防曬劑防護值的測定方法

廣　豐

隨著更多的證據證明了長期暴露于UVA可能誘發光致癌和光老化,人們越來越偏愛使用既能防護UVB也能防護UVA的廣譜防曬劑。較早的紫外線過濾劑并不能有效地防護UVA中較長波段的射線。最近開發出的幾種化學過濾劑提供防護UVA波段射線。防曬因子僅表明的是防護UVB而不是防護UVA的程度。至今尚未有廣泛可接受的測量UVA防護的方法。

防曬因子(Sun Protection Factor, SPF)廣泛用于評價防曬劑的防護能力。但是,SPF僅反映了防曬劑預防主要由UVB引起的急性曬傷的作用。UVB的有害作用有目共睹,而且過去人們一直相信UVB是造成紫外輻射損傷的波長段。現在,有越來越多的證據表明UVA輻射是引發光致癌和光老化的波長段,甚至在低于引起紅斑量的情況下也有此種作用。因此,人們更期望使用能覆蓋UVA和UVB的廣譜防曬劑,而且僅憑SPF值挑選防曬劑的做法不恰當。

過去開發出的紫外線過濾劑主要用于有效地防護UVB波長,還有一些延伸到防護較短的UVA波長。這些防曬劑對較長的UVA波長幾乎沒有防護作用。以前,只能依靠使用不透明的無機防曬劑才能達到廣譜防曬效果,但是,這些無機防曬劑并不被化妝品配制者接受。

理想的防曬劑不僅具有良好的紫外線全波段防護效果,甚至在日光暴露之后仍能保持光穩定性以及出汗和游泳后依然保留在皮膚表面。此外,這類防曬劑還要無毒以及不引發皮膚刺激或接觸性變態反應。根據這種觀點,每種紫外線過濾劑通常要有建議最大使用濃度。防曬劑的使用濃度非常重要,因為它最終決定了防曬劑終產品對紫外線的防護程度。提高防曬劑防紫外線程度的途徑有兩條,即提高過濾劑的使用濃度(最高達到某種濃度)或者不同過濾劑聯合應用配制防曬劑。

防護UVA

研發一種能夠指示UVA的防護值確實存在諸多困難,甚至美國FDA至今也沒有發布相關指南文件。歸根結底,理想的UVA光防護試驗應使用由這些波長介導的某些生物學過程作為一種指示性終點。但是迄今為止,有關各方尚未就指示試驗終點的UVA生物學過程代表性實體達成一致。下面將討論測試UVA防護值的幾種方法。

最小紅斑量

(Minimal Erythema Dose, MED)

由于UVA只能引發輕度紅斑,使用最低紅斑量作為指示終點是不切實際的。在與自然日光照射相近的紫外線強度下,UVA照射皮膚直至出現紅斑的時間將會無法想象的長。為了測定防曬劑的防護因子,一些研究使用了夸大劑量的UVA,輻射度最高達100 mW/cm。另外一些研究使用了8-甲氧基補骨脂素(8-MOP)配合UVA輻射(PUVA),這種方法要求較低的輻射能即能產生可辨認出的紅斑。使用PUVA方法獲得的防護因子總是高于UVA輻射方法的測定值。這是因為8-甲氧基補骨脂素由320-340 nm紫外線誘導的光毒性最高,于是防曬劑很容易過濾掉UVA。但是由全波段日光模擬器發出的較長波長的UVA不會過濾掉。當防曬劑的吸收譜與致敏劑的作用光譜一致時得到的防護因子是一種超出實際情況的數值。

即刻色素變黑 (Immediate Pigment Darkening,IPD)

即刻色素變黑(IPD)是一種經常用于評估UVA防護值的終點。IPD是指人的皮膚暴露于紫外線照射后立即引起的短暫性灰褐色變色過程,這一過程主要由UVA波長引發。這種色素反應被認為是黑色素前體光氧化造成的。與紫外線誘發色素沉著的緩慢過程相反,這種變色過程非常短暫。前者是由UVB輻射引發黑色素重新合成的緩慢過程。應用IPD方法的一種現實難題是IPD變色非常迅速,這樣很難精確地讀取結果數值。

永久性色素變黑(Persistent Pigment Darkening, PPD)

持續性黑化是指皮膚暴露于UVA照射2-4小時繼讀取IPD響應值后皮膚變為一種穩定的灰褐色的光化學反應。該變色反應被認為是基底角質化細胞轉換業已存在的黑色素/前體和/或黑素體重新形成所生成的色素引起的。使用物理過濾劑進行的體外試驗與PPD方法具有良好的一致性,顯示出PPD方法是一種有效的UVA輻射測定法。對應于PPD方法,色素沉著穩定而持久。UVA劑量超過10 J/cm2時PPD方法才能出現應答。防曬劑的穩定性同樣是對PPD測定方法的挑戰。PPD方法具有可逆性,IPD方法不會出現這種情況。UVA系統的防護等級是根據PPD反應計算出來的,目前被廣泛用于標示防曬劑的標簽。日本化妝品工業協會規定PA+對應于UVA防護因子為2-4,PA++對應于UVA防護因子為4-8,PA+++對應于UVA防護因子超過了8。

臨界波長(Critical Wavelength)

除了使用某些生物終點測定防曬劑防護UVA的能力外,一些研究人員提倡使用基于分光光度計的測量方法進行測量UVA防護能力的體外試驗,于是提出了臨界波長方法。無論是使用還是不使用防曬劑,對傳送至皮膚基底的紫外線波長分步測定,然后測定出防曬劑衰減的光譜。臨界波長就是指衰減譜為290nm - 400 nm時得到曲線總面積的90%處的波長。

楊炳蔚 編譯

編輯/胡迎春