Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Filtry UV w preparatach kosmetycznych
Redakcja _, 25.05.2014 , Tagi: filtry UV, promieniowanie UV, SPF, WRR
Filtry UV w preparatach kosmetycznych
W ciągu ostatnich kilku lat coraz głośniej mówi się o niekorzystnym wpływie promieniowania na funkcjonowanie człowieka. Oparzenia, nowotwory, przebarwienia, fotostarzenie się skóry (photoaging). Rynek produktów kosmetycznych zawierających filtry ochronne, które mają nas chronić przed szkodliwym działaniem promieniowania, wciąż się rozwija. Jakim wymaganiom podlegają kosmetyki do opalania? Co powinniśmy o nich wiedzieć? Jakie cechy powinny wykazywać i w jakich dawkach być stosowane?

Promieniowanie dobre i złe

Nieustannie jesteśmy  narażani na promieniowanie docierające do nas z kosmosu. Najwięcej dociera na Ziemię promieni podczerwonych, mniej promieni świetlnych widzialnych, a najmniej (ok. 1%) stanowi promieniowanie nadfioletowe (ultrafioletowe UV).  Promieniowanie widzialne jest źródłem życiodajnej energii na Ziemi. Stymuluje procesy rozrodu i rozwoju, a także przebieg fotosyntezy. Promieniowanie podczerwone odpowiada za utrzymanie odpowiedniej temperatury na Ziemi. Natomiast promieniowanie ultrafioletowe w niskich dawkach działa pozytywnie na organizmy żywe, a w wysokich jest szkodliwe dla zdrowia ludzi. Światło słoneczne podnosi poziom endorfin produkowanych w mózgu, pobudza gruczoły wydzielania wewnętrznego i neuroprzekaźniki w mózgu, zwiększa zdolność czerwonych krwinek do przenoszenia tlenu, obniża spoczynkowe tętno, podnosi napięcie mięśnia sercowego i wzmaga jego wydajność. Ogólnie można to ująć jako „wzmacnianie układu krwionośnego”. Niestety, jeszcze więcej można wymienić negatywnych skutków. Niekorzystny wpływ promieniowania słonecznego na ludzki organizm związany jest głównie z emitowanych przez Słońce i docierającym do powierzchni Ziemi promieniowaniem elektromagnetycznym, w zakresie 296-400nm czyli w zakresie promieniowania ultrafioletowego. Promieniowanie ultrafioletowe jest niebezpieczne dla zdrowia ludzi, ponieważ przyczynia się do pojawiania reakcji fotouczulających, fotostarzenia się skóry (polegającej na uszkodzeniach tkanki łącznej i  przerostu gruczołów łojowych), a także jest szkodliwe dla oczu, gdyż może powodować trwałe zmętnienie soczewki czyli zaćmę fotochemiczną.
Organizm ludzki broni się przed działaniem promieni słonecznych poprzez wytwarzania ochronnego barwnika- melaniny, wydzielając pot, a także poprzez zgrubienie zrogowaciałej wartwy naskórka. Niestety są to mechanizmy niewystarczające do kompletnej ochrony. Z tego powodu zmuszeni jesteśmy używać preparatów kosmetycznych zawierających filtry UV.

Skuteczny filtr

Zgodnie z Dyrektywą Rady 76/768/EEC z dnia 27 lipca 1976r., Dyrektywą Rady 93/35/EEC wprowadzającą szóstą poprawkę do Dyrektywy nr 76/768/EEC i Ustawy o Kosmetykach z dnia 30 marca 2001r. z uwzględnieniem późniejszych zmian preparaty kosmetyczne zawierające filtry przeciwsłoneczne są kosmetykami.
Ustawa o kosmetykach definiuje czym jest substancja promieniochronna. A zatem:
„Substancja promieniochronna to substancja chroniąca skórę przed szkodliwym działaniem promieniowanie ultrafioletowego”. Natomiast produkt ochrony przeciwsłonecznej oznacza każdy preparat (taki jak krem, olej, żel lub aerozol) przeznaczony do kontaktu z ludzką skórą wyłącznie lub przede wszystkim w celu ochrony przed promieniowaniem UV poprzez pochłanianie, rozpraszanie lub odbijanie promieniowania.
Jakie warunki musi spełniać idealny kosmetyk chroniący skórę przed UV?

  • Wysoka skuteczność przeciwko skutkom działania Słońca
  • Maksimum absorpcji w zakresie spektrum UVB i UVA
  • Wysoka efektywność przy niskich dawkach
  • Substancyjność czyli zdolność do wiązania warstwy rogowej, bez penetracji przezskórnej
  • Fotostabilność – zdolność cząsteczki do utrzymania swych właściwości ochronnych w stanie niezmienionym przez określony przedział czasu ,podczas którego jest on poddany działaniu promieni słonecznych
  • Odporność na działanie wody i potu
  • Niska lotność
  • Kompatybilność z innymi składnikami
  • Nie toksyczny, nie drażniący, nie uwrażliwiający na światło o dużej tolerancji miejscowej i ogólnej

Podział kosmetyków z filtrami

Wg przeznaczenia kosmetyki z filtrami UV można podzielić na: kosmetyki pielęgnacyjno- ochronne (nie są przeznaczone do opalania), kosmetyki ochronne (przeznaczone do opalania), a także kosmetyki pielęgnacyjno-ochronne przeznaczone dla niemowląt i dzieci.
Wg mechanizmu działania środki promieniochronne można podzielić na:

  1. Filtry fizyczne- odbijają i rozpraszają promieniowanie (np. ZnO i TiO2). Chronią zarówno przed promieniowaniem UVA jak i UVB. Rzadziej powodują podrażnienie skóry niż filtry chemiczne, są też bardziej fotostabilne. Ich ogromną zaletą jest wysoka tolerancja przez skórę i nie wchodzenie z nią w reakcje. Nie są używane samodzielnie ze względu na niski współczynnik ochrony. Aby zapewniły skuteczną ochronę wymagałyby stosowania w wyższych stężeniach, co powodowałoby aglomerację filtrów i w konsekwencji hamowanie opalania.
    Warto podkreślić, że od 2003 roku tlenek cynku nie występuje na liście filtrów UV, gdyż udowodniono, że mikronizowany ZnO wykazuje działanie fotoklastogenne i uszkadza DNA pod wpływem promieni UV.
  2. Filtry chemiczne- pochłaniają energię, likwidują wolne rodniki, wykazują działanie przeciwutleniające. Są to związki zawierające pierścień aromatyczny oraz podstawniki orto i para, pochodne kwasu cynamonowego, benzofenony, pochodne kwasu salicylowego, kamfory, triazyn, benzotriazoli. Najczęściej występującymi związkami są: otokrylen, trisiloksan drometrizolu i jego pochodne, a także awobenzon.

Preparaty przeciwsłoneczne pochłaniają i rozpraszają światło w różnym stopniu w zależności od typu substancji promieniochronnej oraz innych składników preparatu. Tak więc wartość współczynnika SPF jest zdeterminowana przez całość receptury, a nie tylko przez stężenie samego filtru UV. Filtry fizyczne i chemiczne to pierwsza linia ochrony skóry przed promieniowaniem UVA i UVB. Oprócz nich w kosmetykach znajdują się również substancje promieniochronne wtórne, tj. związki, które potrafią przerwać fotochemiczne reakcje łańcuchowe wywołane promieniowaniem UV. Do związków tych zaliczamy antyoksydanty, zmiatacze wolnych rodników, a także środki przeciwzapalne. W nowoczesnych kosmetykach stosuje się jednocześnie kilka substancji mających zapewnić skuteczną i pełną ochronę skóry przed promieniowaniem UV. Połączenie kilku filtrów UV podwyższa całkowitą skuteczność produktu poprzez niedopuszczenie do formowania się agregatów. Warto podkreślić, że przy wprowadzaniu do receptury nowych filtrów należy zwracać uwagę na ich zachowanie w emulsji, a nie tylko na ich właściwości absorpcyjne.

Współczynnik protekcji

Aby wyrazić efektywność ochronną danego składnika przed promieniowaniem UVB wprowadzono współczynnik ochrony przeciwsłonecznej SPF (Sun Protection Factor):

MED jest to minimalna dawka rumieniowa, czyli minimalna dawka promieniowania, które skutkuje zaczerwienieniem skóry. Wartość współczynnika SPF oznacza, ile razy dłużej można skórę chronioną badanym preparatem poddać działaniu słońca w porównaniu ze skórą niechronioną bez ryzyka wywołania reakcji rumieniowej. Im wyższe stężenie filtru w kosmetyku, tym lepsza ochrona i tym wyższa wartość współczynnika SPF.
Aby dany produkt mógł być zakwalifikowany jako skuteczny  produkt ochrony przeciwsłonecznej musi wykazywać ochronę zarówno przed UVB jak i UVA.  Minimalny stopień ochrony przed UVB= 6 (niektóre preparaty o SPF=2 i 4 nie mogą być reklamowane jako produkty ochronne) i minimalny stopień ochrony przed UVA ≥1/3.

Europejskie Stowarzyszenie do Spraw Produktów Toaletowych i Perfumeryjnych COLIPA zaproponował następujące kategorie ochrony: niska ochrona (SPF 6-10), średnia ochrona (SPF 15-25), wysoka ochrona (SPF 30-50)  i bardzo wysoka ochrona (> 50). Warto zaznaczyć, że zgodnie z Zaleceniem KR 2006/647/WE kategoria produktu ochrony przeciwsłonecznej powinna być wyszczególniona co najmniej w równie widoczny sposób jak współczynnik ochrony przeciwsłonecznej. Na produkcie zazwyczaj podawany jest również pomiar współczynnika ochrony przeciwsłonecznej (SPF) albo wg. Skali Bootsa (Boots Star Rating System). Pięciostopniowa skala Bootsa określa ochronę przed promieniowaniem UVA. Jeśli preparat chroni w zakresie minimalnym oznaczony jest jedną gwiazdką, jeśli ultra to oznaczony jest pięcioma gwiazdkami. Ze względu na ostatnie zalecenia w sprawie minimalnej ochrony preparaty jedno i dwugwiazdkowe przestały istnieć.

Oznakowanie produktu ochrony przeciwsłonecznej

Zgodnie z Zaleceniem KE 2006/647/WE produkt ochrony przeciwsłonecznej:

  • Powinien posiadać ostrzeżenia wskazujące, że nie zapewnia całkowitej ochrony przed promieniowaniem UV
  • Powinien zawierać instrukcję dotyczącą stosowania produktu (samego sposobu aplikacji jak i konieczności powtarzania go). Można to osiągnąć poprzez piktogramy informacyjne, ilustracje lub urządzenie pomiarowe
  • Powinien posiadać informacje dotyczące środków ostrożności, które należy zachować podczas przebywania na słońcu

Oznaczanie współczynnika SPF i WRR

Aby ocena skuteczności ochrony danego kosmetyku przed promieniowaniem UV była właściwa i zrozumiała dla wszystkich konsumentów na całym świecie należy stosować jednolite i zharmonizowane metody oznacznia. Badania powinny być wykonywane za pomocą zestandaryzowanych, odtwarzalnych metod testowych, które nie powinny uwzględniać foto-degradacji. Współczynnik ochrony skóry przed promieniowaniem jest oznaczany metodami in-vivo oraz in-vitro. Zalecane jest stosowanie równolegle obydwóch metod. Jest to szczególnie istotne zwłaszcza w przypadku badań kosmetyków, które są przeznaczone do pielęgnacji i ochrony skóry podczas opalania, jak i również kosmetyków przeznaczonych dla niemowląt i dzieci. Wynik badania uznaje się za prawidłowy, jeśli różnica między wynikami uzyskanymi obydwoma metodami nie przekracza 20%. Obecnie regulują to Normy PN-EN ISO 24443:2012, które zostały opracowane na podstawie przewodnika COLIPA.
Wartość współczynnika ochrony przeciwsłonecznej SPF metodą In-vitro wyznacza się metodą spektroskopii transmisyjnej. Badanie to wykonuje się przy użyciu symulatora światła słonecznego, imitującego promieniowanie słoneczne w warunkach kontrolowanych. Daje pogląd na poziom ochrony kosmetyku przed promieniowaniem UVA (wg. Skali Boots’a) i umożliwia wyznaczenie poziomu ochrony przed promieniowaniem UVB (wartość współczynnika SPF). Pomiar współczynnika SPF przeprowadza się mierząc transmitancję badanej próbki kosmetyku równomiernie rozprowadzonej na specjalnej taśmie, płytkach kwarcowych lub sztucznej skórze. Warte podkreślenia jest, że ilość preparatu naniesiona na 1 cm2 powierzchni wynosi 2mg. Aby zminimalizować różnice wynikające z nierównomiernego rozprowadzenia badanego kosmetyku wykonuje się pomiary na całym obszarze.
EN ISO 24444:2010- „Cosmetics- Sun protection test metods- In vivo determination of The Sun protection factor (SPF)”  opisuje szczegółową procedurę wykonywania badań SPF metodą in vivo. Istotą badania jest pomiar wykonany na zdrowych ochotnikach i porównanie wartości minimalnej dawki rumieniowej dla skóry chronionej badanym preparatem z wartością minimalnej dawki rumieniowej dla skóry niechronionej. W celu określenia współczynnika SPF wystawia się na działanie promieniowania UV skórę ochotników, tak długo by wywołać lekki rumień w 16-24h po naświetlaniu. Na plecach ochotnika wyznacza się trzy obszary: skóry niechronionej, skóry z naniesionym badanym produktem i z naniesionym standardowym produktem (dla którego SPF jest znane). Ilość badanego preparatu przeciwsłonecznego i standardu nanoszona na powierzchnię skóry jest ściśle określona i wynosi 2mg na 1 cm2 skóry pleców. Następnie stan skóry jest określany przez lekarza dermatologa.
Współczynnik ochrony przeciwsłonecznej SPF produktu jest średnią arytmetyczną wszystkich uzyskanych wyników dla danej osoby.
Ostatni etap polega na porównaniu wyników badań metodą in vitro i in vivo współczynnika SPF preparatów przeciwsłonecznych, które w swoim składzie zawierają różne typy substancji promieniochronnych. Dla zwiększenia bezpieczeństwa użytkowników powinno się podawać na opakowaniu niższy współczynnik SPF niż uzyskano w badaniach.
Należy pamiętać, że pierwszeństwo nad metodami in vivo mają badania bez udziału ochotników.

Bardzo istotnym jest również badanie polegające na wyznaczeniu odporności badanej emulsji na działanie wody. Procedura ta jest opisana w przewodniku COLIPA „Guidelines for evaluating Sun products water resistance”. Wodoodporność jest to iloraz wartości współczynnika SPF przed kontaktem z wodą do wartości współczynnika SPF po dwukrotnej 20-minutowej kąpieli w jacuzzi.
Wodoodporność (WRR) wyliczana jest ze wzoru:


WRR- wodoodporność [%]
SPF k- wartość współczynnika SPF po dwukronej kąpieli wodnej
SPF p- wartość współczynnika SF przed kąpielą wodną

Przyjmuje się, że kosmetyk jest wodoodporny, gdy WRR > 50%

Procedura określa aplikację preparatu, temperaturę wody, brak bąbelków i osuszania ciała ręcznikiem. Po tym następują dwie dwudziestominutowe kąpiele w jacuzzi.  Po skończeniu kąpieli czeka się na całkowite wyschnięcie ciała i pomiar współczynnika SPF. W celu porównania używa się wzorcowy produkt wodoodporny o SPF 12/15.
Jeśli zastosujemy czterokrotną kąpiel w piętnastominutowych odstępach czasu i wartość współczynnika SPF wynosić będzie >50% to produkt można opisać jako bardzo wysoce wodoodporny (Very Water Resistant).

Podsumowanie

Filtry przeciwsłoneczne są niezbędnymi składnikami wielu preparatów kosmetycznych. Chronią nas ( nie tylko w upalne dni) przed działaniem promieniowania UV. Jednak jak zawsze, do wszystkiego musimy podchodzić ze zdrowym rozsądkiem. Nie dajmy się zmanipulować producentom, że po zastosowaniu preparatu możemy przebywać cały dzień na słońcu. Musimy także pamiętać o właściwej aplikacji i przechowywaniu preparatów tego typu, gdyż ich nadmierna ekspozycja na słońcu może powodować zmiany chemiczne preparatu. Produkt taki traci właściwości ochronne, a powstające substancje mogą nas uczulać i powodować podrażnienia. Pamiętajmy również, że producenci wykorzystają niejasno sprecyzowane przepisy dotyczące znakowania i badania produktów przeznaczonych do opalania. Z tego powodu, jeśli mamy wątpliwość, czy jeszcze trochę możemy poprzebywać w gorącym słońcu, dla własnego dobra, zrezygnujmy z tego.

 

Justyna Biernacka

Źródła
  1. PN-EN ISO 24443:2012
  2. ISO 24442:2011
  3. EN ISO 24444:2010
  4. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 8 maja 2013 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie list substancji niedozwolonych lub dozwolonych z ograniczeniami do stosowania w kosmetykach oraz znaków graficznych umieszczanych na opakowaniach kosmetyków.
    Dz. U. 2013 poz. 540
  5. www.farmacom.com.pl

 

KOMENTARZE
Newsletter