Introduction

A földet érő napfény egy része az UVC (200-290nm), UVB (290-320nm) és UVA (320-400nm) három részből álló ultraibolya spektrumot tartalmazza. Az UVC-t a földi légkör teljesen elnyeli. A földet érő UVA mennyisége több mint hússzorosa az UVB-nek.1 Az UVA jelentős szerepet játszik a korai öregedésben és a fotokarcinogenezisben. Az UVA növeli a gyulladásos faktorok, köztük az IL10 felszabadulását a keratinocita sejtekből. Emellett növeli a gyulladásos fehérjék, például a TNFα, IL1α, IL6 és IL8 expresszióját.2,3 Az UVA jelentős szerepet játszik a mitokondriális DNS mutációinak létrejöttében az emberi bőrben a ROS (reaktív oxigén fűszerek) segítségével. Az emberi bőrben lévő fibroblaszt sejtek mutációjának létrehozásával szintén idő előtti bőröregedést okoz.4 A p53 fehérje fokozott expressziójának szerepe az UVA által kiváltott apoptózis kiváltásában tagadhatatlan.5 A 8-hidroxi-2′-deoxiguanin (8-oxoG) értékes indikátor az UVA által okozott DNS oxidatív károsodás nyomon követésére, és G → T transzverzióhoz vezethet.6

Ezért az UVA elleni védelem az UVB-vel együtt rendkívül fontos.

Az UVA védőfaktor (UVA-PF) a fényvédő termékek UVA sugárzás elleni hatékonyságának értékelésére szolgál.

Anyagok és módszerek

Ebben a tanulmányban az UVA-PF meghatározására vonatkozó globális szabványokat tekintették át és hasonlították össze. Négy szabvány, nevezetesen az ISO 24443 (amelyet az Európai Unió bocsátott rendelkezésre, 2013 májusában), a CEN2006 (amelyet az Európai Unió, Dél-Afrika és Japán bocsátott rendelkezésre Brüsszelben, 2006. július 12-én), az FDA 2007 (amelyet az Egyesült Államok bocsátott rendelkezésre, 2007. augusztus 27-én) és az FDA 2011 (amelyet az Egyesült Államok bocsátott rendelkezésre, 2011. június 17-én) különböző protokollokat állított fel az UVA-védőfaktor meghatározása terén. Egyesek in vivo módszerekkel, míg mások in vitro módszerekkel foglalkoznak.7-11

Eredmények

Az UVA bőrkárosodásban betöltött szerepe miatt fontos, hogy olyan fényvédőket használjunk, amelyek az UVA és az UVB ellen is védik a bőrt. Az UVA-PF mérésének in vitro módszerei nem megbízhatóak és nem reprodukálhatók a vizsgálati körülmények közötti különbségek miatt, mint például a szubsztrátumok megkülönböztetése, a felhordott termék változatos mennyisége és a besugárzás UV-dózisa12. Az FDA 2007 és az in vivo PPD megközelítést bevezető CEN-szabványok közül mindkettőnek vannak előnyei és hátrányai, így az adott esetben jobb megközelítés alkalmazásával jobb eredmények érhetők el.

Előadás

In vivo UVA-PF meghatározás vizsgálati értékelése

Először az azonnali pigmentsötétedés (IPD), a tartós pigmentsötétedés (PPD) és az A védőfaktor (PFA) segítségével végzett in vivo UVA-PF meghatározási módszereket tekintjük át. A CEN és az FDA 2007-es szabványai azonban csak a PPD módszert fogadják el az in vivo UVA-PF meghatározási módszerben (1. táblázat).

1. táblázat In vivo UVA-PF meghatározás protokolljának összehasonlítása

A PPD módszerben, az SPF (Sun Protection Factor) mérési módszerhez hasonlóan, a vizsgálat kritériumainak megfelelő személyek meghatározott számmal kerülnek kiválasztásra a részvételre. Az SPF-tesztnél a végpont az erythemás reakció, szemben a PPD-teszttel, ahol a végpont a teszt alatti területek tartós pigmentsötétedése. A tesztfelületeket és alfelületeket a résztvevők testén vakon, meghatározott méretekben alakítják ki. A teszt- és a referencia fényvédő termékeket meghatározott mennyiségben mérik le és viszik fel a résztvevő bőrére. Ezután egy meghatározott módszerrel a terméket eloszlatják a bőrön, majd várakozási idő következik, amíg a termék megszárad. Az egyéneket egy előre meghatározott módon, ülő vagy fekvő helyzetben, a hasukon fekve UVA-sugárzásnak teszik ki. Az utolsó UV-expozíciótól számított bizonyos idő elteltével a vizsgálat végpontjaként a pigment tartós sötétségének szintjét értékelik, és az UVA-PF-et képletekkel számítják ki (amelyeket a “Statisztikák és számítások” részben tárgyalunk ).

A résztvevők kiválasztási kritériumai

Az 1. táblázatban említett kritériumok (FDA 2007 és CEN közös kritériumok) ellenére a CEN-szabványok további óvintézkedéseket tartalmaznak a vizsgálatba való belépéshez.

Az egészséges férfiak és nők kritériumai a következők:

• II, III és IV típusú bőr13
• Az elmúlt két hónapban nem vettek részt semmilyen napvizsgálatban (a háton nem maradtak nyomok).
• Nem volt napozás a hát területén a vizsgálatot megelőzően legalább 2 hónapig.
• Nem voltak hegek, vagy aktív bőrelváltozások a hát vizsgált területein.
• A vizsgált területnek egységes színűnek kell lennie, naevusok, foltok vagy szoláris lentigo nélkül, túlzott szőrösödés nélkül.

A CEN egy sor kizárási vizsgálati kritériumot is meghatározott;

• Az előző felvételi kritériumoknak nem megfelelő alanyok.
• Terhes vagy szoptató nők,
• Kori allergiás, fotoallergiás, fototoxikus vagy egyéb rendellenes reakció a napfényre vagy érzékenység kozmetikai termékekkel, piperecikkekkel, fényvédő szerekkel, latexszel és/vagy helyi gyógyszerekkel szemben.
• A vizsgálati területen bőrgyógyászati problémákkal küzdő alanyok.
• Az alanyok, akik az előző hónapban önbarnító termékeket használtak a hátukon.

Ezek következtében a CEN a nagyobb következetesség miatt alkalmasabbnak tűnik a kritériumot kiválasztó egyének számára.

A résztvevők száma

Az FDA 2007 és a CEN 20-25 főt, illetve 10-20 főt használ. Más klinikai vizsgálatokhoz hasonlóan a résztvevők nagyobb száma nagyobb vizsgálati pontosságot eredményez. Másrészt a nagy mintanagyság néhány problémához vezet, mint például a protokoll kezelése, elegendő minta biztosítása és az önkéntesek lemorzsolódása.

Referencia fényvédő készítmények

Az egyes vizsgálati minták eredményeinek ellenőrzésére ajánlott egy standard mintát használni.

A vizsgálat akkor érvényes, ha a referencia fényvédő termékre kapott átlagos UVA-PF a megadott tartományon belül van. Az 1. táblázat szerint mindkét referencia fényvédő készítmény jó választás, mivel UVA-PF eredményeik közel állnak egymáshoz, és hatóanyagaik engedélyezettek.

Vizsgálati helyek és alhelyek mérete

A helyek és alhelyek méretének kiválasztásánál fontos a többforrású napszimulátor használatának lehetősége. Ez azt jelenti, hogy a helyek és alhelyek kisebb méretének megválasztása azt eredményezheti, hogy egyszerre több alhelyszínt érhet UV sugárzás. Ezért a CEN-szabvány jellemzői (30 cm2 -es helyszínméret és 8 mm átmérőjű aloldali körök esetén) megfelelőbbek ezen a területen.

A két aloldali helyszín közötti távolságokra az FDA 2007 1 cm-es intervallumot javasol. A CEN nem határoz meg semmilyen intervallumot az alhelyszínek között, így az FDA 2007 jellemzője jelentős az alhelyszínek távolságára vonatkozóan.

Betöltési dózis mennyisége

A vizsgálati és a referencia termék betöltési mennyiségét közel azonos mennyiségben határozzák meg. A CEN 2mg/cm2±2,5%-os tartományt javasol, az FDA 2007 pedig 2mg/cm2-t, amelyet egyenletesen kell betölteni és ujjbeggyel szétteríteni. A terméket kis cseppekben kell elhelyezni az egész vizsgálati területen, és speciális mozdulatokkal kell szétteríteni.

A szétterítés ideje 20-50 s. A termék betöltési területeket véletlenszerűen kell kiválasztani.

Várakozási idő a naptej felvitele és az UV-expozíció között

A termék betöltése és az UV-expozíció között az FDA 2007 és a CEN által javasolt várakozási idő legalább 15 perc, illetve 15-30 perc.

Sugárzóeszköz és annak lámpájának időszakos ellenőrzése

Az 1. táblázat a sugárzóeszközre vonatkozó előírások listáját mutatja be mind a két szabványban. Ami az eszköz időszakos ellenőrzését illeti, az FDA 2007 és a CEN szabvány azt javasolja, hogy az ellenőrzést 6, illetve 12 havonta végezzék el.

Az FDA 2011 szerint a napszimulátorok és UV-lámpáik kalibrációs adatai 1 évnél hosszabb ideig stabilak; Így az eszköz időszakos értékelését jobb évente egyszer megfontolni.

Expozíciós trend

Amint az 1. táblázatban az expozíciós trendre vonatkozóan látható, a két módszer koncepciója megegyezik.

Az MPD értékelésének ideje és feltétele

Az MPD a legkisebb mennyiségű UVA-sugárzás, amely látható határokkal látható, kézzelfogható pigmentációt eredményez. Ha a pigment sötétsége rögzített, az MPD-t vizuálisan értékelik. Az MPD értékelésére a CEN és az FDA 2007 az utolsó helyszíni expozíciót követő 2-4, illetve 3-4-24 órát javasol. A szemmel történő értékelést vakon, tapasztalt megfigyelőnek kell elvégeznie megfelelő és egyenletes fényviszonyok mellett. Az FDA megjegyzi, hogy úgy tűnik, hogy a pigment sötétedése a besugárzás után 3 órával vagy még később a legstabilabb, ezért azt javasolja, hogy ez a megfigyelés a besugárzás után 3-24 órával történjen. Ez az időtartomány nagyobb rugalmasságot biztosít a vizsgálati módszerben a pontosság feláldozása nélkül. Ezért az FDA 2007-es kritériumai jobbnak tűnnek.

In vitro UVA-PF meghatározás vizsgálati értékelése

Minden in vitro módszer a fényvédő krém vékony rétegén áthaladó UV sugárzás értékelésén alapul, amely egy durva lemezen terül szét, így az UV szint kiszámítható a sugárforrásból származó ellenőrzött dózisnak való kitettség előtt és után. Az UVA védettségi szint kiszámításának szakaszában azonban minden szabvány más-más viszonyítási pontot határoz meg (2. táblázat).

2. táblázat In vitro UVA-PF meghatározási protokollok összehasonlítása

A 2007-es FDA szabvány a módosított Diffey-frakciót használja, ahol az UVA1 abszorpciós görbe alatti területet (340 nm és 400 nm között) az UVA és UVB teljes abszorpciós tartományára (290 nm és 400 nm között) osztják.14,15 Mindazonáltal az FDA 2011-ben eltörölte a módosított Diffey-frakciót a következő okok miatt:

1. Ez a frakció jelentős figyelmet szentel az UVA1 régiónak, miközben ez a terület nem játszik jelentős szerepet a káros bőrhatások kiváltásában.
2. Ha a termék egy vagy több összetevője nagy abszorpciót produkál a rövid hullámhosszú UVA2 régióban, és alacsony vagy egyáltalán nem adszorbeálódik az UVA1 régióban, akkor nagy arányt eredményez, míg ez a termék nem produkál széles abszorpciós tartományt.
3. Ez a javasolt arány nem mutat megbízható védelmet az UVA ellen, és sehol máshol a világon nem alkalmazható.
4. Ez a frakció növelésének egyik módja az UVA2 és UVB régiókban a magas abszorpciós vegyületek csökkentése, de ez csökkenti a védelem szintjét a spektrum ezen területein (más szóval a Diffey frakció növeléséhez az SPF-nek csökkennie kell).

Az ISO 24443 szabvány az UVA védelmi tényezőt a PPD vizsgálati eredményekkel összhangban számítja ki. A CEN és az FDA 2011-es két szabványa a kritikus hullámhossz módszerét tartja megfelelőnek.

A (λ) az egyes hullámhosszokon mért átlagos abszorpció, d (λ) pedig az egyes számítások közötti hullámhossz-intervallum.

A kritikus hullámhossz az a hullámhossz, amelyen az abszorpciós görbe alatti tartomány az UV-abszorpciós görbe alatti teljes terület 90%-át teszi ki.

Az FDA arra a következtetésre jutott, hogy a kísérő kritikus hullámhossz vizsgálat (az UVB és UVA védelem mértékének mérésére) és az SPF vizsgálat (az UVB és UVA védelem nagyságának mérésére) a széles spektrumú képesség teljes körű mérését biztosítja. Ahhoz, hogy egy termék széles spektrumú kijelentéssel jelölhető legyen, 370 nm-nek megfelelő vagy annál nagyobb kritikus hullámhosszúságot kell produkálnia.

Vizsgálati lemezek

A lemezek, mint a betöltőhely, kulcsszerepet játszanak a vizsgálatban. A kvarclemezek, köztük a PMMA (polimetil-metakrilát), a hidratált kollagén, az epidermális bőr és a transzporszalag közül a PMMA lemezeket újszerűsége miatt választják. A többi lemeztípussal szemben a következő okok a meghatározóak:

1. olcsóbb, mint a kvarc.
2. Készen áll a használatra, és nem kell tisztítani vagy újracsiszolni.
3. Több mint egy évtizede használják.

A lemezek méretét illetően, ha a 16 cm2 méretű lemezek elfogadható eredményt adnak, nem szükséges nagyobb méretű (10,2 cm) lemezeket használni. Ami e lemezek érdességfokát illeti, az FDA 2011 szabvány 2-7 µg érdességű lapokat javasol, az ISO 24443 pedig 6 mikronos érdességet ajánl. A 6 µm-es állandó érdesség választása, amely minden ilyen vizsgálatban azonos, ésszerűnek tűnik.

Referencia fényvédő készítmény

A 2. táblázat szerint csak az ISO 24443 rendelkezik referencia fényvédő termékkel. A referencia fényvédő S2 12,7 UVA-PF értéket hoz.

Sugárzási forrás

A termékkel borított lemezeken való sugárzási átjutás mérése előtt e termékek esetében egy besugárzott fázist végeznek az optikai stabilitás vizsgálata céljából. Az FDA 2011 úgy véli, hogy a napszimulátor (az FDA 2007-ben javasolt eszköze) sugárzását úgy szűrik, hogy annak energiája a 300 nm alatti hullámhosszakon még akkor is kisebb, mint a spektrofotométer érzékenysége, ha a lemezre nem helyeznek fényvédőt (azaz az átjutási arány 100%).

Az FDA 2011 ezért olyan sugárforrást javasol, amely az UV-sugárzás folyamatos spektrális eloszlását produkálja 290 és 400 nanométer között. A CEN szabvány a szűrőkkel felszerelt napszimulátort javasolja.

A mérési műveletek közötti hullámhossz-intervallumok

A sugárzott UV-sugárzás egyes hullámhosszakon történő áthaladásának méréséhez a sugárzási intervallumoknak megszakításosnak kell lenniük. Ezeket az intervallumokat a 2. táblázat szerinti 1 nm és 5 nm-es intervallumokban kell beállítani. Ezt az FDA 2011-ben említette: A beadványok szerint egy kisebb intervallum megadása pontosabb eredményeket eredményezne, és megjegyezték, hogy a jelenlegi spektrométerek képesek 1 nm-es intervallumban méréseket végezni.

A spektrométer dinamikus tartománya

A dinamikus tartomány az UV-spektrofotométer kalibrálásának egyik mutatója. A spektrométer dinamikai tartományának elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy a nagy abszorpciós fényvédő szerek áthaladását minden UV hullámhosszon (290 nm-től 400 nm-ig) pontosan mérje.

A termék betöltésének mennyisége

A terméknek a lemez durva részébe történő betöltésének mennyiségét és folyamatát az egyes szabványok határozzák meg. A termékbetöltés mennyiségének pontossága érdekében a betöltés előtt és után vagy a sűrűségtényező segítségével pipettás súlymérési módszert alkalmazhatunk. A termék betöltése azonos térfogatú cseppekben történik. Az FDA 2007, a CEN és az ISO 24443 2 és 2 mg/cm2, illetve 1,3 mg/cm2 értéket használ. Az FDA úgy véli, hogy a 2 mg/cm2 vastag rétegből származó UV-áteresztés kisebb, és következetlen reakciókhoz vezet. Ezért az FDA 0,75 mg/cm2 -ben határozta meg a terhelési mennyiséget, hogy az UV átmenő szint az UV-detektorok dinamikus tartományán belül legyen.

A termék elosztásának módja

A fényvédő termék egyenletes eloszlatása a lemezen jelentősen befolyásolja a vizsgálat pontosságát. Amint a 2. táblázat mutatja, a felhordási folyamat lehet egyfázisú vagy kétfázisú, ujjbegy használata vagy nem használata mellett. Az FDA 2011 a kétfázisú felhordást tartja a szilárd és vastag réteg elérésének hatékonyabb módjának. Ez hozzájárul a gyógyszerformák széles körének jobb eloszlásához, mint a 10 másodperces lágy eloszlási technika, és a fogyasztók tényleges használatához is hasonló. Ezért az FDA 2011 és az ISO 24443 véleménye szerint a termék szétterítéses módon a legjobb lehetőségnek tűnik.

Sugárzás előtti adagolás

Ezt a műveletet az optikai stabilitás csökkenésének ellenőrzésére végzik. A fényvédőt a lemezre töltik, majd sugárforrásnak teszik ki. Az FDA 2011 szerint, mivel a Föld felszínén egy időben és egy helyen a napsugárzás a magas vagy alacsony SPF és UVA-PF értékű termékek esetében azonos, ezért a besugárzás előtti dózis SPF vagy UVA-PF frakció formájában nem logikus. Ezért az FDA 2011 azt javasolja, hogy a besugárzás előtti dózis egy állandó érték legyen. Az FDA olyan információkat kapott, amelyek azt mutatták, hogy az Avobenzone-t tartalmazó termékek 2-3 MED (Minimal Erythemal Dose) dózisnak megfelelő dózisnak való kitettség esetén teljesen megsemmisülnek.

Ez a legrosszabb forgatókönyv az optikai lebomlásra, mivel az Avobenzone a fény ellen a leginstabilabb fényvédő szer a fényvédő monográfiákban. Az 1MED a 2. bőrtípusban 250 J/m2 -nek felel meg. Így az FDA 2011-ben a besugárzás előtti dózist 4MED-re állították be, ami 800 J/m2 -nek felel meg.

A sugárzás áthaladásának mérése

A termékek besugárzás előtti dózisnak való kitettsége után a termékkel borított lemezeket a spektrofotométerbe helyezik az áthaladás mérésére. Az FDA 2011-es véleménye szerint (5-szörös mérés 3 lapból), ha kevesebb számítással kielégítő eredményt kapunk, akkor nincs szükség több időre és költségre.

Statisztikák és számítások

A CEN szerint a kritikus hullámhosszt a következő képletből kapjuk:

ahol λC a kritikus hullámhossz, és MPF a monokromatikus védelmi tényező, amely az adott hullámhosszon mért áteresztőképesség inverze.

Az ISO 24443 szabvány szerint kezdetben az egyéni UVA-védelmi tényezőt (UVA-PFI) minden bázison (legalább 4 bázison) a következő képlet szerint számítják ki:

ahol P(λ) a PPD hatásspektrum.

I(λ) az UVA forrásból kapott spektrális besugárzás.

Ae(λ) a vizsgált termékréteg átlagos monokromatikus abszorbanciája az UV-expozíció után.

d(λ) a hullámhosszlépés (1 nm).

C a korrekciós együttható. A kezdeti abszorbanciagörbe értékeket addig szorozzuk meg a “C” skalárértékkel, amíg az in vitro számított SPF értékek meg nem egyeznek az in vivo mért SPF értékekkel. Ez egy iteratív számítási folyamat során történik. A kezdeti abszorbanciaértékeket megszorozva ezzel a “C” értékkel lesz a napvédőszer korrigált abszorbanciagörbéje, amelyet a kezdeti UVA-PF0 érték és az expozíciós dózis meghatározásához használnak. A “C” érték az érvényes értelmezéshez általában 0,8 és 1,6 között van. Ha ezen a tartományon kívül esik, új mintákat kell készíteni az eredeti megfigyelések validálására.

Az alábbi képlet szerint tehát az átlagos UVA-PF számítás kiszámítása:

Ha ez a feltétel Bizalmas intervallum (CI) n teljesül, a vizsgálat érvényes; ellenkező esetben a bázisok számát növelni kell, amíg a feltétel teljesül.

Ha az említett feltétel 10 bázis felhasználása után sem teljesül, a tesztet érvénytelennek kell nyilvánítani.

Az FDA 2011 és az FDA 2007 szabványok szerint az UV-átbocsátási szintet a következő képlet alapján számítják ki:

A 15 µl glicerinnel bevont kontroll PMMA lemezeken keresztül az egyes hullámhosszakra áteresztett spektrális besugárzás mérése.

A fényvédő termékkel bevont PMMA lemezeken keresztül az egyes hullámhosszakra λ átvitt spektrális besugárzás mérése. Az átlagos abszorpciót minden hullámhosszon ( az átlagos áteresztett UV negatív logaritmusából a következőképpen számítják ki:

Az FDA 2011 szerint a kritikus hullámhosszat ebből a képletből számítják ki;

Az FDA 2007 szerint a Diffey-frakció arányát a következőképpen számítják ki:

UVA I terület egységnyi λ-re megadott:

UV terület egységnyi λ-re megadott:

Következtetés

Az UVA szerepe miatt a bőrkárosodások kialakulásában az UVA és UVB ellen védő fényvédő termékek használata elengedhetetlennek tűnik. Az UVA-PF értékeléséhez az in vivo módszer a pontossága és megismételhetősége, valamint a tényleges emberi használati körülmények szimulálása miatt előnyös. Az FDA 2007 és az in vivo PPD megközelítést bevezető CEN-szabványok közül mindkettőnek vannak előnyei és hátrányai, így az adott esetben jobb megközelítés alkalmazása jobb eredményeket hozhat.