Introducere

O parte din lumina solară care ajunge la sol implică spectrul ultraviolet, care constă în trei secțiuni: UVC (200-290 nm), UVB (290-320 nm) și UVA (320-400 nm). UVC este complet absorbit de atmosfera terestră. Cantitatea de UVA care ajunge la sol este de peste 20 de ori mai mare decât cea de UVB.1 UVA joacă un rol major în îmbătrânirea prematură și în fotocarcinogeneză. UVA crește eliberarea de factori inflamatori, inclusiv IL10 din celulele keratinocitelor. În plus, crește expresia proteinelor inflamatorii, cum ar fi TNFα, IL1α, IL6 și IL8.2,3 UVA joacă un rol considerabil în crearea de mutații în ADN-ul mitocondrial din pielea umană cu ajutorul ROS (condimente reactive de oxigen). De asemenea, provoacă îmbătrânirea prematură a pielii prin crearea unei mutații în celulele fibroblaste din pielea umană.4 Rolul expresiei crescute a proteinei p53 în provocarea apoptozei induse de UVA este de necontestat.5 8-hidroxi-2′-deoxiguanina (8-oxoG) este un indicator valoros pentru a urmări deteriorarea oxidativă a ADN-ului cauzată de UVA și poate duce la transversiuni G → T.6

De aceea, protecția împotriva UVA împreună cu UVB este foarte importantă.

Factorul de protecție UVA (UVA-PF) este utilizat pentru a evalua eficacitatea produselor de protecție solară împotriva razelor UVA.

Materiale și metode

În acest studiu, au fost analizate și comparate standardele globale în domeniul determinării UVA-PF. Patru standarde, și anume ISO 24443 (furnizat de Uniunea Europeană, la mai 2013), CEN2006 (furnizat de Uniunea Europeană, Africa de Sud, Japonia la Bruxelles, la 12 iulie 2006), FDA 2007 (furnizat de Statele Unite, la 27 august 2007) și FDA 2011 (furnizat de Statele Unite, la 17 iunie 2011) au stabilit diferite protocoale în domeniul factorului de protecție UVA. Unele sunt abordate prin metode in vivo, în timp ce altele sunt abordate prin metode in vitro.7-11

Rezultate

Datorită rolului UVA în apariția leziunilor cutanate, este important să se utilizeze creme de protecție solară care protejează pielea atât de UVA, cât și de UVB. Metodele in vitro de măsurare a UVA-PF nu sunt fiabile și reproductibile din cauza diferențelor dintre condițiile de testare, cum ar fi distincția dintre substraturi, varianta cantității de produs aplicat și doza UV de iradiere.12 Dintre standardele FDA 2007 și CEN care introduc abordarea PPD in vivo, ambele au avantaje și dezavantaje, astfel încât utilizarea unei abordări mai bune în fiecare caz poate da rezultate mai bune.

Discuție

Evaluarea testului de determinare a UVA-PF in vivo

În primul rând, vom trece în revistă metodele de determinare in vivo a UVA-PF efectuate cu ajutorul Întunecării imediate a pigmentului (IPD), Întunecării persistente a pigmentului (PPD) și a factorului de protecție A (PFA). Cu toate acestea, în standardele CEN și FDA 2007, metoda PPD este acceptată doar în cazul metodei de determinare in vivo a UVA-PF (tabelul 1).

Tabel 1 Comparare a protocoalelor de determinare a UVA-PF in vivo

În metoda PPD, ca și în metoda de măsurare a factorului de protecție solară (SPF), persoanele care îndeplinesc criteriile pentru test sunt selectate cu un număr specificat pentru participare. În testul SPF, punctul final este un răspuns eritematos, față de testul PPD, în care punctul final este întunecarea persistentă a pigmentului din subsolurile testate. Siturile și subsiturile de testare sunt proiectate în dimensiuni specifice în orb pe corpurile participanților. Produsele de protecție solară de test și de referință sunt cântărite în cantitatea definită și sunt aplicate pe pielea participantului. Apoi, cu ajutorul unei metode specifice, produsul este întins pe piele, urmat de o perioadă de așteptare pentru ca produsul să fie uscat. Indivizii, pe baza unei modalități prestabilite, sunt expuși la radiațiile UVA în timp ce se află în poziție așezată sau culcată pe abdomen. După o anumită perioadă de timp de la ultima expunere la UV, nivelul de întunecare permanentă a pigmentului este evaluat ca punct final al testului, iar UVA-PF este calculat printr-un set de formule (care vor fi discutate în secțiunea „Statistici și calcule” ).

Criteriile de selecție a participanților

În ciuda criteriilor menționate în tabelul 1 (FDA 2007 și criteriile comune CEN), standardele CEN își continuă precauțiile pentru intrarea în test.

Criteriile pentru ca un bărbat și o femeie sănătoși să fie luați în considerare includ:

• Piatra de tip II, III și IV13
• Nu a fost implicat în niciun test solar în ultimele două luni (fără semne rămase pe spate).
• Neexpunerea la soare pe zona spatelui timp de cel puțin 2 luni înainte de studiu.
• Absența cicatricilor, sau a leziunilor dermice active pe zonele testate pe spate.
• Zona de testare trebuie să aibă o culoare uniformă, fără nevi, imperfecțiuni sau lentigo solar, fără fire de păr excesive.

CEN a stabilit, de asemenea, o serie de criterii de excludere a testului;

• Subiecții care nu se încadrează în criteriile de includere anterioare.
• Femeile însărcinate sau care alăptează,
• Antecedente de alergie, fotoalergie, fototoxicitate sau alte răspunsuri anormale la lumina solară sau sensibilitate la produse cosmetice, articole de toaletă, creme de protecție solară, latex și/sau medicamente topice.
• Subiecții cu probleme dermatologice pe zona de testare.
• Subiecții care au folosit produse autobronzante pe spate în luna precedentă.

În consecință, CEN pare mai potrivit pentru persoanele care selectează criteriul datorită unei coerențe mai mari.

Numărul de participanți

FDA 2007 și CEN folosesc 20 până la 25 de persoane și, respectiv, 10 până la 20 de persoane. Ca și alte studii clinice, cu cât numărul mai mare de participanți, aduce o acuratețe mai mare a testului. Pe de altă parte, mărimea mare a eșantionului duce la unele probleme, cum ar fi manipularea protocolului, furnizarea de suficiente eșantioane și abandonul voluntarilor.

Formulații de referință pentru produsele de protecție solară

Se recomandă utilizarea unui eșantion standard pentru a verifica rezultatele fiecărui eșantion de test.

Testul este valabil dacă media UVA-PF obținută pentru produsul de protecție solară de referință se încadrează în intervalul specificat. Conform tabelului 1, ambele produse de protecție solară de referință sunt alegeri bune, deoarece rezultatele lor UVA-PF sunt apropiate unul de celălalt, iar ingredientele lor active sunt aprobate.

Dimensiunea siturilor și subsiturilor de testare

Ceea ce este important în alegerea dimensiunii siturilor și subsiturilor este posibilitatea de a utiliza un simulator solar cu mai multe surse. Aceasta înseamnă că, dacă se aleg dimensiuni mai mici pentru situri și subsituri, se poate întâmpla ca mai multe subsituri să fie expuse la UV în același timp. Prin urmare, caracteristicile standard CEN (pentru dimensiunea siturilor de 30 cm2 și pentru cercuri de 8 mm în diametru) sunt mai adecvate în acest domeniu.

Pentru distanțele dintre cele două subsituri, FDA 2007 sugerează un interval de 1 cm. CEN nu specifică niciun interval între subsite, ceea ce face ca caracteristica FDA 2007 să fie considerabilă pentru distanțele dintre subsite.

Cantitatea de încărcare a dozei

Cantitatea de încărcare a produsului de testare și a produsului de referință este determinată în aproape aceeași cantitate. CEN sugerează intervalul de 2mg/cm2±2,5%, iar FDA 2007 propune 2mg/cm2, care ar trebui să fie încărcat uniform și răspândit cu ajutorul unui culcuș cu degetul. Produsul trebuie plasat în picături mici pe toată suprafața de testare și răspândit cu mișcări speciale.

Timp de împrăștiere trebuie să dureze între 20 și 50 s. Zonele de încărcare a produsului trebuie să fie selectate aleatoriu.

Perioada de așteptare între aplicarea cremei de protecție solară și expunerea la UV

Perioada de așteptare sugerată între încărcarea produsului și expunerea la UV este de cel puțin 15 min și de 15 până la 30 min atât de FDA 2007, cât și de CEN, respectiv.

Dispozitivul de radiații și inspecția periodică a lămpii sale

Tabelul 1 prezintă lista specificațiilor dispozitivului de radiații pentru fiecare dintre cele două standarde. În ceea ce privește inspecția periodică a dispozitivului, FDA 2007 și standardul CEN sugerează ca inspecția să fie efectuată la fiecare 6 și, respectiv, 12 luni.

Potrivit FDA 2011, datele de calibrare ale simulatoarelor solare și ale lămpilor UV ale acestora sunt stabile pentru perioade mai mari de 1 an; Astfel, evaluarea periodică a dispozitivului este mai bine să fie luată în considerare o dată pe an.

Tendința de expunere

Cum se arată pentru tendința de expunere din tabelul 1, conceptul ambelor metode este același.

Timp și condiție de evaluare a MPD

MPD este cea mai mică cantitate de radiație UVA care produce pigmentație tangibilă vizibilă cu margini vizibile. Atunci când întunericul pigmentului este fixat, MPD este evaluat vizual. Pentru evaluarea MPD, CEN și FDA 2007 sugerează 2 până la 4 și, respectiv, 3 până la 24 h după ultima expunere la fața locului. Evaluarea vizuală trebuie să se facă în orb de către un observator experimentat, în condiții de lumină adecvată și uniformă. FDA remarcă faptul că se pare că întunecarea pigmentului este mai stabilă la aproximativ 3 ore sau mai mult după iradiere și, prin urmare, propune ca această observație să aibă loc între 3 și 24 de ore după iradiere. Acest interval de timp asigură o mai mare flexibilitate a metodei de testare fără a sacrifica acuratețea. Prin urmare, criteriile FDA 2007 par a fi superioare.

Evaluarea testului de determinare in vitro a UVA-PF

Toate metodele in vitro se bazează pe evaluarea UV care trec printr-un strat subțire de protecție solară care se întinde pe o placă aspră, astfel încât nivelul UV este calculat înainte și după expunerea la doza controlată de la sursa de radiații. Cu toate acestea, în etapa de calcul a nivelului de protecție UVA, fiecare standard stabilește un reper diferit (tabelul 2).

Tabelul 2 In vitro UVA-PF Determination Protocol Protocol Comparison

Standardul FDA 2007 utilizează fracția Diffey modificată în care aria de sub curba de absorbție UVA1 (340 nm – 400 nm) este împărțită în regiunea de absorbție totală a UVA și UVB (290 nm – 400 nm).14,15 Cu toate acestea, FDA 2011 a eliminat fracția Diffey modificată din următoarele motive:

1. Această fracție acordă o atenție considerabilă regiunii UVA1, în timp ce această zonă nu joacă un rol major în producerea efectelor nocive asupra pielii.
2. Dacă unul sau mai multe ingrediente ale produsului produc, o absorbție ridicată în regiunea UVA2 cu lungime de undă scurtă și o adsorbție scăzută sau deloc în regiunea UVA1 rezultă un raport mare, în timp ce acest produs nu produce o gamă largă de absorbție.
3. Acest raport propus nu prezintă un grad fiabil de protecție împotriva UVA și nu se aplică nicăieri în lume.
4. O modalitate de a crește această fracție este de a reduce compușii cu absorbție mare în regiunile UVA2 și UVB, dar acest lucru va reduce nivelul de protecție în aceste zone ale spectrului (cu alte cuvinte, pentru creșterea fracției Diffey, SPF ar trebui să scadă).

Standardul ISO 24443 calculează factorul de protecție UVA în conformitate cu rezultatele testului PPD. Cele două standarde CEN și FDA 2011 consideră că metoda lungimii de undă critice este adecvată.

A (λ) este absorbția medie la fiecare lungime de undă, iar d (λ) este intervalul de lungimi de undă dintre fiecare calcul.

Lungimea de undă critică este lungimea de undă în care regiunea de sub curba de absorbție cuprinde 90% din suprafața totală de sub curba de absorbție UV.

FDA a concluzionat că testul de însoțire a lungimii de undă critice (pentru a măsura gradul de protecție UVB și UVA) și testul SPF (pentru a măsura magnitudinea protecției UVB și UVA) au oferit o măsurare completă a capacității de spectru larg. Pentru ca un produs să fie etichetat cu o declarație de spectru larg, acesta ar trebui să genereze o lungime de undă critică egală sau mai mare de 370 nm.

Placi de testare

Placile, ca loc de încărcare, joacă un rol esențial în cadrul testului. Dintre plăcile de cuarț, inclusiv PMMA (polimetilmetacrilat), colagenul hidratat, pielea epidermică și banda transpore, plăcile de PMMA sunt alese pentru noutatea lor. Următoarele motive sunt factori determinanți de preferință față de celelalte tipuri de plăci:

1. Este mai ieftină decât cuarțul.
2. Este gata de utilizare și nu trebuie curățată sau reabroșată.
3. Se folosește de mai mult de un deceniu.

În ceea ce privește dimensiunea plăcilor, atunci când plăcile cu dimensiuni de 16 cm2 dau rezultate acceptabile, nu este necesar să se folosească plăci cu dimensiuni mai mari (10,2cm). În ceea ce privește gradul de rugozitate al acestor plăci, standardul FDA 2011 propune pagini cu o rugozitate de 2 până la 7 µg, iar ISO 24443 oferă o rugozitate de 6 microni. Alegerea unei rugozități constante de 6 µm, care este identică la toate aceste teste, pare rezonabilă.

Formulație de referință pentru protecție solară

Conform tabelului 2, doar ISO 24443 are un produs de referință pentru protecție solară. Protecția solară de referință S2 aduce un UVA-PF de 12,7.

Sursa de iradiere

Înainte de a măsura trecerea radiației prin plăcile acoperite cu produsul, se realizează o fază de iradiere pentru aceste produse pentru a lua în considerare stabilitatea optică. FDA 2011 consideră că radiația simulatorului solar (dispozitivul propus de FDA 2007) este filtrată astfel încât energia sa la lungimi de undă mai mici de 300 nm este mai mică decât sensibilitatea spectrofotometrului chiar și atunci când pe placă nu este încărcată nicio protecție solară (adică rata de trecere este de 100%).

De aceea, FDA 2011 propune o sursă de radiație care produce o distribuție spectrală continuă a radiației UV de la 290 la 400 nanometri. Standardul CEN propune simulatorul solar echipat cu filtre.

Intervale de lungimi de undă între operațiunile de măsurare

Pentru a măsura trecerea radiației UV la fiecare lungime de undă, intervalele de radiație trebuie să fie intermitente. Aceste intervale sunt stabilite în intervalele de 1nm și 5nm conform tabelului 2. Acesta a fost menționat în FDA 2011: The submissions stated that specifying a smaller interval would produce more accurate results and noted that current spectrometers are capable of making measurements at 1 nm intervals.

The Dynamic Range of the Spectrometer

Dynamic range is one of the indicators to calibrate the UV spectrophotometer. Domeniul dinamic al spectrometrului trebuie să fie suficient pentru a măsura cu exactitate trecerea cremelor solare cu absorbție mare la toate lungimile de undă UV (de la 290 nm la 400 nm).

Cantitatea de încărcare a produsului

Cantitatea și procesul de încărcare a produsului pe secțiunea aspră a plăcii sunt specificate în fiecare standard. Pentru a asigura acuratețea în ceea ce privește cantitatea de încărcare a produsului, putem utiliza metoda de măsurare a greutății pipetei înainte și după încărcare sau cu ajutorul factorului de densitate. Produsul se încarcă în picături de volum egal. FDA 2007, CEN și ISO 24443 utilizează o valoare de 2 și 2 mg/cm2 și, respectiv, 1,3 mg/cm2. FDA consideră că trecerea UV de la un strat gros de 2mg/cm2 este mai mică și duce la răspunsuri inconsistente. Prin urmare, FDA a stabilit cantitatea de încărcare la 0,75 mg/cm2 pentru a se asigura că nivelul de trecere a razelor UV se încadrează în intervalul dinamic al detectoarelor UV.

Maniera de distribuire a produsului

Întinderea lină a produsului de protecție solară pe placă afectează considerabil acuratețea testului. După cum se arată în tabelul 2, procesul de întindere poate fi fie monofazic, fie bifazic, cu utilizarea sau neutilizarea unui culcuș pentru degete. FDA 2011 consideră că întinderea în două faze este un mod mai eficient de a obține un strat solid și gros. Aceasta contribuie la o distribuție mai bună pentru o gamă largă de forme medicamentoase decât tehnica de distribuție moale de 10 secunde și este, de asemenea, similară cu utilizarea reală a consumatorilor. Prin urmare, avizul FDA 2011 și ISO 24443 într-o manieră de împrăștiere a produsului pare a fi cea mai bună opțiune.

Dosare pre-iradiere

Această operațiune se efectuează pentru a verifica reducerea stabilității optice. Protecția solară se încarcă pe placă și apoi se expune la o sursă de radiații. Conform FDA 2011, deoarece la un moment și într-un loc de pe suprafața pământului, radiația solară este egală pentru produsele cu SPF și UVA-PF ridicat sau scăzut, atunci doza de pre-iradiere sub forma unei fracțiuni SPF sau UVA-PF nu este logică. Astfel, FDA 2011 sugerează că doza pre-radiație este o valoare constantă. FDA a primit informații, care au arătat că produsele care conțin Avobenzona, au fost complet distruse în fața unei expuneri la o doză echivalentă cu 2-3 MED (Minimal Erythemal Dose).

Acesta este cel mai rău scenariu pentru degradarea optică, deoarece Avobenzona este cel mai instabil ecran solar împotriva luminii din monografiile de protecție solară. 1MED la tipul de piele 2 este echivalentă cu 250 J/m2. Astfel, în FDA 2011, doza de pre-iradiere este stabilită la 4MED care este echivalentă cu 800J/m2.

Măsurarea numărului de treceri de radiații

După expunerea produselor la doza de pre-iradiere, plăcile acoperite cu produsul sunt plasate în spectrofotometru pentru a măsura trecerea. Conform avizului FDA 2011 (măsurare de 5 ori din 3 pagini), atunci când se obține un rezultat satisfăcător cu mai puține calcule, atunci nu mai este nevoie de timp și costuri suplimentare.

Statistici și calcule

Conform CEN, lungimea de undă critică se obține din următoarea formulă:

unde λC este lungimea de undă critică, iar MPF este factorul de protecție monocromatică, care este inversul transmitanței la o anumită lungime de undă.

Conform ISO 24443, inițial, factorul de protecție UVA individual (UVA-PFI) pe fiecare bază (cel puțin 4 baze) se calculează conform următoarei formule:

unde P(λ) este spectrul de acțiune PPD.

I(λ) este iradierea spectrală primită de la sursa UVA.

Ae(λ) este absorbanța medie monocromatică a stratului produsului de testat după expunerea la UV.

d(λ) este pasul de lungime de undă (1 nm).

C este coeficientul de ajustare. Valorile inițiale ale curbei de absorbanță sunt înmulțite cu o valoare scalară „C” până când valorile SPF calculate in vitro sunt egale cu SPF măsurat in vivo. Acest lucru se realizează printr-un proces de calcul iterativ. Valorile inițiale ale absorbanței înmulțite cu această valoare „C” devin curba de absorbție ajustată a cremei de protecție solară care este utilizată pentru determinarea valorii inițiale UVA-PF0 și a dozei de expunere. Valoarea „C” se situează de obicei între 0,8 și 1,6 pentru o interpretare validă. Dacă se situează în afara acestui interval, trebuie pregătite noi probe pentru a valida observațiile inițiale.

Așa, conform formulei de mai jos, se calculează calculul UVA-PF mediu:

Dacă această condiție Intervalul de încredere (IC) n este îndeplinit, testul este valid; în caz contrar, numărul de baze trebuie mărit atâta timp cât condiția este îndeplinită.

În cazul în care condiția menționată nu este îndeplinită după utilizarea a 10 baze, testul este declarat invalid.

În conformitate cu standardele FDA 2011 și FDA 2007, nivelul de trecere a razelor UV se calculează după următoarea formulă:

Măsurători ale iradierei spectrale transmise pentru fiecare lungime de undă prin plăcile de PMMA de control acoperite cu 15 µl de glicerină.

Măsurători ale iradierei spectrale transmise pentru fiecare lungime de undă λ prin placa de PMMA acoperită cu produsul de protecție solară. Absorbția medie în fiecare lungime de undă ( se calculează din logaritmul negativ al UV mediu care trece, după cum urmează:

Conform FDA 2011, lungimea de undă critică se calculează din această formulă;

Conform FDA 2007, raportul fracției Diffey se calculează după cum urmează:

Suprafața UVA I pe unitatea λ este dată de:

Suprafața UV pe unitatea λ este dată de:

Concluzie

Datorită rolului UVA în apariția leziunilor cutanate, utilizarea de produse de protecție solară care protejează pielea împotriva UVA și UVB, pare indispensabilă. Pentru a evalua UVA-PF, metoda in vivo este preferată datorită preciziei și repetabilității sale, precum și a simulării condițiilor reale de utilizare la om. Printre standardele FDA 2007 și CEN care introduc abordarea PPD in vivo, ambele au avantaje și dezavantaje, astfel încât utilizarea unei abordări mai bune în fiecare caz poate da rezultate mai bune.

.