防晒产品功效评价体外方法探讨

龙秋仪 冉亚妮 邱献玲 李成 林锦雄

摘 要：伴随着中国消费者对紫外线照射后对皮肤危害的了解，具有防晒效果的产品越来越受到广大消费者的青睐，其功效性评价也成为各生产企业或研究机构关注的重点。功效评价方法有很多，常见的有人体试验法、动物试验法、体外评价法等，但人体试验法、动物试验法存在測试周期长，测试成本高，测试过程不确定因素多等短处，反观体外评价法测试周期短，测试效率高，同时避免了伦理学的问题，所以很多研究人员更倾向于体外评价法。未来研究的方向是探索研究更广泛且适用的防晒功效评价方法。本文主要介绍了体外仪器法、成纤维细胞光老化测试、3D皮肤模型三种体外方法对防晒产品功效的评价。

关键词：防晒产品;体外方法;功效评价

中图分类号：TQ658 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）12-0089-02

0引言

伴随着中国消费者对紫外线照射后对皮肤危害的了解，具有防晒效果的产品越来越受到我国广大消费者的青睐。得益于此，中国防晒化妆品的市场规模逐年上升，2012年，防晒化妆品的营销额为48.71亿元人民币，到2016年，防晒化妆品的营销额达到78.29亿元，5年复合增长率为12.15%[1]。由以上数据可见，我国的防晒化妆品的市场前景非常广阔。

由于国外化妆品起步早，拥有一定的优势以及消费者的消费习惯，导致很多消费者更倾向购买进口的防晒产品，但是防晒产品是使用在人体皮肤上，进口防晒产品的防晒效果评价研究始终是建立在其自己国人皮肤的基础上，各国国人的皮肤存在皮肤内的黑色素细胞内黑色素颗粒的含量不同和对日光反A不同等差异，因此，进口的防晒产品，不一定适用于我国的消费者。现随着消费者对防晒化妆品需求的增加，我国对防晒化妆品安全性和功效性相关评价也逐渐完善。2019年9月3日，国家药品监督管理局发布了《化妆品注册和备案检验工作规范》中规定了宣称防晒的产品应当在有资质的检验检测机构检测申报配方中所含化学防晒剂以及SPF值;标注PFA值或PA+～PA++++的产品，应当检测长波紫外线防护指数（PFA值）;宣称UVA防护效果或宣称广谱防晒的产品，应当检测化妆品抗UVA能力参数-临界波长 或测定PFA值;防晒产品宣称“防水”“防汗”或“适合游泳等户外活动”等内容的，应当根据其所宣称防水程度或时间按规定的方法检测防水性能[2]。

研究人员开发适用于我国消费者的防晒化妆品不断增加，防晒产品功效评价也成为研究人员关注的一个方向。功效评价方法有很多，常见的有人体试验法、动物试验法、体外评价法等，但人体试验法、动物试验法存在测试周期长，测试成本高，测试过程不确定因素多等短处，反观体外评价法测试周期短，测试效率高，同时避免了伦理学问题，所以各研究人员更倾向于体外评价法。本文主要介绍防晒产品功效评价的体外方法（in vitro）。

1功效评价体外方法

1.1 体外SPF值/PFA值仪器法

现在市场上防晒化妆品的防晒指数（SPF）宣称必需要用临床人体测试的结果，临床测试时需要用紫外日光模拟器对人体皮肤进行照射，通过皮肤的红斑效应来计算防晒指数。这种方法虽然可以更直观准确地得到防晒化妆品对人体的防护指数，但是，这种方法对人体存在一定的损伤且可能有致癌的风险，同时测试成本高、耗时长。所以很多研究人员为了降低测试成本、提高测试效率、减少对受试者皮肤造成的危害，而选择体外方法评价防晒化妆品的功效性。体外仪器法测试成本低，操作方便快捷，对配方开发过程中的配方筛选或者初产品的功效评价方法尤为重要，是广大研究人员的首选。

体外仪器法的原理是将防晒化妆品以同样的方式涂抹于粗糙的基板上（如粗糙的PMMA板），将基板置于室温避光条件下形成薄膜试样，在一定剂量紫外线下照射，SPF值/PFA值仪器会绘制一个图谱，通过其软件会自动计算，可以直接计算出SPF值/PFA值。但是这个方法比较考验操作人的操作手法，因为需要在基板上涂抹少量的样品，在涂抹的过程中，要控制好手法才能做出相对比较稳定的数据。

汪秀平等[3]利用防晒指数SPF值仪器对11款市售防晒产品的防晒能力进行测试，研究仪器测试值与产品标定防晒指数值的相关性。

1.2 成纤维细胞光老化测试

细胞培养是指从动物活体体内取出组织，于模拟体内生理环境等特定的体内条件下，进行孵育培养，使之生存并生长。细胞培养工作现已广泛应用于医学、细胞生物学等各个领域，成为最重要的基础科学之一。

光老化主要由于皮肤中的各种成分在吸收了紫外线的能量后，可诱导产生活性氧物质（ROS）直接攻击细胞膜，引发脂质过氧化，并且耗竭细胞内的抗氧化酶，加速皮肤老化过程。同时，ROS还可以激发细胞内的信号传导，诱导皮肤成纤维细胞合成基质金属蛋白酶（MMP），降解包括胶原蛋白，弹性蛋白在内的多种基质成分。因此，成纤维细胞在皮肤老化的过程中扮演着重要的角色。由于皮肤成纤维细胞容易获取，并且也易于在体外生长，故目前皮肤成纤维细胞培养已在基础医学和化妆品研究中的到较广泛的运用[4]。

成纤维细胞光老化测试分别有几种测试方法。一种是保护型的抗老化的测试方法，是在用紫外线辐照成纤维细胞前先用样品处理一定时间，再用一定照射剂量辐照已用样品预处理的成纤维细胞和未用样品预处理的成纤维细胞，对比实验结果。任润健等[5]研究PDGF-BB对UVB诱导的光老化成纤维细胞中ROS的影响，得出PDGF-BB可降低UVB介导的光老化成纤维细胞中ROS的表达，减少氧化应激反应的结论，可在一定程度上缓解光老化进程;另一种成纤维细胞光老化测试方法是紫外线辐照成纤维细胞的同时加样品进行测试，紫外线跟样品时同时存在的。陈振辉等[6]研究雷帕霉素对人皮肤成纤维细胞光老化模型自噬及氧化应激的影响，得出雷帕霉素能够增加UVB诱导的人皮肤成纤维细胞光老化的自噬水平，减少细胞衰老，同时降低ROS水平，改善氧化应激水平的结论;还有一种成纤维细胞光老化测试方法是损伤修复型的抗老化测试方法，是将成纤维细胞先用紫外线辐射处理，再使用样品，一定时间后，对比这个成纤维细胞的修复程度。成纤维细胞光老化测试方法在不同的情况和不同的研究方向，对于实验设计有一定的差异。

1.3 3D皮肤模型

3D皮肤模型构建技术的基本原理是从机体获取少量的活体皮肤组织，将细胞从组织中分离，并在体外进行培养扩增，然后将扩增的細胞与生物材料按照一定的比例混合，使细胞粘附、生长于生物材料上形成3D皮肤模型[7]。因此，3D皮肤模型具有与真人皮肤高度相似的皮肤屏障。3D皮肤模型的主要类型包括3D表皮模型，EpiKutis采用中国人角质形成细胞，经组织工程专利技术而成，是国内首款实现产业化生产的皮肤测试模型;3D黑素皮肤模型，法国的SkinEthic RHPE、美国的MelanoDerm以及中国的MelaKutis等;3D全层皮肤模型，中国的FulKutis、美国的EpiDrm FT以及法国的T-Skin等。

3D皮肤模型由于具有试验周期短、且具有与真人皮肤高度相似的皮肤屏障和相对于人体试验来说经济成本减少等优点而日益受到各个企业和科研机构的重视。Duval C等人曾构建了多种皮肤模型用于评估皮肤光损伤及防晒剂的光防护效应。其中含有角质细胞和成纤维细胞的全皮模型可用于研究UVA或UVB在表皮和真皮层的光损伤机制;含有黑素细胞和郎格汉氏细胞的皮肤模型可评估包括免疫应答在内的光防护效应[8]。陈旭等[9]研究了UVA辐射对皮肤模型和人体皮肤中相关基因的影响，发现了广谱防晒剂可阻断UVA诱导的真表皮层中发生的基因表达变化。

2结语

防晒产品功效评价具有多种体外方法，各体外评价方法的选用上存在差异，故各生产企业或研究机构在防晒产品功效评价方法选用上应根据企业机构自身情况和样品的功效定位考虑。防晒产品在提高人们的生活质量方面起着不可忽视的作用，其市场前景非常广阔，未来发展趋势仍将是开发新型高效且适用于国人皮肤的防晒产品以及研究更广泛适用的防晒功效评价方法。

参考文献

[1] 邓静.防晒化妆品市场发展现状[J].日用化学品科学，2018，41（6）：1-7.

[2] 化妆品注册和备案检验工作规范[S].国家药监局，2019.[3] Wang Xiuping，NIU Wenxia，BAI Xiaoyun，et al.Evaluation of Eleven Commercial Sun-Protection Cosmetics with SPF-290S Analyzer System[J].Flavour Fragrance Cosmetics，2014（4）：32-34+37.

[4] Wang Ling，He Congfen，Dong Yinmao.Applications of cell culture technologies in cosmetic efficacy evaluation[C].Proceedings of the 7th China Cosmetic Symposium，2008.

[5] 任润健，方磊，贾传龙，等.PDGF-BB对UVB诱导的光老化成纤维细胞中ROS的影响[J].中国美容医学，2018，27（5）：109-112.

[6] 陈振辉，王明光，杨瑞，等.雷帕霉素对人皮肤成纤维细胞光老化模型自噬及氧化应激的影响[J].中国皮肤性病学杂志，2019，33（3）：253-257.

[7] 李潇，张晓娥，卢永波，等.化妆品功效评价（Ⅷ）：3D皮肤模型在化妆品功效评价中的应用[J].日用化学工业，2018，48（9）：489-494+510.

[8] 孔雪，赵华，唐颖.皮肤模型在化妆品功效评价中的应用研究进展[J].日用化学工业，2017，47（4）：228-231+236.

[9] 陈旭，甄雅贤.广谱防晒可有效防止UVA在体外重建皮肤及人体皮肤中诱导的基因表达[J].中华皮肤科杂志，2011，44（10）：759-760.