Sagenite T-3875 Tichlor Tin dioxide dust Tinoc M 6 TiO2 Tiofine tiona t.d Tiona t.d. Tiona td Tioxide Tioxide AD-M Tioxide A-DM Tioxide A-HR Tioxide R XL Tioxide R.XL Tioxide R-CR Tioxide RHD Tioxide RSM Tioxide R-SM Tipaque Tipaque R 820 Ti-Pure ti-pure r 101 ti-pure r 90 0 Ti-Pure R 900 Ti-Pure R 901 ti-pure r 915 Titafrance Titan White Titandioxid Titandioxid (sweden) Titandioxid [Swedish] Titania Titania paste, reflector Titania paste, transparent Titanic acid anhydride Titanic anhydride Titanic oxide Titanii dioxidum Titanium (IV) oxide TITANIUM DIOXIDE (ANATASE) Titanium dioxide (TiO2) Titanium dioxide (USP) Titanium dioxide [USP] Titanium dioxide P25 Titanium Dioxide Rutile Titanium oxide (JP17) Titanium oxide (TiO2) Titanium oxide (VAN) Titanium oxide, TiO2 Titanium peroxide titanium peroxide Titanium peroxide (TiO2) Titanium White Titanium( cento) oxide Titanium(IV) oxide Titanium(IV) oxide, rutile Titanium(IV)Dioxide Titanox Titanox 2010 Titanox RANC Trioxide(s) Tronox Unitane Unitane 0-110 Unitane 0-220 Unitane o-110 Unitane o-220 Unitane OR Unitane OR 450 unitane or 572 Unitane OR 650 Unitane or-150 Unitane or-340 Unitane or-342 Unitane or-350 Unitane or-540 Unitane or-640 Uniwhite AO Uniwhite KO Uniwhite OR 450 Uniwhite OR 650 WLN: TI O Zopaque Zopaque LDC

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