防曬產品功效評價體外方法探討

龍秋儀 冉亞妮 邱獻玲 李成 林錦雄

摘 要：伴隨著中國消費者對紫外線照射后對皮膚危害的了解，具有防曬效果的產品越來越受到廣大消費者的青睞，其功效性評價也成為各生產企業或研究機構關注的重點。功效評價方法有很多，常見的有人體試驗法、動物試驗法、體外評價法等，但人體試驗法、動物試驗法存在測試周期長，測試成本高，測試過程不確定因素多等短處，反觀體外評價法測試周期短，測試效率高，同時避免了倫理學的問題，所以很多研究人員更傾向于體外評價法。未來研究的方向是探索研究更廣泛且適用的防曬功效評價方法。本文主要介紹了體外儀器法、成纖維細胞光老化測試、3D皮膚模型三種體外方法對防曬產品功效的評價。

關鍵詞：防曬產品;體外方法;功效評價

中圖分類號：TQ658 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）12-0089-02

0引言

伴隨著中國消費者對紫外線照射后對皮膚危害的了解，具有防曬效果的產品越來越受到我國廣大消費者的青睞。得益于此，中國防曬化妝品的市場規模逐年上升，2012年，防曬化妝品的營銷額為48.71億元人民幣，到2016年，防曬化妝品的營銷額達到78.29億元，5年復合增長率為12.15%[1]。由以上數據可見，我國的防曬化妝品的市場前景非常廣闊。

由于國外化妝品起步早，擁有一定的優勢以及消費者的消費習慣，導致很多消費者更傾向購買進口的防曬產品，但是防曬產品是使用在人體皮膚上，進口防曬產品的防曬效果評價研究始終是建立在其自己國人皮膚的基礎上，各國國人的皮膚存在皮膚內的黑色素細胞內黑色素顆粒的含量不同和對日光反A不同等差異，因此，進口的防曬產品，不一定適用于我國的消費者。現隨著消費者對防曬化妝品需求的增加，我國對防曬化妝品安全性和功效性相關評價也逐漸完善。2019年9月3日，國家藥品監督管理局發布了《化妝品注冊和備案檢驗工作規范》中規定了宣稱防曬的產品應當在有資質的檢驗檢測機構檢測申報配方中所含化學防曬劑以及SPF值;標注PFA值或PA+～PA++++的產品，應當檢測長波紫外線防護指數（PFA值）;宣稱UVA防護效果或宣稱廣譜防曬的產品，應當檢測化妝品抗UVA能力參數-臨界波長 或測定PFA值;防曬產品宣稱“防水”“防汗”或“適合游泳等戶外活動”等內容的，應當根據其所宣稱防水程度或時間按規定的方法檢測防水性能[2]。

研究人員開發適用于我國消費者的防曬化妝品不斷增加，防曬產品功效評價也成為研究人員關注的一個方向。功效評價方法有很多，常見的有人體試驗法、動物試驗法、體外評價法等，但人體試驗法、動物試驗法存在測試周期長，測試成本高，測試過程不確定因素多等短處，反觀體外評價法測試周期短，測試效率高，同時避免了倫理學問題，所以各研究人員更傾向于體外評價法。本文主要介紹防曬產品功效評價的體外方法（in vitro）。

1功效評價體外方法

1.1 體外SPF值/PFA值儀器法

現在市場上防曬化妝品的防曬指數（SPF）宣稱必需要用臨床人體測試的結果，臨床測試時需要用紫外日光模擬器對人體皮膚進行照射，通過皮膚的紅斑效應來計算防曬指數。這種方法雖然可以更直觀準確地得到防曬化妝品對人體的防護指數，但是，這種方法對人體存在一定的損傷且可能有致癌的風險，同時測試成本高、耗時長。所以很多研究人員為了降低測試成本、提高測試效率、減少對受試者皮膚造成的危害，而選擇體外方法評價防曬化妝品的功效性。體外儀器法測試成本低，操作方便快捷，對配方開發過程中的配方篩選或者初產品的功效評價方法尤為重要，是廣大研究人員的首選。

體外儀器法的原理是將防曬化妝品以同樣的方式涂抹于粗糙的基板上（如粗糙的PMMA板），將基板置于室溫避光條件下形成薄膜試樣，在一定劑量紫外線下照射，SPF值/PFA值儀器會繪制一個圖譜，通過其軟件會自動計算，可以直接計算出SPF值/PFA值。但是這個方法比較考驗操作人的操作手法，因為需要在基板上涂抹少量的樣品，在涂抹的過程中，要控制好手法才能做出相對比較穩定的數據。

汪秀平等[3]利用防曬指數SPF值儀器對11款市售防曬產品的防曬能力進行測試，研究儀器測試值與產品標定防曬指數值的相關性。

1.2 成纖維細胞光老化測試

細胞培養是指從動物活體體內取出組織，于模擬體內生理環境等特定的體內條件下，進行孵育培養，使之生存并生長。細胞培養工作現已廣泛應用于醫學、細胞生物學等各個領域，成為最重要的基礎科學之一。

光老化主要由于皮膚中的各種成分在吸收了紫外線的能量后，可誘導產生活性氧物質（ROS）直接攻擊細胞膜，引發脂質過氧化，并且耗竭細胞內的抗氧化酶，加速皮膚老化過程。同時，ROS還可以激發細胞內的信號傳導，誘導皮膚成纖維細胞合成基質金屬蛋白酶（MMP），降解包括膠原蛋白，彈性蛋白在內的多種基質成分。因此，成纖維細胞在皮膚老化的過程中扮演著重要的角色。由于皮膚成纖維細胞容易獲取，并且也易于在體外生長，故目前皮膚成纖維細胞培養已在基礎醫學和化妝品研究中的到較廣泛的運用[4]。

成纖維細胞光老化測試分別有幾種測試方法。一種是保護型的抗老化的測試方法，是在用紫外線輻照成纖維細胞前先用樣品處理一定時間，再用一定照射劑量輻照已用樣品預處理的成纖維細胞和未用樣品預處理的成纖維細胞，對比實驗結果。任潤健等[5]研究PDGF-BB對UVB誘導的光老化成纖維細胞中ROS的影響，得出PDGF-BB可降低UVB介導的光老化成纖維細胞中ROS的表達，減少氧化應激反應的結論，可在一定程度上緩解光老化進程;另一種成纖維細胞光老化測試方法是紫外線輻照成纖維細胞的同時加樣品進行測試，紫外線跟樣品時同時存在的。陳振輝等[6]研究雷帕霉素對人皮膚成纖維細胞光老化模型自噬及氧化應激的影響，得出雷帕霉素能夠增加UVB誘導的人皮膚成纖維細胞光老化的自噬水平，減少細胞衰老，同時降低ROS水平，改善氧化應激水平的結論;還有一種成纖維細胞光老化測試方法是損傷修復型的抗老化測試方法，是將成纖維細胞先用紫外線輻射處理，再使用樣品，一定時間后，對比這個成纖維細胞的修復程度。成纖維細胞光老化測試方法在不同的情況和不同的研究方向，對于實驗設計有一定的差異。

1.3 3D皮膚模型

3D皮膚模型構建技術的基本原理是從機體獲取少量的活體皮膚組織，將細胞從組織中分離，并在體外進行培養擴增，然后將擴增的細胞與生物材料按照一定的比例混合，使細胞粘附、生長于生物材料上形成3D皮膚模型[7]。因此，3D皮膚模型具有與真人皮膚高度相似的皮膚屏障。3D皮膚模型的主要類型包括3D表皮模型，EpiKutis采用中國人角質形成細胞，經組織工程專利技術而成，是國內首款實現產業化生產的皮膚測試模型;3D黑素皮膚模型，法國的SkinEthic RHPE、美國的MelanoDerm以及中國的MelaKutis等;3D全層皮膚模型，中國的FulKutis、美國的EpiDrm FT以及法國的T-Skin等。

3D皮膚模型由于具有試驗周期短、且具有與真人皮膚高度相似的皮膚屏障和相對于人體試驗來說經濟成本減少等優點而日益受到各個企業和科研機構的重視。Duval C等人曾構建了多種皮膚模型用于評估皮膚光損傷及防曬劑的光防護效應。其中含有角質細胞和成纖維細胞的全皮模型可用于研究UVA或UVB在表皮和真皮層的光損傷機制;含有黑素細胞和郎格漢氏細胞的皮膚模型可評估包括免疫應答在內的光防護效應[8]。陳旭等[9]研究了UVA輻射對皮膚模型和人體皮膚中相關基因的影響，發現了廣譜防曬劑可阻斷UVA誘導的真表皮層中發生的基因表達變化。

2結語

防曬產品功效評價具有多種體外方法，各體外評價方法的選用上存在差異，故各生產企業或研究機構在防曬產品功效評價方法選用上應根據企業機構自身情況和樣品的功效定位考慮。防曬產品在提高人們的生活質量方面起著不可忽視的作用，其市場前景非常廣闊，未來發展趨勢仍將是開發新型高效且適用于國人皮膚的防曬產品以及研究更廣泛適用的防曬功效評價方法。

參考文獻

[1] 鄧靜.防曬化妝品市場發展現狀[J].日用化學品科學，2018，41（6）：1-7.

[2] 化妝品注冊和備案檢驗工作規范[S].國家藥監局，2019.[3] Wang Xiuping，NIU Wenxia，BAI Xiaoyun，et al.Evaluation of Eleven Commercial Sun-Protection Cosmetics with SPF-290S Analyzer System[J].Flavour Fragrance Cosmetics，2014（4）：32-34+37.

[4] Wang Ling，He Congfen，Dong Yinmao.Applications of cell culture technologies in cosmetic efficacy evaluation[C].Proceedings of the 7th China Cosmetic Symposium，2008.

[5] 任潤健，方磊，賈傳龍，等.PDGF-BB對UVB誘導的光老化成纖維細胞中ROS的影響[J].中國美容醫學，2018，27（5）：109-112.

[6] 陳振輝，王明光，楊瑞，等.雷帕霉素對人皮膚成纖維細胞光老化模型自噬及氧化應激的影響[J].中國皮膚性病學雜志，2019，33（3）：253-257.

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[8] 孔雪，趙華，唐穎.皮膚模型在化妝品功效評價中的應用研究進展[J].日用化學工業，2017，47（4）：228-231+236.

[9] 陳旭，甄雅賢.廣譜防曬可有效防止UVA在體外重建皮膚及人體皮膚中誘導的基因表達[J].中華皮膚科雜志，2011，44（10）：759-760.