Methylisothiazolinones. Diagnosis and prevention of allergic contact dermatitis

Abstract

Preservatives are biologically active substances which are required in water-based products/systems to prevent growth of micro-organisms. Kathon® CG (K-CG), one of several preservatives based on 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolinon-3-one (MCI) and 2-methyl-4-isothiazolin-3-one (MI) has been shown to be a common sensitizer in dermatitis patients.



The aims of the study were to find a method to demonstrate and quantify MCI and MI in various products; to isolate and identify the contact allergens in K-CG; to assess the sensitizing capacities of the allergens; to study the actual occurrence of MCI and MI in moisturizers; to investigate the occurrence and causes of occupational dermatoses in a plant where high concentrations of MCI and MI are handled; to find methods to prevent chemical burns and allergic contact dermatitis from MCI and MI.



MCI and MI were demonstrated in various types of products by HPLC. Three allergens were isolated from K-CG and identified as MCI, MI and 4,5-dichloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one (45243-K-CG). Guinea pig maximization tests showed that MCI and 45243-K-CG were strong sensitizers and MI a weak sensitizer.



At a plant where high concentrations of MCI and MI were used to produce binders and glues 9 of 51 present production workers (17.6 %) were sensitized to MCI and MI. Four of the 9 MCI- and MI-sensitized workers had spilled preservatives with high concentrations of MCI and MI on their skin resulting in chemical burns.



Sodium bisulfite and glutathione were demonstrated to chemically inactivate MCI and MI.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Metylisotiazolinoner. Diagnostik och prevention av allergiska kontakteksem.



Konserveringsmedel är biologiskt aktiva ämnen som hindrar mikroorganismer som t.ex bakterier och svampar att föröka sig. Produkter som innehåller vatten behöver konserveringsmedel, annars kan t ex konsistens, färg och lukt förändras så att produkten blir oanvändbar. Hudvårdsprodukter, rengöringsmedel, kosmetika men även skärvätskor, målarfärg, lack och lim innehåller ofta konserveringsmedel.



Eftersom konserveringsmedel är biologiskt aktiva ämnen är det inte förvånande att de vid hudkontakt även kan framkalla kontaktallergi. Flera konserveringsmedel är kända kontaktallergen. Under åttiotalet orsakade ett nytt konserveringsmedel, Kathon® CG, kontaktallergier hos många människor. Kathon® CG består av 2 aktiva substanser (metylisotiazolinoner) vars kemiska benämningar är 5-klor-2-metyl-4-isotiazolin-3-on (MCI) och 2-metyl-4-isotiazolin-3-on (MI). Eftersom många hygienartiklar och rengöringsprodukter saknade innehållsdeklarationer var det svårt att fastställa hur allergin hade uppkommit.



Syftet med avhandlingen har varit att förbättra diagnostiken av allergiska kontakteksem orsakade av metylisotiazolinoner men även att försöka finna metoder för att förhindra eksem orsakade av dessa. Avhandlingen grundar sig på 9 vetenskapliga uppsatser som alla handlar om metylisotiazolinoner.



I första delarbetet beskrivs hur metylisotiazolinonerna MCI och MI med en kemisk metod kunde påvisas i olika typer av produkter. En tredjedel av de 123 analyserade produkterna som våra Kathon® CG allergiska patienter använt innehöll metylisotiazolinoner. Dessa var ungefär lika vanligt förekommande i hygienartiklar som kvarstannar på huden under flera timmar som i produkter som snabbt sköljs av huden. Studien visade även att alla patienterna använt åtminstone en metylisotiazolinon-innehållande produkt. Med hjälp av denna metod har sambandet mellan användningen av produkter innehållande metylisotiazolinoner och kontakteksem orsakat av metylisotiazolinoner kunnat fastläggas. Eftersom många produkter saknade och fortfarande saknar innehållsdeklaration behövs den kemiska metoden för att påvisa förekomsten av metylisotiazolinoner i olika produkter.



För att kunna fastställa vilket eller vilka ämnen i Kathon® CG som orsakade kontaktallergi använde vi samma kemiska metodik för att isolera olika ämnen ur Kathon® CG (delarbete två). Av delarbetena två och tre framgår att tre kontaktallergen har isolerats och identifierats. Både MCI och MI men även en annan metylisotiazolinon, 4,5-diklor-2-metyl-4-isotiazolin-3-on (45243-K-CG) som förekommer i låg koncentration i Kathon® CG visades vara kontaktallergen.



I delarbetena fyra och fem studerades sensibiliseringskapaciteten för de tre isolerade och identifierade kontaktallergenen. De tre ämnena testades på ett likvärdigt sätt på marsvin och vi fann att MCI och 45243-K-CG var starka allergen och MI ett svagt allergen.



Konserveringsmedel som är baserade på metylisotiazolinoner innehåller alltså flera potenta kontaktallergen och det har därför rekommenderats att de inte ska användas i hygienartiklar som dröjer kvar på huden. I delarbete sex visas dock att metylisotiazolinoner fortfarande är vanliga i sådana produkter.



Vissa industrier hanterar konserveringsmedel som innehåller höga koncentrationer av metylisotiazolinoner (delarbete sju). Om sådana konserveringsmedel spills på huden kan både kemisk etsskada och kontaktallergi för metylisotiazolinonerna uppkomma. När vi kartlade yrkeshudsjukdomar på en industri där höga koncentrationer av metylisotiazolinoner hanterades fann vi att både kemiska etsskador och allergiska kontakteksem av dessa konserveringsmedel var vanligt förekommande trots att företaget hade vidtagit åtgärder för att förhindra kontakt med konserveringsmedlen (delarbete sju).



I delarbete åtta visas att den kemiska strukturen av metylisotiazolinoner kan förstöras och härigenom minska de korrosiva och eksemframkallande egenskaperna hos konserveringsmedel som innehåller höga koncentrationer av metylisotiazolinoner.



I det nionde delarbetet visas att ett kroppseget ämne, glutation, som tillsats i hudkrämer kan inaktivera metylisotiazolinoner. Ytterligare studier får visa om det praktiskt kan användas för att förhindra allergiska kontakteksem orsakade av metylisotiazolinoner.

• author: Gruvberger, Birgitta
• supervisor: [unknown] [unknown]
• opponent: Prof Menné, Torkil, Dept. of Dermatology, Gentofte, Copenhagen University, DK
• organization: Department of Clinical Sciences, Malmö
• publishing date: 1997
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Dermatology and Venereal Diseases
• keywords: venereology, Dermatologi, Dermatology, Prevention., Chemical burns, Occupational dermatoses, Allergic contact dermatitis, Guinea pig maximization test, Isolation/identification of contact sensitizers, Inactivation, Methylisothiazolinones, Kathon® CG, venereologi
• pages: 133 pages
• defense location: Hudklinikens föreläsningssal, Universitetssjukhuset, Malmö
• defense date: 1997-11-21 10:15:00
• external identifiers: other:ISRN: LUMEDW/MEHM-1008-SE; scopus:0031299157
• ISBN: 91-628-2699-9
• language: English
• LU publication?: yes
• additional info: The information about affiliations in this record was updated in December 2015. The record was previously connected to the following departments: Department of Dermatology and Venerology (013241320), Pediatrics/Urology/Gynecology/Endocrinology (013240400)
• id: 75fec760-4080-4fae-b5c8-41da8d277378 (old id 29605)
• date added to LUP: 2016-04-04 10:29:45
• date last changed: 2022-01-29 20:26:05