[Fulltext] Jämförelse av protokoll för mätning av UVA-skyddsfaktor | CCID

Introduktion

En del av solljuset som når marken består av det ultravioletta spektrumet, som består av tre sektioner: UVC (200-290nm), UVB (290-320nm) och UVA (320-400nm). UVC absorberas fullständigt av jordens atmosfär. Mängden UVA som når marken är mer än 20 gånger större än UVB.1 UVA spelar en viktig roll för förtidigt åldrande och fotokarcinogenes. UVA ökar frisättningen av inflammationsfaktorer, inklusive IL10 från keratinocytceller. Dessutom ökar det uttrycket av inflammatoriska proteiner som TNFα, IL1α, IL6 och IL8.2,3 UVA spelar en betydande roll i skapandet av mutationer i mitokondrie-DNA i mänsklig hud med hjälp av ROS (reaktiva syrekryddor). Det orsakar också för tidigt hudåldrande genom att skapa en mutation i fibroblastceller i den mänskliga huden.4 Den roll som ett ökat uttryck av p53-proteinet spelar för att orsaka UVA-inducerad apoptos är obestridlig.5 8-hydroxy-2′-deoxyguanin (8-oxoG) är en värdefull indikator för att spåra den oxidativa DNA-skada som orsakas av UVA, och det kan leda till G → T-transversioner.6

Det är därför mycket viktigt att skydda mot UVA tillsammans med UVB.

UVA-skyddsfaktorn (UVA-PF) används för att utvärdera solskyddsprodukters effektivitet mot UVA-strålar.

Material och metoder

I den här studien granskades och jämfördes globala standarder inom området för bestämning av UVA-PF. Fyra standarder, nämligen ISO 24443 (tillhandahållen av Europeiska unionen, i maj 2013), CEN2006 (tillhandahållen av Europeiska unionen, Sydafrika, Japan i Bryssel, den 12 juli 2006), FDA 2007 (tillhandahållen av Förenta staterna, den 27 augusti 2007) och FDA 2011 (tillhandahållen av Förenta staterna, den 17 juni 2011) har fastställt olika protokoll inom området UVA- skyddsfaktor. Vissa behandlas med hjälp av in vivo-metoder medan andra behandlas med hjälp av in vitro-metoder.7-11

Resultat

På grund av UVA:s roll i uppkomsten av hudskador är det viktigt att använda solskyddsmedel som skyddar huden mot både UVA och UVB. In vitro-metoder för UVA-PF-mätning är inte tillförlitliga och reproducerbara på grund av skillnader i testförhållandena, t.ex. skillnad mellan olika substrat, varierande mängd applicerad produkt och UV-dos vid bestrålning12 . Bland FDA 2007 och CEN-standarderna som introducerar in vivo PPD-metoden har båda fördelar och nackdelar så att användning av en bättre metod i varje fall kan ge bättre resultat.

Diskussion

In vivo UVA-PF-bestämningstestbedömning

Först kommer vi att gå igenom in vivo UVA-PF-bestämningsmetoder som utförs med hjälp av omedelbar pigmentförmörkelse (IPD), långvarig pigmentförmörkelse (PPD) och skyddsfaktor A (PFA). I CEN- och FDA-standarderna från 2007 accepteras dock endast PPD-metoden för bestämning av UVA-PF in vivo (tabell 1).

Tabell 1 Jämförelse av protokoll för bestämning av UVA-PF in vivo

I PPD-metoden väljs, precis som i mätmetoden för SPF (solskyddsfaktor), personer som uppfyller kriterierna för testet ut med ett specificerat antal för deltagande. I SPF-testet är slutpunkten ett erytemiskt svar jämfört med PPD-testet där slutpunkten är persisterande pigmentmörkning av testets delområden. Testplatser och delplatser utformas i specifika dimensioner blint på deltagarnas kroppar. Test- och referenssolskyddsmedlen vägs in i en bestämd mängd och appliceras på deltagarens hud. Därefter sprids produkten med en specifik metod över huden, följt av en väntetid för att produkten ska torka. Individerna exponeras på ett förutbestämt sätt för UVA-strålning medan de sitter eller ligger på magen. Efter en viss tid från den sista UV-exponeringen utvärderas pigmentets nivå av permanent mörker som slutpunkt för testet, och UVA-PF beräknas med hjälp av en uppsättning formler (som kommer att diskuteras i avsnittet ”Statistik och beräkningar” ).

Selektionskriterier för deltagare

Trots de kriterier som nämns i tabell 1 (FDA 2007 och CEN:s gemensamma kriterier), har CEN-standarderna ytterligare sina försiktighetsåtgärder för att delta i testet.

Kriterierna för en frisk man och kvinna som kan komma i fråga är:

Hudtyp II, III och IV13
Inte delta i några soltester under de senaste två månaderna (inga kvarvarande märken på ryggen).
Inte ha haft solexponering på ryggområdet under minst två månader före studien.
Inte förekomst av ärr eller aktiva hudförändringar på de områden där ryggen testats.
Testområdet måste vara enhetligt till färgen, utan nevi, blemmor eller solar lentigo utan överdriven behåring.

CEN fastställde också en rad uteslutningstestkriterier;

Subjekt som inte passar in i de tidigare inklusionskriterierna.
Gravida eller ammande kvinnor,
Förfluten historia av allergi, fotoallergiska, fototoxiska eller andra onormala reaktioner på solljus eller överkänslighet mot kosmetiska produkter, toalettartiklar, solskyddsmedel, latex och/eller topiska läkemedel.
Subjekt med dermatologiska problem på testområdet.
Subjekt som har använt självbrännaprodukter på ryggen under den senaste månaden.

Följaktligen förefaller CEN vara mer lämplig för personer som väljer kriterium på grund av större konsekvens.

Antal deltagare

FDA 2007 och CEN använder sig av 20 till 25 personer respektive 10 till 20 personer. Liksom andra kliniska studier ger högre antal deltagare högre testnoggrannhet. Å andra sidan leder den stora provstorleken till vissa problem, t.ex. hantering av protokollet, tillhandahållande av tillräckligt många prover och frivilliga som hoppar av.

Referens solskyddsformuleringar

Det rekommenderas att ett standardprov används för att verifiera resultaten av varje testprov.

Testet är giltigt om det genomsnittliga UVA-PF-värdet som erhålls för referenssolskyddsprodukten ligger inom det angivna intervallet. Enligt tabell 1 är båda referenssolskyddsmedlen bra val, eftersom deras UVA-PF-resultat ligger nära varandra och deras aktiva beståndsdelar är godkända.

Testplatser och delplatsers storlek

Vad som är viktigt när man väljer storleken på platserna och delplatserna är möjligheten att använda solsimulator med flera källor. Det innebär att om man väljer mindre storlekar på platserna och delplatserna kan det resultera i att flera delplatser utsätts för UV-strålning samtidigt. Därför är CEN:s standardfunktioner (för en platsstorlek på 30 cm2 och för underplatser med en diameter på 8 mm) mer lämpliga på detta område.

För avstånden mellan två underplatser föreslår FDA 2007 ett intervall på 1 cm. CEN anger inget intervall mellan subsites, vilket gör att FDA 2007-funktionen är betydande för subsites-avstånd.

Laddningsdosmängd

Laddningsmängden för test- och referensprodukten bestäms i nästan samma mängd. CEN föreslår intervallet 2mg/cm2±2,5 %, och FDA 2007 föreslår 2mg/cm2, som bör laddas jämnt och spridas med en fingerskarv. Produkten bör placeras i små droppar över hela testområdet och spridas med särskilda rörelser.

Spridningstiden bör ta 20 till 50 s. Produktladdningsområdena bör väljas slumpmässigt.

Väntetid mellan applicering av solskyddsmedel och UV-exponering

Väntetiden som föreslås mellan produktinmatning och UV-exponering är minst 15 min och 15 till 30 min enligt både FDA 2007 och CEN.

Strålningsanordning och periodisk kontroll av dess lampa

Tabell 1 innehåller en förteckning över specifikationerna för strålningsanordningar för var och en av de två standarderna. När det gäller den periodiska inspektionen av anordningen föreslår FDA 2007 och CEN-standarden att inspektionen utförs var sjätte respektive tolfte månad.

Enligt FDA 2011 är kalibreringsdata för solsimulatorer och deras UV-lampor stabila under perioder som är längre än ett år; Således är det bättre att överväga den periodiska bedömningen av anordningen en gång om året.

Exponeringstrend

Som framgår av exponeringstrenden i tabell 1 är konceptet för båda metoderna detsamma.

Tid och tillstånd för MPD-bedömning

MPD är den minsta mängden UVA-strålning som producerar synlig påtaglig pigmentering med synliga gränser. När pigmentmörkret är fixerat bedöms MPD visuellt. För MPD-bedömningen föreslår CEN och FDA 2007 2-4 timmar respektive 3-4 timmar efter den sista exponeringen på platsen. Ögonbedömningen bör göras blint av en erfaren observatör under adekvata och enhetliga ljusförhållanden. FDA noterar att det verkar som om pigmentmörkelsen är mest stabil 3 timmar eller mer efter bestrålningen och föreslår därför att denna observation ska ske 3 till 24 timmar efter bestrålningen. Detta tidsintervall ger en ökad flexibilitet i testmetoden utan att det går ut över noggrannheten. Därför verkar FDA 2007-kriterierna vara överlägsna.

In vitro UVA-PF Determination Test Assessment

Alla in vitro-metoder bygger på utvärdering av UV som passerar genom ett tunt skikt av solskyddsmedel som sprids över en grov platta, så att UV-nivån beräknas före och efter exponering för den kontrollerade dosen från strålningskällan. I det skede då UVA-skyddets nivå beräknas sätter dock varje standard ett annat riktmärke (tabell 2).

Tabell 2 In vitro UVA-PF-bestämningsprotokollet jämförelse

FDA 2007-standarden använder den modifierade Diffey-fraktionen där arean under UVA1-absorptionskurvan (340nm till 400nm) delas upp i det totala absorptionsområdet för UVA och UVB (290nm till 400nm).14,15 FDA 2011 avskaffade dock den modifierade Diffey-fraktionen av följande skäl:

Denna fraktion ger stor uppmärksamhet åt UVA1-området, medan detta område inte spelar någon större roll när det gäller att producera skadliga effekter på huden.
Om en eller flera beståndsdelar i produkten producerar, en hög absorption i UVA2-området med kort våglängd och låg eller ingen adsorption i UVA1-området resulterar ett stort förhållande, medan denna produkt inte producerar ett brett absorptionsområde.
Detta föreslagna förhållande visar inte på en tillförlitlig grad av skydd mot UVA och gäller inte någon annanstans i världen.
Ett sätt att öka denna fraktion är att minska högabsorberande föreningar i UVA2- och UVB-områdena, men detta kommer att minska skyddsnivån i dessa områden av spektrumet (med andra ord, för att öka Diffey-fraktionen bör SPF minska).

I ISO 24443-standarden beräknas UVA-skyddsfaktorn i linje med PPD-testresultaten. De två standarderna CEN och FDA 2011 anser att metoden med kritisk våglängd är lämplig.

A (λ) är medelabsorptionen vid varje våglängd och d (λ) är våglängdsintervallet mellan varje beräkning.

Den kritiska våglängden är den våglängd där området under absorptionskurvan utgör 90 % av den totala ytan under UV-absorptionskurvan.

Den amerikanska läkemedelsmyndigheten drog slutsatsen att det medföljande testet med kritisk våglängd (för att mäta omfattningen av UVB- och UVA-skydd) och SPF-testet (för att mäta omfattningen av UVB- och UVA-skydd) gav en fullständig mätning av bredspektrumförmågan. För att en produkt ska kunna märkas med en bredspektrumangivelse bör den generera en kritisk våglängd som är lika med eller större än 370 nm.

Testplattor

Plattor, som laddningsplats, spelar en nyckelroll i testet. Bland plattorna av kvarts, inklusive PMMA (polymetylmetakrylat), hydratiserat kollagen, epidermal hud och transpore tejp, väljs PMMA-plattorna för att de är nya. Följande skäl är avgörande faktorer för att föredra den framför de andra plåttyperna:

Den är billigare än kvarts.
Den är färdig att använda och behöver inte rengöras eller uppruggas på nytt.
Den används i mer än ett decennium.

När det gäller storleken på plattorna, när plattor med dimensioner på 16 cm2 ger acceptabla resultat, är det inte nödvändigt att använda plattor med större dimensioner (10,2 cm). När det gäller graden av grovhet hos dessa plattor föreslår standarden FDA 2011 sidor med en grovhet på 2 till 7 µg, och ISO 24443 erbjuder en grovhet på 6 mikron. Valet av en konstant grovhet på 6 µm som är identisk i alla dessa tester verkar rimligt.

Referensformulering för solskyddsmedel

Enligt tabell 2 är det endast ISO 24443 som har en referensprodukt för solskyddsmedel. Referenssolskyddet S2 ger ett UVA-PF på 12,7.

Strålningskälla

För att mäta strålningspassagen genom de plattor som är täckta med produkten utförs en bestrålad fas för dessa produkter för att beakta den optiska stabiliteten. FDA 2011 anser att strålningen från solsimulatorn (den av FDA 2007 föreslagna anordningen) filtreras på ett sådant sätt att dess energi vid våglängder under 300 nm är mindre än spektrofotometerns känslighet, även när inget solskyddsmedel läggs på plattan (dvs. genomströmningen är 100 %).

FDA 2011 föreslår därför en strålningskälla som ger en kontinuerlig spektralfördelning av UV-strålning från 290 till 400 nanometer. Standard CEN föreslår en solsimulator utrustad med filter.

Våglängdsintervall mellan mätningarna

För att mäta passagen av UV-strålning vid varje våglängd måste strålningsintervallen vara intermittenta. Dessa intervaller är inställda i intervallerna 1nm och 5nm enligt tabell 2. Det nämndes i FDA 2011: I inlagorna angavs att specificering av ett mindre intervall skulle ge mer exakta resultat och det noterades att nuvarande spektrometrar kan göra mätningar med 1 nm intervall.

Spektrometerns dynamiska omfång

Dynamiskt omfång är en av indikatorerna för att kalibrera UV-spektrofotometern. Spektrometerns dynamiska område måste vara tillräckligt stort för att noggrant mäta passagen av solskyddsmedel med hög absorption vid alla UV-våglängder (290 nm till 400 nm).

Produktbelastningsmängd

Mängden och processen för belastning av produkten på plåtens grova sektion är specificerad i varje standard. För att säkerställa noggrannhet i mängden produktladdning kan vi använda pipettviktsmätningsmetoden före och efter laddning eller med hjälp av densitetsfaktor. Produkten laddas i droppar med lika stor volym. FDA 2007, CEN och ISO 24443 använder ett värde på 2 och 2 mg/cm2 respektive 1,3 mg/cm2. FDA anser att UV-passage från ett tjockt lager på 2 mg/cm2 är mindre och leder till inkonsekventa reaktioner. Därför har FDA fastställt belastningsmängden till 0,75 mg/cm2 för att säkerställa att UV-passagenivån ligger inom UV-detektorernas dynamiska område.

Produktfördelningssätt

Den jämna spridningen av solskyddsprodukten på plattan påverkar testets noggrannhet avsevärt. Som framgår av tabell 2 kan spridningen ske antingen i en fas eller i två faser med användning eller icke-användning av en fingerskarm. FDA 2011 anser att spridning i två faser är ett effektivare sätt att uppnå ett fast och tjockt lager. Detta bidrar till en bättre fördelning för ett brett spektrum av läkemedelsformer än den 10-s mjuka fördelningstekniken, och liknar också konsumenternas faktiska användning. Därför verkar FDA 2011 och ISO 24443-utlåtandet på ett produktspridande sätt vara de bästa alternativen.

Pre-Irradiation Dose

Detta ingrepp utförs för att kontrollera minskningen av den optiska stabiliteten. Solskyddet laddas på plattan och exponeras sedan för en strålningskälla. Enligt FDA 2011, eftersom solstrålningen vid en tidpunkt och på en plats på jordytan är lika för produkter med hög eller låg SPF och UVA-PF, är förstrålningsdosen i form av en SPF- eller UVA-PF-fraktion inte logisk. FDA 2011 föreslår därför att dosen före bestrålning är ett konstant värde. FDA fick information som visade att produkter som innehåller avobenzon helt förstördes vid exponering för en dos motsvarande 2-3 MED (Minimal Erythemal Dose).

Detta är det värsta scenariot för optisk nedbrytning, eftersom avobenzon är det mest instabila solskyddsämnet mot ljus i monografier över solskyddsmedel. 1MED i hudtyp 2 motsvarar 250 J/m2. I FDA 2011 fastställs således förstrålningsdosen till 4MED som motsvarar 800 J/m2.

Antal strålningspassagerande mätning

När produkterna exponerats för förstrålningsdosen placeras de plattor som är täckta med produkten i spektrofotometern för att mäta passagen. Enligt FDA:s yttrande från 2011 (5 gånger mätning från 3 sidor), när ett tillfredsställande resultat erhålls med färre beräkningar, behövs inte mer tid och kostnad.

Statistik och beräkningar

Enligt CEN erhålls den kritiska våglängden enligt följande formel:

där λC är den kritiska våglängden och MPF är den monokromatiska skyddsfaktorn, som är den omvända delen av transmittansen vid en given våglängd.

Enligt ISO 24443 beräknas inledningsvis den individuella UVA-skyddsfaktorn (UVA-PFI) på varje bas (minst 4 baser) enligt följande formel:

där P(λ) är PPD-handlingsspektrumet.

I(λ) är den spektrala bestrålning som tas emot från UVA-källan.

Ae(λ) är den genomsnittliga monokromatiska absorbansen hos testproduktskiktet efter UV-exponering.

d(λ) är våglängdssteget (1 nm).

C är justeringskoefficienten. De ursprungliga värdena för absorbanskurvan multipliceras med ett skalärt värde ”C” tills de in vitro beräknade SPF-värdena är lika med de in vivo uppmätta SPF-värdena. Detta sker genom en iterativ beräkningsprocess. De ursprungliga absorbansvärdena multiplicerade med detta ”C”-värde blir den justerade solskyddsabsorptionskurvan som används för att bestämma det ursprungliga UVA-PF0-värdet och exponeringsdosen. Cvärdet ligger vanligtvis mellan 0,8 och 1,6 för en giltig tolkning. Om det ligger utanför detta intervall bör nya prover tas fram för att validera de ursprungliga observationerna.

Sålunda, enligt formeln nedan, beräknas den genomsnittliga UVA-PF-beräkningen:

Om detta villkor Confident interval (CI) n uppfylls är testet giltigt; i annat fall bör antalet baser ökas så länge som villkoret är uppfyllt.

Om det nämnda villkoret inte uppfylls efter användning av 10 baser förklaras testet ogiltigt.

Enligt FDA 2011- och FDA 2007-standarderna beräknas UV-passageringsnivån enligt följande formel:

Mätningar av den spektrala bestrålning som för varje våglängd överförs genom kontroll-PMMA-plattor som är belagda med 15 µl glycerin.

Mätningar av den spektrala bestrålning som för varje våglängd λ överförs genom den PMMA-platta som är täckt med solskyddsprodukten. Den genomsnittliga absorptionen i varje våglängd ( beräknas från den negativa logaritmen av medelvärdet av UV-dygnet som passerar enligt följande:

Enligt FDA 2011 beräknas den kritiska våglängden enligt denna formel;

Enligt FDA 2007 beräknas Diffey-fraktionsförhållandet enligt följande:

UVA I-området per enhet λ ges som:

UV-området per enhet λ ges som:

Slutsats

Med tanke på UVA:s roll i uppkomsten av hudskador verkar det oumbärligt att använda solskyddsmedel som skyddar huden mot UVA och UVB. För att bedöma UVA-PF är in vivo-metoden att föredra på grund av dess precision och repeterbarhet samt för att den simulerar de faktiska användningsförhållandena hos människor. FDA 2007 och CEN-standarderna som introducerar in vivo PPD-metoden har båda för- och nackdelar, så att en bättre metod i varje enskilt fall kan ge bättre resultat.

Variation av protokoll för mätning av UVA-skyddsfaktor