Kosmetyki z filtrami UV

S³owa kluczowe: kosmetyki promieniochronne, wspó³czynnik ochrony przeciws³onecznej (SPF), substancje promieniochronne.

Key-words: radioprotective cosmetics, sun protection factor (SPF), radioprotective substances.

Znane efekty zwi¹zane z promieniowaniem s³onecz-nym dotycz¹ce ludzkiego cia³a to, poza dzia³aniem anty-depresyjnym i syntez¹ witaminy D, g³ównie: pigmenta-cja, rumieñ lub oparzenie s³oneczne, z³uszczanie naskór-ka, fotostarzenie skóry i przypadki raka skóry (który jest najczêœciej wystêpuj¹cym nowotworem u ludzi rasy

bia-³ej). W ostatnich latach podkreœla siê negatywny wp³yw promieniowania ultrafioletowego na skórê, co powoduje zwiêkszenie popularnoœci stosowania kosmetyków i tzw.

dermokosmetyków z filtrami UV.

Filtry UV s¹ obecnie sk³adnikami preparatów stoso-wanych nie tylko w lecie do bezpoœredniej ochrony przed s³oñcem. Coraz powszechniej wchodz¹ one tak¿e w sk³ad kremów dziennych stosowanych w ró¿nych porach roku.

S¹ równie¿ sk³adnikami produktów przeznaczonych do pielêgnacji w³osów poddawanych wczeœniej procesom utleniania, farbowania czy zabiegom trwa³ej ondulacji, a wiêc pozbawionych naturalnej ochrony.

Filtry UV

Filtry s¹ substancjami chroni¹-cymi skórê przed promieniowaniem ultrafioletowym. Substancje te ab-sorbuj¹ (filtry chemiczne) lub odbi-jaj¹ i rozpraszaj¹ promienie UV (fil-try fizyczne). Filtrami chemicznymi w kosmetykach s¹ pochodne [1]:

v kwasu p-aminobenzoesowego (PABA);

v kwasu

p-metoksycynamonowe-v go;kwasu salicylowego;

v terpenów (pochodne kamfory);

v benzoilometanu;

v kwasu antranilowego.

Najczêœciej stosowanymi filtra-mi fizycznyfiltra-mi (nieorganicznyfiltra-mi) s¹ mikronizowany ditlenek tytanu i tle-nek cynku.

W Polsce listê zwi¹zków pro-mieniochronnych dopuszczonych do stosowania okreœla rozporz¹dzenie Ministra Zdrowia z dnia 12 czerwca 2002 (Dz. U. Nr 105, poz. 934 –

za-³¹cznik 5).

Poza typowymi filtrami synte-tycznymi i mineralnymi, tak¿e na-turalne sk³adniki kosmetyków, np.

mas³o kakaowe, karite, mas³o shea, olej arachidowy, sezamowy, olej awokado, posiadaj¹ w³aœciwoœci promieniochronne [2,3].

Nale¿y nadmieniæ, ¿e dzia³anie ochronne przed UV wykazuj¹ tak¿e substancje, które przerywaj¹ foto-chemiczne reakcje ³añcuchowe wy-wo³ane promieniowaniem (antyok-sydanty, œrodki przeciwzapalne).

Komunikaty

Kosmetyki do ochrony przeciws³onecznej – wymagania

Kosmetykom promieniochronnym stawia siê nastêpuj¹ce wymagania [4]:

v dobra tolerancja;

v dobre w³aœciwoœci kosmetyczne;

v nietoksycznoϾ;

v podobna skutecznoϾ wobec promieniowania UVA i UVB;

v wysoki stopieñ ochrony przeciws³onecznej (sun protection factor – SPF);

v fotostabilnoϾ;

v wodoodpornoϾ.

Opracowanie preparatu dobrze tolerowanego wymaga szczególnego d¹¿enia do perfekcji, poniewa¿ produkty charakteryzuj¹ce siê wysokim stopniem ochrony zawieraj¹ stosunkowo du¿e iloœci substancji filtruj¹cych, co mo¿e byæ przyczyn¹ wystêpowania objawów nadwra¿liwoœci.

Dobre w³aœciwoœci kosmetyczne zwi¹zane s¹ z ³atwoœci¹ i przyjemnoœci¹ stosowania prepara-tu; produkt powinien byæ niewidoczny na skórze, niebarwi¹cy, niet³usty, bezbarwny i bezwonny.

Poniewa¿ kosmetyki promieniochronne mog¹ byæ stosowane na du¿ej powierzchni skóry, bardzo istotna jest mo¿liwoœæ przezskórnej absorpcji filtrów (z wyj¹tkiem substancji nieorga-nicznych, np. TiO₂). Nie powinno to stwarzaæ zagro¿enia toksykologicznego oraz zwiêkszaæ ryzyka wyst¹pienia alergii. Teoretycznie najkorzystniejsze powinny byæ takie substancje, które wykazuj¹ powinowactwo do naskórka – nie by³yby wch³aniane do krwiobiegu. Jednak¿e takie substancje utrzymywa³yby siê na skórze a¿ do z³uszczenia siê warstwy zrogowacia³ego naskór-ka, czyli ok. 28 dni. Aby tego unikn¹æ, poszukiwano rozwi¹zañ zapobiegaj¹cych wch³anianiu filtrów chemicznych. Jedn¹ z mo¿liwoœci okaza³o siê zastosowanie liposomów, których b³ona wi¹¿e siê z keratynocytami warstwy rogowej naskórka. Zawarty w liposomach filtr chemiczny nie jest wch³aniany do skóry. Do tej pory niewiele jest takich preparatów. Innym rozwi¹zaniem problemu jest zwi¹zanie filtrów chemicznych z polimerami akrylowymi lub silikonowymi. Ze wzglêdu na du¿e cz¹steczki polimery nie s¹ wch³aniane przez naskórek. Ponadto s¹ fotostabilne.

Zalet¹ ich zastosowania w kosmetykach jest fakt, ¿e powoduj¹ usuniêcie substancji promienio-chronnych wraz z preparatem, co chroni przed ewentualnoœci¹ wyst¹pienia alergii [5].

Dobry preparat promieniochronny powinien charakteryzowaæ siê szerokim spektrum ochro-ny wobec UVA (320–400 nm) i UVB (285–320 nm). Dawniej kryterium efektywnoœci kosmety-ków przeciws³onecznych by³a ochrona przed powstawaniem rumienia na skórze. Rumieñ wyni-ka g³ównie z dzia³ania promieni UVB; dawki promieniowania UVA potrzebne do wywo³ania rumienia s¹ znacznie wy¿sze. Obecnie zwraca siê uwagê na wiod¹c¹ rolê UVA w przewlek³ym pos³onecznym uszkodzeniu skóry oraz w powstawaniu ostrych i przewlek³ych fotodermatoz [6].

Nowoczesne kosmetyki promieniochronne zawieraj¹ kombinacjê kilku substancji filtruj¹cych, co umo¿liwia uzyskanie szerokiego spektrum ochrony – przed UVB i UVA.

Efektywnoœæ ochrony danego preparatu przeciws³onecznego przed promieniowaniem UVB okreœla wspó³czynnik SPF (sun protection factor), który oblicza siê na podstawie równania [7]:

SPF = MEDskóryniechronionej chronionej skóry

MED

gdzie: MED – minimalna dawka rumieniowa, tzn. min. dawka wywo³uj¹ca zaczerwienienie skó-ry. Wartoœæ SPF informuje, ile razy d³u¿ej mo¿na skórê chronion¹ danym preparatem poddaæ dzia³aniu promieniowania s³onecznego w porównaniu z niechronion¹, bez ryzyka wywo³a-nia reakcji rumieniowej [8].

Nale¿y zwróciæ uwagê, ¿e produkty kosmetyczne s¹ testowane przy gruboœci warstwy odpo-wiadaj¹cej aplikacji 2 mg/cm², podczas gdy zwykle stosowana iloœæ preparatu na skórê jest znacznie mniejsza od przyjêtych standardów COLIPA i FDA [9–11].

Oznaczenie wspó³czynnika ochrony przed promieniowaniem UVA nie zosta³o do tej pory jednoznacznie okreœlone. Stosowane metody in vivo:

v IPD (Immediate Pigment Darkening),

v PPD (Persistent Pigment Darkening),

v APF (Erythemal UVA Protection Factor)

daj¹ zró¿nicowane wyniki [12]. Zastosowanie kryterium MED w przypadku UVA nie jest mo¿liwe, poniewa¿ jest to wartoœæ ok. 1000 razy wy¿sza ni¿ dla UVB.

Stosowane filtry musz¹ byæ fotostabilne, czyli ich w³aœciwoœci ochronne nie mog¹ ulegaæ zmianom przez okreœlony czas, gdy s¹ poddawane dzia³aniu promieniowania s³onecznego. Sub-stancje absorbuj¹ce promieniowanie UV musz¹ charakteryzowaæ siê bardzo wysok¹ chemiczn¹ i fotochemiczn¹ inertnoœci¹. W przeciwnym przypadku, po zaabsorbowaniu dawki promienio-wania, taka substancja mog³aby ulec przemianie chemicznej, w wyniku której mog³yby powstaæ inne zwi¹zki, w tym toksyczne. Absorbowana energia powinna byæ zatem przekszta³cana w energiê ciepln¹, a proces fotochemiczny odwracalny – wówczas filtr jest fotostabilny i zapewnia ochronê przez wiele godzin. W tym celu mo¿e byæ stosowana kombinacja takich substancji, które wza-jemnie zabezpieczaj¹ siê przed fotodegradacj¹. Nale¿y dodaæ, ¿e warstwa rogowa naskórka traci

œrednio jedn¹ warstwê ³usek (stratum disjunctum) w ci¹gu doby. To z³uszczanie jest przyspieszo-ne w wyniku ekspozycji na promieniowanie UV. Najbardziej skuteczprzyspieszo-ne s¹ filtry utrzymuj¹ce siê na powierzchni skóry lub w górnych partiach warstwy rogowej – zatem ich efektywnoœæ jest zmniejszana w sposób naturalny. Dlatego skutecznoœæ ochrony przed UV jest ograniczona zwy-kle do kilku godzin.

Bardzo po¿¹dan¹ w³aœciwoœci¹ preparatów przeciws³onecznych jest wodoodpornoœæ. Prefe-rowane s¹ obecnie kosmetyki do ochrony przeciws³onecznej w postaci emulsji typu O/W („olej w wodzie”, czyli rozproszona jest faza olejowa) zawieraj¹ce filtry UV g³ównie w fazie ci¹g³ej (czyli w wodzie). Zastosowanie polimerów filmotwórczych (np. silikonowych, akrylowych) po-zwoli³o na zabezpieczenie kosmetyków przed zmywaniem. Kosmetyk okreœla siê jako „water proof”, gdy nie traci wiêcej ni¿ 25% SPF po godzinnej k¹pieli wodnej, a mianem „water resi-stant” – gdy SPF ulega zmniejszeniu do maksymalnie 50% [4].

Dobór kosmetyku z odpowiednim faktorem ochrony

Obecnie s¹ dostêpne preparaty o SPF od 1 do 100. Coraz bardziej popularne s¹ tzw. blokery

– dermokosmetyki o bardzo wysokich SPF: 60–100. Koniecznoœæ stosowania tych preparatów wystêpuje w przypadku osób z grupy zwiêkszonego ryzyka (np. za¿ywaj¹cych niektóre leki, o skórze nadwra¿liwej). Obecnie funkcjonuje opinia, ¿e podczas opalania nie nale¿y stosowaæ kosmetyków o SPF ni¿szym ni¿ 15. Taki faktor ochrony jest zalecany tak¿e w przypadku kre-mów ochronnych do codziennego u¿ytku.

Dobieraj¹c w³aœciwy preparat chroni¹cy skórê skutecznie w czasie ekspozycji na promienio-wanie UV nale¿y uwzglêdniæ przede wszystkim:

v indywidualn¹ wra¿liwoœæ, czyli typ karnacji skóry (tzw. fototyp; I – celtycki, II – germañski, III – œrodkowoeuropejski, IV – œródziemnomorski);

v intensywnoœæ promieniowania zale¿n¹ od szerokoœci geograficznej, pory roku, pory dnia, wysokoœci nad poziomem morza itp.

Wielkoœæ SPF a os³abianie natê¿enia promieniowania UV

Istotna jest zale¿noœæ miêdzy wielkoœci¹ SPF a stopniem os³abiania natê¿enia promieniowa-nia ultrafioletowego. Jest ona funkcj¹ wyk³adnicz¹; zatem tylko przy niskich wartoœciach SPF s¹ znacz¹ce ró¿nice w os³abianiu natê¿enia UV (czyli efektywnoœæ kosmetyków o ma³ych fakto-rach ochrony ró¿ni siê znacznie). Warto podkreœliæ, ¿e preparaty o SPF 30 zatrzymuj¹ ju¿ ok.

96,7% UVB – s¹ wiêc w³aœciwie blokerami, a produkty o SPF 60 – tylko o ok. 2% wiêcej.

Europejski Zwi¹zek Przemys³u Kosmetycznego (COLIPA) okreœla mianem bardzo wysokiej ochrony preparaty o wartoœciach SPF powy¿ej 20, a FDA przyjmuje za wysoki stopieñ ochrony produkty o SPF powy¿ej 30 [13–15]. Stowarzyszenie COLIPA zaproponowa³o nastêpuj¹ce stop-nie ochrony:

v niski – SPF: 2–5

v œredni – SPF: 6–11

v wysoki – SPF: 12–20

v bardzo wysoki – SPF: powy¿ej 20 [3].

Optymalizacja skutecznoœci kosmetyków z filtrami UV

Zwi¹zek miedzy wartoœci¹ SPF a stê¿eniem filtru UV w danej recepturze jest liniowy tylko przy jego niskich stê¿eniach. Jedn¹ z g³ównych przyczyn tego zjawiska jest tendencja do skupia-nia siê substancji promieniochronnych (przy wy¿szych stê¿eskupia-niach) w wiêksze agregaty; takie skupiska powoduj¹ nisk¹ wydajnoœæ ochrony przeciws³onecznej produktu, poniewa¿ tylko nie-które cz¹stki maj¹ kontakt z fotonami œwiat³a [15]. Tworzeniu agregatów zapobiega udzia³ w recepturze kosmetyków niektórych polimerów, np. silikonowych. Stosowanie kilku ró¿nych filtrów UV w recepturze kosmetyku pozwala na uzyskanie wy¿szego wspó³czynnika ochrony przy ni¿szych stê¿eniach tych substancji oraz szerszego spektrum dzia³ania ochronnego.

Szczególnie istotny jest odpowiedni dobór filtrów w preparatach przeciws³onecznych o

du-¿ych wartoœciach SPF. Z uwagi na fakt, ¿e substancje organiczne absorbuj¹ce UV w wysokich stê¿eniach mog¹ powodowaæ dzia³ania niepo¿¹dane w postaci podra¿nieñ skóry, powszechnie stosowane s¹ obecnie filtry fizyczne, g³ównie ditlenek tytanu i tlenek cynku. S¹ fotostabilne, os³abiaj¹ promieniowanie UV w szerokim zakresie d³ugoœci fali, nie powoduj¹ podra¿nieñ skóry

– to zalety, które sk³oni³y producentów do preferowania filtrów nieorganicznych do tak powszech-nego stosowania w recepturach kosmetyków, w tym tak¿e przeznaczonych dla dzieci. Proble-mem technologicznym mo¿e byæ efekt bielenia skóry, ale dziêki zastosowaniu formy zmikroni-zowanej tlenków metali uzyskano lepsz¹ przezroczystoœæ kosmetyków. Poprzez zmianê

wielko-œci cz¹stek filtru fizycznego mo¿na zmieniaæ d³ugoœæ wi¹zki promieniowania, które jest os³abia-ne. Dziêki eliminacji wiêkszych cz¹stek usuwa siê problem bielenia skóry preparatem. Kolej-nym krokiem w uzyskaniu lepszej przezroczystoœci kosmetyków i ich efektywnoœci promienio-chronnej jest dodatkowa optymalizacja w postaci wstêpnej dyspersji; dostêpne s¹ obecnie su-rowce kosmetyczne, a w³aœciwie pó³produkty w postaci zdyspergowanych w wodzie (albo w oleju) cz¹stek tlenku metalu [16]. Taka forma ma dodatkow¹ zaletê – cz¹stki filtru nie skupiaj¹ siê w aglomeraty, a tym samym zwiêksza siê wspó³czynnik ochrony przeciws³onecznej.

Obecnie s¹ stosowane nowe generacje filtrów UV dzia³aj¹ce dwutorowo, tzn. poprzez ab-sorpcjê oraz przez rozpraszanie i odbijanie promieniowania. Taki efekt uzyskuje siê przez zasto-sowanie filtru chemicznego w postaci mikrokryszta³ów, np. Tinosorb M zawieraj¹cy Methylene Bis-Benzotriazolyl Tetramethylphenol (wg INCI) [17].

Podsumowanie

Jakoœæ kosmetyków zale¿y przede wszystkim od receptury, zastosowanych surowców, wa-runków wytwarzania. Powszechnie stosowane obecnie preparaty do ochrony przeciws³onecznej s¹ kosmetykami o skomplikowanych recepturach. W ci¹gu ostatnich lat znacznie udoskonalono technologiê produkcji sk³adników preparatów przeciws³onecznych, dziêki czemu uzyskano zwiêk-szenie efektywnoœci ochrony przed promieniowaniem UV. Poprawiono tak¿e estetykê kosmety-ków poprzez uzyskanie wiêkszej przezroczystoœci i wygodniejszej aplikacji. Kosmetyki z filtra-mi UV to g³ównie kremy, mleczka, balsamy. Coraz szersze zastosowanie maj¹ emulsje w forfiltra-mie ciek³ej, rozpylanej z pompki, co u³atwia aplikacjê i równomierne rozprowadzenie preparatu na skórze.

Dostêpnoœæ szerokiej gamy kosmetyków pozwala na wybór odpowiedniego produktu. Opty-malny wybór musi uwzglêdniaæ przede wszystkim indywidualne cechy u¿ytkownika kosmetyku oraz wielkoœæ ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe.

Literatura

[1] Malinka W.: Zarys chemii kosmetycznej. Volumed, Wroc³aw, 1999.

[2] Lamer-Zarawska E., Noculak-Palczewska A.: Kosmetyki naturalne. Astrum, Wroc³aw, 1994.

[3] £onkiewicz M.: Substancje promieniochronne stosowane w kosmetykach pla¿owych. Wia-domoœci PTK, 2002, 5, 18–23.

[4] Raszeja-Kotelba B., Bowszyc-Dmochowska M.: Fotoprotekcja w kosmetyce – przegl¹d obecnych danych. Postêpy Dermatologii, 1995, 12, 201–207.

[5] Muller R.H., Hildebrand G.E.: Technologia nowoczesnych postaci leków. PZWL, Warsza-wa, 1998.

[6] Schaefer H., Moyal D., Fourtanier A.: Najnowsze osi¹gniêcia w dziedzinie ochrony prze-ciws³onecznej. Postepy Dermatologii, 1999, 16, 335–341.

[7] Brown M.W.: Wspó³czynnik ochrony przeciws³onecznej. Metody testowania i aspekty praw-ne. Wiadomoœci PTK, 2002, 5, 11–17.

[8] Rubaj-Dudek E.: Kosmetologiczne aspekty promieniowania ultrafioletowego. Biuletyn Ko-smetologiczny, 1998, 1, 12–17.

[9] S³oma-Kuczyñska J., Kuczyñski S.: Iloœæ i aplikacja produktów przeciws³onecznych. Ma-teria³y Konferencyjne AFC – Wszystko dla Kosmetyków, Warszawa 2003.

[10] Autier B., Boniol M., Severi G.: Quality of sunscreen used by European students. British J Dermatology, 2001, 144, 288–291.

[11] Neale R., Williams G., Green A.: Application patterns among participants randomized to daily sunscreen use in skin cancer prevention trial. Arch Dermatol, 2002, 138, 1319–1325.

[12] Wendel V., Klette E., Wittern K.: Pomiar stopnia ochrony przed promieniowaniem UVA.

Wiadomoœci PTK, 2002, 5, 20–24.

[13] Arct J., Pytkowska K.: Promieniowanie UV, w³asnoœci i absorpcyjne metody ochrony.

Wiadomoœci PTK, 1999, 2, 4–11.

[14] DeBuys H.V., Levy S.B., Murrary J.C.: Modern approaches to photoprotection. Dermato-logic Clinics, 2000, 4, 577–5.

[15] Schwarzenbach R., Huber U.: Optymalizacja skutecznoœci ochrony przeciws³onecznej.

Wiadomoœci PTK, 2002, 5, 18–20.

[16] Adamska A.: Ca³kowita przezroczystoœæ dziêki serii Solaveil Clarus. Rynek Chemii Go-spodarczej i Kosmetyków, 2004, 2, 12–13.

[17] Zemlak M., Wieczorek M., Pi¹tkowski B.: Tinosorb M – nowa generacja filtrów UV. Ry-nek Chemiczny, 1, 25-26, 2003.

Recenzent: dr hab. Marian W. Su³ek, prof. ndzw.

KOSMETYKI Z FILTRAMI UV Streszczenie

Coraz wiêkszym powodzeniem ciesz¹ siê obecnie kosmetyki z filtrami UV. Szcze-gólnie istotna jest ich skutecznoœæ promieniochronna nie tylko przed promieniowaniem UVB, któr¹ okreœla wartoœæ SPF, ale i przed UVA. Wa¿na jest tak¿e fotostabilnoœæ, wodo-odpornoœæ i dobra tolerancja preparatów.

Jakoœæ kosmetyków zale¿y przede wszystkim od receptury, zastosowanych surow-ców, warunków wytwarzania. W ci¹gu ostatnich lat znacznie udoskonalono technologiê produkcji sk³adników preparatów przeciws³onecznych; wprowadzono m.in. zmikronizo-wany ditlenek tytanu i tlenek cynku w formie zdyspergowanej oraz polimery, co umo¿-liwi³o zwiêkszenie efektywnoœci ochrony przed promieniowaniem UV. Poprawiono tak¿e estetykê kosmetyków poprzez uzyskanie wiêkszej przezroczystoœci i wygodniejszej apli-kacji.

Halina BOJAROWICZ

Nicolaus Copernicus University Collegium Medicum in Bydgoszcz

Department of Cosmetic Forms and Technology

COSMETICS WITH SUN PROTECTION UV FACTORS Summary

Currently, a still increasing use of cosmetics with sun protection UV factors is obse-rved. Such factors are mainly characterized by ultraviolet protection efficiency, especially against UVB range, as expressed by the SPF parameter, but also protection against UVA range is considered as a highly desirable value. In addition, a photostability, water resi-stance and broad tolerance of cosmetics complying criteria of their acceptability.

The overall quality of cosmetics depends on the used formulation, components and conditions of preparation. In last years, some spectacular improvements were achieved in technology of UV-filter components as invention of nanosized titanium dioxide and zinc oxide applied in dispersed forms, or introduction of various polymers, which highly en-hanced UV-protection ability of the final market products. Additionally, the general aesthe-tic appearance of cosmeaesthe-tics with sun protection UV factors was obtained by increasing their transparency and more comfortable applicability.

dr Halina BOJAROWICZ

Uniwersytet Miko³aja Kopernika w Toruniu

Collegium Medicum im Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy Wydzia³ Nauk o Zdrowiu

Zak³ad Technologii i Formy Kosmetyku 85-067 Bydgoszcz, ul. Jagielloñska 15 e-mail: hbojarowicz@cm.umk.pl

Sprawozdanie z konferencji

Surfactants and Dispersed Systems in Theory