防晒剂防护值的测定方法

广　丰

随着更多的证据证明了长期暴露于UVA可能诱发光致癌和光老化,人们越来越偏爱使用既能防护UVB也能防护UVA的广谱防晒剂。较早的紫外线过滤剂并不能有效地防护UVA中较长波段的射线。最近开发出的几种化学过滤剂提供防护UVA波段射线。防晒因子仅表明的是防护UVB而不是防护UVA的程度。至今尚未有广泛可接受的测量UVA防护的方法。

防晒因子(Sun Protection Factor, SPF)广泛用于评价防晒剂的防护能力。但是,SPF仅反映了防晒剂预防主要由UVB引起的急性晒伤的作用。UVB的有害作用有目共睹,而且过去人们一直相信UVB是造成紫外辐射损伤的波长段。现在,有越来越多的证据表明UVA辐射是引发光致癌和光老化的波长段,甚至在低于引起红斑量的情况下也有此种作用。因此,人们更期望使用能覆盖UVA和UVB的广谱防晒剂,而且仅凭SPF值挑选防晒剂的做法不恰当。

过去开发出的紫外线过滤剂主要用于有效地防护UVB波长,还有一些延伸到防护较短的UVA波长。这些防晒剂对较长的UVA波长几乎没有防护作用。以前,只能依靠使用不透明的无机防晒剂才能达到广谱防晒效果,但是,这些无机防晒剂并不被化妆品配制者接受。

理想的防晒剂不仅具有良好的紫外线全波段防护效果,甚至在日光暴露之后仍能保持光稳定性以及出汗和游泳后依然保留在皮肤表面。此外,这类防晒剂还要无毒以及不引发皮肤刺激或接触性变态反应。根据这种观点,每种紫外线过滤剂通常要有建议最大使用浓度。防晒剂的使用浓度非常重要,因为它最终决定了防晒剂终产品对紫外线的防护程度。提高防晒剂防紫外线程度的途径有两条,即提高过滤剂的使用浓度(最高达到某种浓度)或者不同过滤剂联合应用配制防晒剂。

防护UVA

研发一种能够指示UVA的防护值确实存在诸多困难,甚至美国FDA至今也没有发布相关指南文件。归根结底,理想的UVA光防护试验应使用由这些波长介导的某些生物学过程作为一种指示性终点。但是迄今为止,有关各方尚未就指示试验终点的UVA生物学过程代表性实体达成一致。下面将讨论测试UVA防护值的几种方法。

最小红斑量

(Minimal Erythema Dose, MED)

由于UVA只能引发轻度红斑,使用最低红斑量作为指示终点是不切实际的。在与自然日光照射相近的紫外线强度下,UVA照射皮肤直至出现红斑的时间将会无法想象的长。为了测定防晒剂的防护因子,一些研究使用了夸大剂量的UVA,辐射度最高达100 mW/cm。另外一些研究使用了8-甲氧基补骨脂素(8-MOP)配合UVA辐射(PUVA),这种方法要求较低的辐射能即能产生可辨认出的红斑。使用PUVA方法获得的防护因子总是高于UVA辐射方法的测定值。这是因为8-甲氧基补骨脂素由320-340 nm紫外线诱导的光毒性最高,于是防晒剂很容易过滤掉UVA。但是由全波段日光模拟器发出的较长波长的UVA不会过滤掉。当防晒剂的吸收谱与致敏剂的作用光谱一致时得到的防护因子是一种超出实际情况的数值。

即刻色素变黑 (Immediate Pigment Darkening,IPD)

即刻色素变黑(IPD)是一种经常用于评估UVA防护值的终点。IPD是指人的皮肤暴露于紫外线照射后立即引起的短暂性灰褐色变色过程,这一过程主要由UVA波长引发。这种色素反应被认为是黑色素前体光氧化造成的。与紫外线诱发色素沉着的缓慢过程相反,这种变色过程非常短暂。前者是由UVB辐射引发黑色素重新合成的缓慢过程。应用IPD方法的一种现实难题是IPD变色非常迅速,这样很难精确地读取结果数值。

永久性色素变黑(Persistent Pigment Darkening, PPD)

持续性黑化是指皮肤暴露于UVA照射2-4小时继读取IPD响应值后皮肤变为一种稳定的灰褐色的光化学反应。该变色反应被认为是基底角质化细胞转换业已存在的黑色素/前体和/或黑素体重新形成所生成的色素引起的。使用物理过滤剂进行的体外试验与PPD方法具有良好的一致性,显示出PPD方法是一种有效的UVA辐射测定法。对应于PPD方法,色素沉着稳定而持久。UVA剂量超过10 J/cm2时PPD方法才能出现应答。防晒剂的稳定性同样是对PPD测定方法的挑战。PPD方法具有可逆性,IPD方法不会出现这种情况。UVA系统的防护等级是根据PPD反应计算出来的,目前被广泛用于标示防晒剂的标签。日本化妆品工业协会规定PA+对应于UVA防护因子为2-4,PA++对应于UVA防护因子为4-8,PA+++对应于UVA防护因子超过了8。

临界波长(Critical Wavelength)

除了使用某些生物终点测定防晒剂防护UVA的能力外,一些研究人员提倡使用基于分光光度计的测量方法进行测量UVA防护能力的体外试验,于是提出了临界波长方法。无论是使用还是不使用防晒剂,对传送至皮肤基底的紫外线波长分步测定,然后测定出防晒剂衰减的光谱。临界波长就是指衰减谱为290nm - 400 nm时得到曲线总面积的90%处的波长。

杨炳蔚 编译

编辑/胡迎春