Introducción

Una parte de la luz solar que llega al suelo comprende el espectro ultravioleta formado por tres secciones de UVC (200-290nm), UVB (290-320nm) y UVA (320-400nm). Los UVC son completamente absorbidos por la atmósfera terrestre. La cantidad de UVA que llega al suelo es más de 20 veces superior a la de UVB.1 Los UVA desempeñan un papel importante en el envejecimiento prematuro y la fotocarcinogénesis. Los rayos UVA aumentan la liberación de factores inflamatorios, incluida la IL10 de las células de los queratinocitos. Además, aumenta la expresión de proteínas inflamatorias como el TNFα, la IL1α, la IL6 y la IL8.2,3 Los rayos UVA desempeñan un papel considerable en la creación de mutaciones en el ADN mitocondrial de la piel humana con la ayuda de las ROS (especias reactivas del oxígeno). También causa el envejecimiento prematuro de la piel al crear una mutación en las células de fibroblastos de la piel humana.4 Es innegable el papel del aumento de la expresión de la proteína p53 en la causa de la apoptosis inducida por los rayos UVA.5 La 8-hidroxi-2′-deoxiguanina (8-oxoG) es un valioso indicador para rastrear el daño oxidativo del ADN causado por los rayos UVA, y puede dar lugar a transversiones G → T.6

Por lo tanto, la protección contra los rayos UVA junto con los UVB es muy importante.

El factor de protección contra los rayos UVA (UVA-PF) se utiliza para evaluar la eficacia de los productos de protección solar contra los rayos UVA.

Materiales y métodos

En este estudio, se revisaron y compararon las normas mundiales en el campo de la determinación del UVA-PF. Cuatro normas, a saber, la ISO 24443 (proporcionada por la Unión Europea, en mayo de 2013), la CEN2006 (proporcionada por la Unión Europea, Sudáfrica y Japón en Bruselas, el 12 de julio de 2006), la FDA 2007 (proporcionada por Estados Unidos, el 27 de agosto de 2007) y la FDA 2011 (proporcionada por Estados Unidos, el 17 de junio de 2011) han establecido diferentes protocolos en el ámbito del factor de protección UVA. Algunos se tratan con métodos in vivo mientras que otros se tratan con métodos in vitro.7-11

Resultados

Debido al papel de los UVA en la aparición de daños en la piel, es importante utilizar protectores solares que protejan la piel tanto de los UVA como de los UVB. Los métodos in vitro de medición del UVA-PF no son fiables ni reproducibles debido a las diferencias en las condiciones de ensayo, como la distinción de los sustratos, la cantidad variable de producto aplicado y la dosis de irradiación UV.12 Entre las normas de la FDA 2007 y del CEN que introducen el enfoque de PPD in vivo, ambas tienen ventajas y desventajas, de modo que el uso de un enfoque mejor en cada caso puede producir mejores resultados.

Discusión

Evaluación de la prueba de determinación de UVA-PF in vivo

En primer lugar, repasaremos los métodos de determinación de UVA-PF in vivo realizados mediante el oscurecimiento inmediato del pigmento (IPD), el oscurecimiento persistente del pigmento (PPD) y el factor de protección A (PFA). Sin embargo, en las normas CEN y FDA 2007, el método PPD sólo se acepta en el método de determinación in vivo del UVA-PF (Tabla 1).

Tabla 1 Comparación del protocolo de determinación in vivo del UVA-PF

En el método PPD, al igual que en el método de medición del SPF (Factor de Protección Solar), se seleccionan las personas que cumplen los criterios de la prueba con un número determinado para participar. En la prueba SPF, el criterio de valoración es una respuesta eritemática, frente a la prueba PPD en la que el criterio de valoración es el oscurecimiento pigmentario persistente de los subsitios de la prueba. Los sitios y subsitios de prueba se diseñan en dimensiones específicas a ciegas en los cuerpos de los participantes. Los productos de protección solar de prueba y de referencia se pesan en la cantidad definida y se aplican sobre la piel del participante. A continuación, con un método específico, se extiende el producto sobre la piel, seguido de un periodo de espera para que el producto se seque. Los individuos, según una forma predeterminada, se exponen a la radiación UVA mientras están sentados o tumbados sobre el abdomen. Después de un cierto tiempo desde la última exposición a los rayos UV, se evalúa el nivel de oscurecimiento permanente del pigmento como punto final de la prueba, y se calcula el UVA-PF mediante un conjunto de fórmulas (que se tratarán en la sección «Estadísticas y cálculos» ).

Criterios de selección de los participantes

A pesar de los criterios mencionados en la tabla 1 (criterios comunes de la FDA 2007 y del CEN), las normas del CEN profundizan en sus precauciones para entrar en la prueba.

Los criterios para que un hombre y una mujer sanos sean considerados incluyen:

• Pieles de tipo II, III y IV13
• No haber participado en ninguna prueba solar en los últimos dos meses (sin marcas restantes en la espalda).
• No haberse expuesto al sol en la zona de la espalda durante al menos 2 meses antes del estudio.
• Ausencia de cicatrices, o lesiones dérmicas activas en las zonas de la espalda testadas.
• La zona de la prueba debe tener un color uniforme, sin nevus, manchas o lentigo solar y sin vello excesivo.

El CEN también establece una serie de criterios de prueba de exclusión;

• Sujetos que no se ajusten a los criterios de inclusión anteriores.
• Mujeres embarazadas o en período de lactancia,
• Antecedentes de alergia, fotoalergia, fototoxicidad u otras respuestas anormales a la luz solar o sensibilidad a productos cosméticos, artículos de tocador, protectores solares, látex y/o medicamentos tópicos.
• Sujetos con problemas dermatológicos en la zona de la prueba.
• Sujetos que hayan utilizado productos autobronceadores en la espalda en el mes anterior.

En consecuencia, el CEN parece más adecuado para los individuos que seleccionan el criterio debido a una mayor consistencia.

Número de participantes

La FDA 2007 y el CEN utilizan de 20 a 25 personas y de 10 a 20 personas, respectivamente. Al igual que otros estudios clínicos, cuanto mayor sea el número de participantes, mayor será la precisión de la prueba. Por otro lado, el gran tamaño de la muestra conlleva algunos problemas como el manejo del protocolo, el suministro de suficientes muestras y el abandono de los voluntarios.

Formulaciones de protección solar de referencia

Se recomienda utilizar una muestra estándar para verificar los resultados de cada muestra de ensayo.

La prueba es válida si el promedio de UVA-PF obtenido para el producto de protección solar de referencia se encuentra dentro del rango especificado. Según la tabla 1, ambos protectores solares de referencia son buenas opciones, ya que sus resultados de UVA-PF se aproximan entre sí, y sus ingredientes activos están aprobados.

Tamaño de los sitios y subsitios de prueba

Lo importante en la elección del tamaño de los sitios y subsitios es la posibilidad de utilizar el simulador solar multifuente. Esto significa que la elección de tamaños más pequeños para los emplazamientos y subsitios puede dar lugar a que varios subsitios estén expuestos a los rayos UV al mismo tiempo. Por lo tanto, las características estándar del CEN (para un tamaño de emplazamiento de 30 cm2 y para círculos de subsitios de 8 mm de diámetro) son más apropiadas en este campo.

Para las distancias entre los dos subsitios, la FDA 2007 sugiere un intervalo de 1 cm. El CEN no especifica ningún intervalo entre subsitios, por lo que la característica de la FDA 2007 es considerable para las distancias entre subsitios.

Cantidad de dosis de carga

La cantidad de carga del producto de prueba y de referencia se determina casi en la misma cantidad. El CEN sugiere el rango de 2mg/cm2±2,5%, y la FDA 2007 propone 2mg/cm2, que debe ser cargado uniformemente y esparcido por una cuna de dedo. El producto debe colocarse en pequeñas gotas por toda la zona de ensayo y esparcirse con movimientos especiales.

El tiempo de esparcimiento debe ser de 20 a 50 s. Las zonas de carga del producto deben seleccionarse al azar.

Período de espera entre la aplicación del protector solar y la exposición a los rayos UV

El tiempo de espera sugerido entre la carga del producto y la exposición a los rayos UV es de al menos 15 min y de 15 a 30 min tanto por la FDA 2007 como por el CEN, respectivamente.

Dispositivo de radiación y la inspección periódica de su lámpara

La tabla 1 presenta la lista de las especificaciones del dispositivo de radiación para cada una de las dos normas. En cuanto a la inspección periódica del dispositivo, la FDA 2007 y la norma CEN sugieren que la inspección se lleve a cabo cada 6 y 12 meses, respectivamente.

Según la FDA 2011, los datos de calibración de los simuladores solares y sus lámparas UV son estables durante períodos superiores a 1 año; Por lo tanto, la evaluación periódica del dispositivo es mejor considerarla una vez al año.

Tendencia de exposición

Como se muestra para la tendencia de exposición en la Tabla 1, el concepto de ambos métodos es el mismo.

Tiempo y condición de la evaluación de la MPD

La MPD es la menor cantidad de radiación UVA que produce una pigmentación tangible visible con bordes visibles. Cuando se fija la oscuridad del pigmento, la MPD se evalúa visualmente. Para la evaluación de la MPD, el CEN y la FDA 2007 sugieren de 2 a 4 y de 3 a 24 h después de la última exposición del lugar, respectivamente. La evaluación ocular debe ser realizada a ciegas por un observador experimentado en condiciones adecuadas y uniformes de luz. La FDA señala que parece que el oscurecimiento del pigmento es más estable unas 3 horas o más después de la irradiación, por lo que propone que esta observación se realice entre 3 y 24 horas después de la irradiación. Este rango de tiempo proporciona una mayor flexibilidad en el método de ensayo sin sacrificar la precisión. Por lo tanto, los criterios de la FDA 2007 parecen ser superiores.

Evaluación de la prueba de determinación de UVA-PF in vitro

Todos los métodos in vitro se basan en la evaluación del paso de los rayos UV a través de una fina capa de protector solar que se extiende sobre una placa rugosa, de manera que el nivel de UV se calcula antes y después de la exposición a la dosis controlada de la fuente de radiación. Sin embargo, en la fase de cálculo del nivel de protección UVA, cada norma establece un punto de referencia diferente (cuadro 2).

Tabla 2 Comparación de los protocolos de determinación in vitro del nivel de protección UVA-PF Comparación de protocolos

La norma de la FDA 2007 utiliza la fracción Diffey modificada en la que el área bajo la curva de absorción UVA1 (340nm a 400nm) se divide en la región de absorción total de UVA y UVB (290nm a 400nm).14,15 No obstante, la FDA 2011 suprimió la fracción Diffey modificada por las siguientes razones:

1. Esta fracción presta una atención considerable a la región UVA1, mientras que esta zona no desempeña un papel importante en la producción de efectos cutáneos nocivos.
2. Si uno o más ingredientes del producto producen, una alta absorción en la región UVA2 de longitud de onda corta y una baja o nula adsorción en la región UVA1 se produce una gran proporción, mientras que este producto no produce una amplia gama de absorción.
3. Esta proporción propuesta no muestra un grado fiable de protección contra los UVA y no se aplica en ningún otro lugar del mundo.
4. Una forma de aumentar esta fracción es reducir los compuestos de alta absorción en las regiones UVA2 y UVB, pero esto reducirá el nivel de protección en estas zonas del espectro (en otras palabras, para aumentar la fracción Diffey, el FPS debería disminuir).

La norma ISO 24443 calcula el factor de protección UVA de acuerdo con los resultados de la prueba PPD. Las dos normas CEN y FDA 2011 consideran adecuado el método de la longitud de onda crítica.

A (λ) es la absorción media en cada longitud de onda, y d (λ) es el intervalo de longitudes de onda entre cada cálculo.

La longitud de onda crítica es la longitud de onda en la que la región por debajo de la curva de absorción comprende el 90% del área total bajo la curva de absorción UV.

La FDA llegó a la conclusión de que la prueba de la longitud de onda crítica adjunta (para medir el alcance de la protección contra los rayos UVB y UVA) y la prueba del FPS (para medir la magnitud de la protección contra los rayos UVB y UVA) proporcionaban una medición completa de la capacidad de amplio espectro. Para que un producto sea etiquetado con una declaración de amplio espectro, debe generar una longitud de onda crítica igual o superior a 370 nm.

Placas de prueba

Las placas, como lugar de carga, desempeñan un papel fundamental en la prueba. Entre las placas de cuarzo, incluyendo el PMMA (polimetilmetacrilato), el colágeno hidratado, la piel epidérmica y la cinta transpore, las placas de PMMA se eligen por su novedad. Las siguientes razones son determinantes de la preferencia a los otros tipos de placas:

1. Es más barato que el cuarzo.
2. Está listo para su uso y no necesita ser limpiado o re-rugado.
3. Se utiliza desde hace más de una década.

En cuanto al tamaño de las placas, cuando las placas con dimensiones de 16 cm2 dan resultados aceptables, no es necesario utilizar placas con dimensiones mayores (10,2cm). En cuanto al grado de rugosidad de estas placas, la norma FDA 2011 propone páginas con una rugosidad de 2 a 7 µg, y la ISO 24443 ofrece una rugosidad de 6 micras. La elección de una rugosidad constante de 6 µm que es idéntica a todas estas pruebas parece razonable.

Formulación del protector solar de referencia

Según la tabla 2, sólo la ISO 24443 tiene un producto protector solar de referencia. El protector solar de referencia S2 aporta un UVA-PF de 12,7.

Fuente de radiación

Antes de medir el paso de la radiación a través de las placas cubiertas con el producto, se realiza una fase de irradiación de estos productos para considerar la estabilidad óptica. La FDA 2011 considera que la radiación del simulador solar (dispositivo propuesto por la FDA 2007) está filtrada de tal manera que su energía en las longitudes de onda inferiores a 300 nm es inferior a la sensibilidad del espectrofotómetro incluso cuando no se carga ningún protector solar en la placa (es decir, la tasa de paso es del 100%).

Por lo tanto, la FDA 2011 propone una fuente de radiación que produce una distribución espectral continua de la radiación UV de 290 a 400 nanómetros. La norma CEN propone el simulador solar equipado con filtros.

Intervalos de longitud de onda entre las operaciones de medición

Para medir el paso de UV radiado en cada longitud de onda, los intervalos de radiación deben ser intermitentes. Estos intervalos se establecen en los intervalos de 1nm y 5nm según la Tabla 2. Se mencionó en la FDA 2011: Las presentaciones afirmaron que especificar un intervalo más pequeño produciría resultados más precisos y señalaron que los espectrómetros actuales son capaces de realizar mediciones a intervalos de 1 nm.

El rango dinámico del espectrómetro

El rango dinámico es uno de los indicadores para calibrar el espectrofotómetro UV. El rango dinámico del espectrómetro debe ser suficiente para medir con precisión el paso de los filtros solares de alta absorción en todas las longitudes de onda UV (290 nm a 400 nm).

Cantidad de carga del producto

La cantidad y el proceso de carga del producto en la sección rugosa de la placa se especifican en cada norma. Para asegurar la precisión en la cantidad de carga de producto, podemos utilizar el método de medición del peso de la pipeta antes y después de la carga o con la ayuda del factor de densidad. El producto se carga en gotas de igual volumen. La FDA 2007, el CEN y la ISO 24443 utilizan un valor de 2 y 2 mg/cm2 y 1,3 mg/cm2 respectivamente. La FDA considera que el paso de los rayos UV a partir de una capa gruesa de 2mg/cm2 es menor y da lugar a respuestas incoherentes. Por lo tanto, la FDA fijó la cantidad de carga en 0,75 mg/cm2 para garantizar que el nivel de paso de los rayos UV esté dentro del rango dinámico de los detectores de UV.

Manera de distribuir el producto

La distribución uniforme del producto de protección solar en la placa afecta considerablemente a la precisión del ensayo. Como muestra la tabla 2, el proceso de esparcimiento puede ser monofásico o bifásico con el uso o no de una cuna de dedo. La FDA 2011 considera que el esparcimiento en dos fases es una forma más eficaz de conseguir una capa sólida y gruesa. Esto contribuye a una mejor distribución para una amplia gama de formas farmacéuticas que la técnica de distribución suave de 10 s, y también es similar al uso real de los consumidores. Por lo tanto, la opinión de la FDA 2011 y la ISO 24443 de forma de distribución del producto parecen las mejores opciones.

Dosificación previa a la irradiación

Esta operación se realiza para comprobar la reducción de la estabilidad óptica. El protector solar se carga en la placa y luego se expone a una fuente de radiación. Según la FDA 2011, dado que en un momento y lugar de la superficie terrestre, la radiación del sol es igual para los productos con FPS y UVA-PF altos o bajos, entonces la dosis de pre-irradiación en forma de fracción de FPS o UVA-PF no es lógica. Por ello, la FDA 2011 sugiere que la dosis previa a la radiación sea un valor constante. La FDA recibió información, que mostraba que los productos que contenían Avobenzona, se destruían completamente ante la exposición a una dosis equivalente a 2-3 MED (Dosis Eritemática Mínima).

Este es el peor escenario de degradación óptica, ya que la Avobenzona es el protector solar más inestable frente a la luz de las monografías de protectores solares. 1MED en la piel tipo 2 equivale a 250 J/m2. Así, en la FDA 2011, la dosis de pre-irradiación se fija en 4MED que equivale a 800J/m2.

Medición del paso de la radiación

Después de la exposición de los productos a la dosis de pre-irradiación, las placas cubiertas con el producto se colocan en el espectrofotómetro para medir el paso. Según el dictamen de la FDA de 2011 (5 veces de medición de 3 páginas), cuando se obtiene un resultado satisfactorio con menos cómputos, entonces no se necesita más tiempo ni coste.

Estadística y cálculos

Según el CEN, la longitud de onda crítica se obtiene a partir de la siguiente fórmula:

donde λC es la longitud de onda crítica, y MPF es el factor de protección monocromático, que es el inverso de la transmitancia a una determinada longitud de onda.

Según la norma ISO 24443, inicialmente, el factor de protección UVA individual (UVA-PFI) en cada base (al menos 4 bases) se calcula según la siguiente fórmula:

donde P(λ) es el espectro de acción PPD.

I(λ) es la irradiancia espectral recibida de la fuente UVA.

Ae(λ) es la absorbancia monocromática media de la capa del producto de ensayo después de la exposición a los rayos UV.

d(λ) es el paso de longitud de onda (1 nm).

C es el coeficiente de ajuste. Los valores iniciales de la curva de absorbancia se multiplican por un valor escalar «C» hasta que los valores de FPS calculados in vitro sean iguales al FPS medido in vivo. Esto se logra en un proceso de cálculo iterativo. Los valores de absorbencia iniciales multiplicados por este valor «C» se convierten en la curva de absorbencia del protector solar ajustada que se utiliza para determinar el valor inicial de UVA-PF0, y la dosis de exposición. El valor «C» suele situarse entre 0,8 y 1,6 para una interpretación válida. Si está fuera de este intervalo, deben prepararse nuevas muestras para validar las observaciones originales.

Así, según la fórmula siguiente, se calcula el promedio de UVA-PF:

Si se cumple esta condición Intervalo de confianza (IC) n, la prueba es válida; en caso contrario, debe aumentarse el número de bases siempre que se cumpla la condición.

Si la condición mencionada no se cumple después de utilizar 10 bases, la prueba se declara inválida.

De acuerdo con las normas de la FDA de 2011 y de la FDA de 2007, el nivel de paso de los rayos UV se calcula a partir de la siguiente fórmula:

Mediciones de la irradiancia espectral transmitida para cada longitud de onda a través de las placas de PMMA de control recubiertas con 15 µl de glicerina.

Mediciones de la irradiancia espectral transmitida para cada longitud de onda λ a través de la placa de PMMA cubierta con el producto de protección solar. La absorción media en cada longitud de onda ( se calcula a partir del logaritmo negativo del paso medio de los rayos UV de la siguiente manera:

Según la FDA 2011, la longitud de onda crítica se calcula a partir de esta fórmula;

Según la FDA 2007, la relación de la fracción Diffey se calcula como sigue:

El área UVA I por unidad λ se da como:

El área UVA por unidad λ se da como:

Conclusión

Debido al papel de los UVA en la aparición de daños en la piel, parece indispensable el uso de productos de protección solar que protejan la piel contra los UVA y los UVB. Para evaluar el UVA-PF, se prefiere el método in vivo debido a su precisión y repetibilidad, así como a la simulación de las condiciones reales de uso humano. Entre las normas de la FDA 2007 y del CEN que introducen el enfoque in vivo de la PPD, ambas tienen ventajas y desventajas, de modo que el uso de un enfoque mejor en cada caso puede producir mejores resultados.