Introduction

Une partie de la lumière solaire atteignant le sol implique le spectre ultraviolet composé de trois sections d’UVC (200-290nm), d’UVB (290-320nm) et d’UVA (320-400nm). Les UVC sont complètement absorbés par l’atmosphère terrestre. La quantité d’UVA atteignant le sol est plus de 20 fois supérieure à celle des UVB.1 Les UVA jouent un rôle majeur dans le vieillissement prématuré et la photocarcinogenèse. Les UVA augmentent la libération de facteurs inflammatoires, dont l’IL10, par les cellules kératinocytaires. En outre, ils augmentent l’expression de protéines inflammatoires telles que le TNFα, l’IL1α, l’IL6 et l’IL8.2,3 Les UVA jouent un rôle considérable dans la création de mutations dans l’ADN mitochondrial de la peau humaine à l’aide de ROS (épices réactives de l’oxygène). Ils provoquent également un vieillissement prématuré de la peau en créant une mutation dans les cellules fibroblastes de la peau humaine.4 Le rôle de l’augmentation de l’expression de la protéine p53 dans la cause de l’apoptose induite par les UVA est indéniable.5 La 8-hydroxy-2′-déoxyguanine (8-oxoG) est un indicateur précieux pour suivre les dommages oxydatifs de l’ADN causés par les UVA, et elle peut conduire à des transversions G → T6.

Par conséquent, la protection contre les UVA en même temps que les UVB est très importante.

Le facteur de protection UVA (UVA-PF) est utilisé pour évaluer l’efficacité des produits de protection solaire contre les rayons UVA.

Matériels et méthodes

Dans cette étude, les normes mondiales dans le domaine de la détermination de l’UVA-PF ont été examinées et comparées. Quatre normes, à savoir ISO 24443 (fournie par l’union européenne, en mai 2013), CEN2006 (fournie par l’Union européenne, l’Afrique du Sud, le Japon à Bruxelles, le 12 juillet 2006), FDA 2007 (fournie par les États-Unis, le 27 août 2007) et FDA 2011 (fournie par les États-Unis, le 17 juin 2011) ont mis en place différents protocoles dans le domaine du facteur de protection UVA. Certains sont traités par des méthodes in vivo tandis que d’autres sont traités par des méthodes in vitro.7-11

Résultats

En raison du rôle des UVA dans l’apparition des dommages cutanés, il est important d’utiliser des écrans solaires qui protègent la peau à la fois des UVA et des UVB. Les méthodes in vitro de mesure de l’UVA-PF ne sont pas fiables et reproductibles en raison des différences dans les conditions d’essai, telles que la distinction des substrats, la quantité variable de produit appliqué et la dose d’irradiation UV.12 Parmi les normes FDA 2007 et CEN introduisant l’approche PPD in vivo, les deux ont des avantages et des inconvénients, de sorte que l’utilisation d’une meilleure approche dans chaque cas peut donner de meilleurs résultats.

Discussion

Évaluation du test de détermination de l’UVA-PF in vivo

D’abord, nous allons passer en revue les méthodes de détermination de l’UVA-PF in vivo menées en utilisant l’assombrissement immédiat de la pigmentation (IPD), l’assombrissement persistant de la pigmentation (PPD) et le facteur de protection A (PFA). Cependant, dans les normes CEN et FDA 2007, la méthode PPD est acceptée uniquement dans la méthode de détermination in vivo de l’UVA-PF (tableau 1).

Tableau 1 Comparaison des protocoles de détermination de l’UVA-PF in vivo

Dans la méthode PPD, comme dans la méthode de mesure du SPF (facteur de protection solaire), les personnes répondant aux critères du test sont sélectionnées avec un nombre spécifié de participation. Dans le test SPF, le critère d’évaluation est une réponse érythémateuse, alors que dans le test PPD, le critère d’évaluation est la persistance de l’assombrissement pigmentaire des sous-sites du test. Les sites et sous-sites de test sont conçus dans des dimensions spécifiques en aveugle sur le corps des participants. Les produits de protection solaire d’essai et de référence sont pesés dans la quantité définie et sont appliqués sur la peau du participant. Puis, selon une méthode spécifique, le produit est étalé sur la peau, suivi d’une période d’attente pour que le produit sèche. Les personnes, selon une méthode prédéterminée, sont exposées aux rayons UVA en position assise ou couchée sur l’abdomen. Après un certain temps à partir de la dernière exposition aux UV, le niveau d’obscurité permanente du pigment est évalué comme point final du test, et l’UVA-PF est calculé par un ensemble de formules (qui seront discutées dans la section « Statistiques et calculs » ).

Critères de sélection des participants

Malgré les critères mentionnés dans le tableau 1 (FDA 2007 et critères communs du CEN), les normes du CEN approfondissent leurs précautions pour participer au test.

Les critères de sélection d’un homme et d’une femme en bonne santé comprennent :

• Type de peau II, III et IV13
• Ne pas avoir participé à des tests solaires au cours des deux derniers mois (pas de marques restantes sur le dos).
• Ne pas avoir d’exposition au soleil sur la zone du dos pendant au moins 2 mois avant l’étude.
• Absence de cicatrices, ou de lésions dermiques actives sur les zones du dos testé.
• La zone testée doit être de couleur uniforme, sans naevus, taches ou lentigo solaire sans poils excessifs.

Le CEN a également fixé une série de critères de test d’exclusion;

• Sujets ne répondant pas aux critères d’inclusion précédents.
• Femmes enceintes ou allaitantes,
• Antécédents d’allergie, de photoallergie, de phototoxicité ou d’autres réponses anormales à la lumière du soleil ou sensibilité aux produits cosmétiques, articles de toilette, écrans solaires, latex et/ou médicaments topiques.
• Sujets présentant des problèmes dermatologiques sur la zone testée.
• Sujets ayant utilisé des produits autobronzants sur le dos au cours du mois précédent.

En conséquence, le CEN semble plus adapté aux personnes sélectionnant le critère en raison d’une plus grande cohérence.

Nombre de participants

La FDA 2007 et le CEN utilisent respectivement 20 à 25 personnes et 10 à 20 personnes. Comme d’autres études cliniques, le plus grand nombre de participants, apporte une plus grande précision du test. D’autre part, la grande taille de l’échantillon conduit à certains problèmes tels que la manipulation du protocole, la fourniture de suffisamment d’échantillons et l’abandon des volontaires.

Formules solaires de référence

Il est recommandé d’utiliser un échantillon standard pour vérifier les résultats de chaque échantillon testé.

Le test est valide si la moyenne UVA-PF obtenue pour le produit solaire de référence est dans la gamme spécifiée. Selon le tableau 1, les deux écrans solaires de référence sont de bons choix, car leurs résultats UVA-PF sont proches les uns des autres, et leurs ingrédients actifs sont approuvés.

Dimension des sites et sous-sites de test

Ce qui est important dans le choix de la taille des sites et sous-sites est la possibilité d’utiliser un simulateur solaire multi-sources. Cela signifie qu’en choisissant des tailles plus petites pour les sites et les sous-sites, plusieurs sous-sites peuvent être exposés aux UV en même temps. Par conséquent, les caractéristiques standard du CEN (pour une taille de site de 30 cm2 et pour des cercles de sous-sites de 8 mm de diamètre) sont plus appropriées dans ce domaine.

Pour les distances entre les deux sous-sites, la FDA 2007 suggère un intervalle de 1 cm. Le CEN ne spécifie aucun intervalle entre les sous-sites, ce qui rend la caractéristique de la FDA 2007 considérable pour les distances entre les sous-sites.

Loading Dose Amount

La quantité de chargement du produit testé et du produit de référence est déterminée de manière presque identique. Le CEN suggère la gamme 2mg/cm2±2,5%, et la FDA 2007 propose 2mg/cm2, qui devrait être chargé uniformément et étalé par un lit de doigt. Le produit doit être placé en petites gouttelettes dans toute la zone d’essai et étalé avec des mouvements spéciaux.

Le temps d’étalement doit prendre 20 à 50 s. Les zones de chargement du produit doivent être choisies au hasard.

Période d’attente entre l’application de la crème solaire et l’exposition aux UV

Le temps d’attente suggéré entre le chargement du produit et l’exposition aux UV est d’au moins 15 min et de 15 à 30 min par la FDA 2007 et le CEN, respectivement.

Appareil de rayonnement et inspection périodique de sa lampe

Le tableau 1 présente la liste des spécifications de l’appareil de rayonnement pour chacune des deux normes. En ce qui concerne l’inspection périodique du dispositif, la FDA 2007 et la norme CEN suggèrent que l’inspection soit effectuée tous les 6 et 12 mois, respectivement.

Selon la FDA 2011, les données d’étalonnage des simulateurs solaires et de leurs lampes UV sont stables pour des périodes supérieures à 1 an ; Ainsi, l’évaluation périodique du dispositif est mieux à considérer une fois par an.

Tendance d’exposition

Comme indiqué pour la tendance d’exposition dans le tableau 1, le concept des deux méthodes est le même.

Temps et condition de l’évaluation MPD

La MPD est la plus petite quantité de rayonnement UVA produisant une pigmentation tangible visible avec des frontières visibles. Lorsque l’obscurité des pigments est fixée, le MPD est évalué visuellement. Pour l’évaluation de la MPD, le CEN et la FDA 2007 suggèrent respectivement 2 à 4 et 3 à 24 heures après la dernière exposition du site. L’évaluation visuelle doit être effectuée en aveugle par un observateur expérimenté dans des conditions de lumière adéquates et uniformes. La FDA note qu’il semble que l’assombrissement du pigment soit le plus stable environ 3 heures ou plus après l’irradiation, et propose donc que cette observation ait lieu entre 3 et 24 heures après l’irradiation. Cette plage de temps offre une plus grande flexibilité dans la méthode d’essai sans sacrifier la précision. Par conséquent, les critères 2007 de la FDA semblent être supérieurs.

Évaluation du test de détermination des UVA-PF in vitro

Toutes les méthodes in vitro sont basées sur l’évaluation des UV traversant une fine couche d’écran solaire s’étalant sur une plaque rugueuse de sorte que le niveau d’UV est calculé avant et après l’exposition à la dose contrôlée de la source de rayonnement. Cependant, au stade du calcul du niveau de protection UVA, chaque norme fixe un repère différent (tableau 2).

Tableau 2 Détermination in vitro de l’UVA-PF Comparaison des protocoles de détermination

La norme FDA 2007 utilise la fraction de Diffey modifiée où l’aire sous la courbe d’absorption UVA1 (340nm à 400nm) est divisée dans la région d’absorption totale des UVA et UVB (290nm à 400nm).14,15 Néanmoins, la FDA 2011 a supprimé la fraction de Diffey modifiée pour les raisons suivantes :

1. Cette fraction accorde une attention considérable à la région UVA1, alors que cette zone ne joue pas un rôle majeur dans la production d’effets cutanés nocifs.
2. Si un ou plusieurs ingrédients du produit produisent, une absorption élevée dans la région UVA2 de courte longueur d’onde et une adsorption faible ou nulle dans la région UVA1, il en résulte un rapport important, alors que ce produit ne produit pas une large gamme d’absorption.
3. Ce rapport proposé ne montre pas un degré fiable de protection contre les UVA et ne s’applique nulle part ailleurs dans le monde.
4. Une façon d’augmenter cette fraction est de réduire les composés à haute absorption dans les régions UVA2 et UVB, mais cela réduira le niveau de protection dans ces zones du spectre (en d’autres termes, pour augmenter la fraction Diffey, le FPS devrait diminuer).

La norme ISO 24443 calcule le facteur de protection UVA en fonction des résultats du test PPD. Les deux normes CEN et FDA 2011 considèrent que la méthode de la longueur d’onde critique est appropriée.

A (λ) est l’absorption moyenne à chaque longueur d’onde, et d (λ) est l’intervalle de longueur d’onde entre chaque calcul.

La longueur d’onde critique est la longueur d’onde pour laquelle la région située sous la courbe d’absorption comprend 90% de la surface totale sous la courbe d’absorption UV.

La FDA a conclu que le test de la longueur d’onde critique qui l’accompagne (pour mesurer l’étendue de la protection contre les UVB et les UVA) et le test du FPS (pour mesurer l’ampleur de la protection contre les UVB et les UVA) fournissaient une mesure complète de la capacité à large spectre. Pour qu’un produit soit étiqueté avec une déclaration à large spectre, il doit générer une longueur d’onde critique égale ou supérieure à 370 nm.

Plaques de test

Les plaques, en tant que lieu de chargement, jouent un rôle clé dans le test. Parmi les plaques de quartz, dont le PMMA (polyméthacrylate de méthyle), le collagène hydraté, la peau épidermique et le ruban transpore, les plaques de PMMA sont choisies pour leur nouveauté. Les raisons suivantes sont des facteurs déterminants de préférence aux autres types de plaques :

1. Il est moins cher que le quartz.
2. Il est prêt à l’emploi et il n’est pas nécessaire de le nettoyer ou de le rendre à nouveau rugueux.
3. Il est utilisé pendant plus d’une décennie.

En ce qui concerne la taille des plaques, lorsque des plaques de dimensions de 16 cm2 donnent des résultats acceptables, il n’est pas nécessaire d’utiliser des plaques de plus grandes dimensions (10,2cm). Concernant le degré de rugosité de ces plaques, la norme FDA 2011 propose des pages avec une rugosité de 2 à 7 µg, et la norme ISO 24443 propose une rugosité de 6 microns. Le choix d’une rugosité constante de 6 µm qui est identique à tous ces tests semble raisonnable.

Formulation solaire de référence

Selon le tableau 2, seule la norme ISO 24443 possède un produit solaire de référence. Le produit solaire de référence S2 apporte un UVA-PF de 12,7.

Source de rayonnement

Avant de mesurer le passage du rayonnement à travers les plaques recouvertes du produit, une phase irradiée pour ces produits est réalisée pour considérer la stabilité optique. La FDA 2011 estime que le rayonnement du simulateur solaire (dispositif proposé par la FDA en 2007) est filtré de telle sorte que son énergie aux longueurs d’onde inférieures à 300nm est inférieure à la sensibilité du spectrophotomètre, même lorsqu’aucun écran solaire n’est chargé sur la plaque (c’est-à-dire que le taux de passage est de 100%).

Par conséquent, la FDA 2011 propose une source de rayonnement produisant une distribution spectrale continue du rayonnement UV de 290 à 400 nanomètres. La norme CEN propose le simulateur solaire équipé de filtres.

Intervalles de longueur d’onde entre les opérations de mesure

Pour mesurer le passage des UV rayonnés à chaque longueur d’onde, les intervalles de rayonnement doivent être intermittents. Ces intervalles sont fixés dans les intervalles 1nm et 5nm selon le tableau 2. Cela a été mentionné dans la FDA 2011 : Les soumissions ont déclaré que la spécification d’un intervalle plus petit produirait des résultats plus précis et ont noté que les spectromètres actuels sont capables de faire des mesures à des intervalles de 1 nm.

La gamme dynamique du spectromètre

La gamme dynamique est l’un des indicateurs pour calibrer le spectrophotomètre UV. La gamme dynamique du spectromètre doit être suffisante pour mesurer avec précision le passage des écrans solaires à haute absorption à toutes les longueurs d’onde UV (290nm à 400nm).

Montant de chargement du produit

La quantité et le processus de chargement du produit sur la section rugueuse de la plaque sont spécifiés dans chaque norme. Pour assurer la précision de la quantité de chargement du produit, nous pouvons utiliser la méthode de mesure du poids de la pipette avant et après le chargement ou à l’aide du facteur de densité. Le produit est chargé en gouttelettes de volume égal. La FDA 2007, le CEN et l’ISO 24443 utilisent une valeur de 2 et 2 mg/cm2 et 1,3 mg/cm2 respectivement. La FDA estime que le passage des UV à partir d’une couche épaisse de 2mg/cm2 est moindre, et conduit à des réponses incohérentes. Par conséquent, la FDA a fixé la quantité de chargement à 0,75 mg/cm2 pour s’assurer que le niveau de passage des UV est dans la gamme dynamique des détecteurs UV.

Mode de distribution du produit

L’étalement régulier du produit solaire sur la plaque affecte considérablement la précision du test. Comme le montre le tableau 2, le processus d’étalement peut être à une phase ou à deux phases avec utilisation ou non d’un lit de doigt. La FDA 2011 considère que l’étalement biphasé est un moyen plus efficace d’obtenir une couche solide et épaisse. Cela contribue à une meilleure distribution pour une large gamme de formes de médicaments que la technique de distribution douce en 10 secondes, et est également similaire à l’utilisation réelle des consommateurs. Par conséquent, l’avis de la FDA 2011 et de l’ISO 24443 de manière à répartir le produit semble les meilleures options.

Dose de pré-irradiation

Cette opération est effectuée pour vérifier la réduction de la stabilité optique. L’écran solaire est chargé sur la plaque et ensuite exposé à une source de rayonnement. Selon la FDA 2011, étant donné qu’à un moment et un endroit de la surface de la terre, le rayonnement du soleil est égal pour les produits ayant un SPF et un UVA-PF élevés ou faibles, alors la dose de pré-irradiation sous la forme d’une fraction SPF ou UVA-PF n’est pas logique. Ainsi, la FDA 2011 suggère que la dose pré-irradiation soit une valeur constante. La FDA a reçu des informations, qui ont montré que les produits contenant de l’Avobenzone, étaient complètement détruits face à une exposition à une dose équivalente à 2-3 MED (Minimal Erythemal Dose).

C’est le pire scénario pour la dégradation optique, puisque l’Avobenzone est l’écran solaire le plus instable contre la lumière dans les monographies d’écrans solaires. 1MED dans le type de peau 2 est équivalent à 250 J/m2. Ainsi, dans l’avis de la FDA 2011, la dose de pré-irradiation est fixée à 4MED qui équivaut à 800J/m2.

Mesure du nombre de passage du rayonnement

Après exposition des produits à la dose de pré-irradiation, les plaques recouvertes du produit sont placées dans le spectrophotomètre pour mesurer le passage. Selon l’avis de la FDA 2011 (5 fois la mesure de 3 pages), lorsqu’un résultat satisfaisant est obtenu avec moins de calculs, alors il n’est pas nécessaire de consacrer plus de temps et de coûts.

Statistiques et calculs

Selon le CEN, la longueur d’onde critique est obtenue à partir de la formule suivante :

où λC est la longueur d’onde critique, et MPF est le facteur de protection monochromatique, qui est l’inverse de la transmittance à une longueur d’onde donnée.

Selon la norme ISO 24443, initialement, le facteur de protection UVA individuel (UVA-PFI) sur chaque base (au moins 4 bases) est calculé selon la formule suivante :

où P(λ) est le spectre d’action PPD.

I(λ) est l’irradiance spectrale reçue de la source d’UVA.

Ae(λ) est l’absorbance monochromatique moyenne de la couche du produit testé après exposition aux UV.

d(λ) est le pas de longueur d’onde (1 nm).

C est le coefficient d’ajustement. Les valeurs initiales de la courbe d’absorbance sont multipliées par une valeur scalaire « C » jusqu’à ce que les valeurs du SPF calculé in vitro soient égales au SPF mesuré in vivo. Ceci est accompli dans un processus de calcul itératif. Les valeurs d’absorbance initiales multipliées par cette valeur « C » deviennent la courbe d’absorbance ajustée de l’écran solaire qui est utilisée pour déterminer la valeur UVA-PF0 initiale et la dose d’exposition. La valeur « C » se situe généralement entre 0,8 et 1,6 pour une interprétation valable. Si elle se situe en dehors de cette plage, de nouveaux échantillons doivent être préparés pour valider les observations initiales.

Ainsi, selon la formule ci-dessous, le calcul de l’UVA-PF moyen est calculé :

Si cette condition Intervalle de confiance (IC) n est remplie, le test est valide ; sinon, le nombre de bases doit être augmenté tant que la condition est remplie.

Si la condition mentionnée n’est pas remplie après avoir utilisé 10 bases, le test est déclaré invalide.

Selon les normes FDA 2011 et FDA 2007, le niveau de passage aux UV est calculé à partir de la formule suivante :

Mesures de l’irradiance spectrale transmise pour chaque longueur d’onde à travers les plaques PMMA témoins recouvertes de 15 µl de glycérine.

Mesures de l’irradiance spectrale transmise pour chaque longueur d’onde λ à travers la plaque PMMA recouverte du produit solaire. L’absorption moyenne dans chaque longueur d’onde ( est calculée à partir du logarithme négatif de l’UV moyen passant comme suit :

Selon la FDA 2011, la longueur d’onde critique est calculée à partir de cette formule ;

Selon la FDA 2007, le rapport de fraction Diffey est calculé comme suit :

La surface UVA I par unité λ est donnée comme:

La surface UV par unité λ est donnée comme:

Conclusion

En raison du rôle des UVA dans l’apparition de dommages cutanés, l’utilisation de produits de protection solaire qui protègent la peau contre les UVA et les UVB, semble indispensable. Pour évaluer l’UVA-PF, la méthode in vivo est privilégiée en raison de sa précision et de sa répétabilité, ainsi que de la simulation des conditions réelles d’utilisation par l’homme. Parmi les normes FDA 2007 et CEN introduisant l’approche PPD in vivo, toutes deux présentent des avantages et des inconvénients, de sorte que l’utilisation d’une meilleure approche dans chaque cas peut donner de meilleurs résultats.