Rosnąca świadomość zarówno konsumentów, jak i producentów kosmetyków dotycząca szkodliwego wpływu promieniowania UV na skórę sprawia, że kosmetykom promieniochronnym stawia się coraz wyższe wymagania. Konsumenci oczekują kosmetyków uniwersalnych, dających możliwość ich stosowania w każdych warunkach, a zatem o wysokim współczynniku ochrony przeciwsłonecznej, „wodoodpornych”, utrzymujących się na skórze przez długi czas, a jednocześnie estetycznych, zróżnicowanych w swojej formie, łatwych w aplikacji.

Okazuje się jednak, że opracowanie „dobrej receptury” to poważne wyzwanie dla producenta. Limitowany ilością filtrów UV dopuszczonych do stosowania w kosmetykach, jak i ich stężeniem ma ograniczone pole do działania. Najtrudniejszym problemem, jak wykazują badania ostatnich lat, jest z jednej strony problem stabilności tych związków, z drugiej – rozwiązania technologiczne mające na celu zapewnienie równomiernej dystrybucji filtrów, tak w formie kosmetycznej, jak i po jej aplikacji na skórze. W jaki zatem sposób można zwiększać efektywność preparatów ochrony przeciwsłonecznej?

Poprawa stabilności filtrów UV

Jednym z powszechniej stosowanych filtrów UVA jest butylometoksydibenzoilometan (INCI: Butyl methoxydibenzoylmethane, BMDBM), dopuszczony do stosowania w kosmetykach na całym świecie. Okazuje się jednak, że jest związkiem fotoniestabilnym i może stracić kilkanaście do kilkudziesięciu procent swojej aktywności, a zatem działania ochronnego, po ekspozycji na promieniowanie słoneczne (badania przy długości fali ok. 360 nm).

Jednym z pierwszych, którzy zauważyli to niekorzystne zjawisko, była firma L’Oreal, która rozwiązała problem poprzez wprowadzenie do składu receptury innych filtrów zwłaszcza octocrylenu (rozwiązanie to opatentowano), zapewniając w ten sposób skuteczną ochronę. Patent L’Oreala wygasł na terenie Europy w listopadzie 2004 roku, jednakże różne jego pochodne nadal obowiązują w USA, Australii i Japonii. Bardzo zbliżone rozwiązanie opatentowała firma Roche, której patent nadal obowiązuje w Europie. Nowsze rozwiązania zwiększenia stabilności BMDBM zaproponował Merck, którego produkt (INCI: Diethylhexyl syringylidene (and) caprylic/capric triglyceride) wykazuje skuteczność zbliżoną do poprzednika.

W literaturze znaleźć można również bardziej naukowe podejście. Craig Bonds i wsp. dowiedli, że odpowiedni skład fazy tłuszczowej (i wartość jej stałej dielektrycznej), w której zawarty jest BMDBM może znacznie poprawić fotostabilność tego filtru.

Problem fotostabilności dotyczy nie tylko filtrów chemicznych, ale również filtrów fizycznych, z których najważniejszym jest ditlenek tytanu (TiO2). W tym przypadku, w celu zwiększenia stabilności cząstki mikronizowanego tlenku tytanu pokrywa się odpowiednimi materiałami np. tlenkiem glinu.

Skład bazy kosmetycznej

Fakt, że składniki receptury kosmetycznej mogą wpływać na skuteczność działania promieniochronnego kosmetyku potwierdzono już stosunkowo dawno. Wykazano między innymi, że emolienty (składniki tłuszczowe emulsji odpowiedzialne za natłuszczanie, pośrednie nawilżanie oraz zmiękczanie naskórka) o charakterze niepolarnym (np. wazelina), ale również te z grupy rozgałęzionych estrów (np. mirystynian izopropylu czy palmitynian izopropylu) czy niektóre emulgatory obniżają współczynnik ochrony słonecznej.

Innym sposobem zwiększania współczynnika ochrony przeciwsłonecznej w przypadku emulsji (zwłaszcza O/W, w których filtry organiczne znajdują się w kroplach wewnętrznej fazy organicznej rozproszonej w fazie wodnej) jest stopień rozdrobnienia fazy wewnętrznej. Im mniejsze są jej krople, im bardziej rozproszone w fazie zewnętrznej, tym wyższy uzyskiwany współczynnik SPF.

Jednym ze sposobów może być wprowadzenie większej ilości emulgatora do receptury. W ten sposób wykazano wzrost współczynnika SPF z <30 do >40. Efekt ten tłumaczy się faktem, iż lepiej zdyspergowana (bardziej rozdrobniona) wewnętrzna faza tłuszczowa emulsji O/W daje bardziej homogenny film na powierzchni skóry i bardziej równomierne jej pokrycie cząsteczkami filtru.

Umiejętne komponowanie receptury i kompleksowe podejście w trakcie jej tworzenia jest zatem kluczem do uzyskania preparatu o wysokiej skuteczności.

Nowoczesne „SPF Boosters”

SPF boosters, które w wolnym tłumaczeniu można określić jako składniki wzmacniające działanie filtrów UV, to pojęcie szczególnie modne wśród producentów tego typu surowców. W grupie tej znajduje się szereg związków, m.in. polimery z grupy syntetycznych poliakrylanów czy naturalnych polisacharydów (galaktoarabinian otrzymywany z modrzewia), ale także emolienty i inne.

Opisywany mechanizm działania wzmacniającego wartość SPF jest w wielu przypadkach zbliżony i polega na zapobieganiu agregacji cząsteczek lub cząstek (w przypadku filtrów nierozpuszczalnych np. mikronizowany tlenek tytanu) filtrów przeciwsłonecznych i utworzenia jednorodnej dyspersji zapewniającej równomierną dystrybucję filtru UV w kosmetyku, a przede wszystkim na powierzchni skóry. Jest to jeden z podstawowych warunków efektywnego działania ochronnego preparatu. Obok tego związki te często zwiększają substantywność filtrów do powierzchni skóry i odpowiadają za ich przedłużone utrzymywanie się na skórze.

Przykładem takiego polimeru jest występujący pod nazwą INCI: Polyacrylate-15 (and) Polyacrylate-17, opracowany specjalnie jako składnik podnoszący efektywność filtrów UV. Wg danych przedstawianych przez producenta wprowadzenie tego związku do receptury kosmetycznej opartej na filtrach organicznych o wartości SPF15 pozwalana na 3- krotne zwiększenie efektywności jej działania promieniochronnego. Z drugiej strony pozwala na osiągnięcie tego samego współczynnika ochrony SPF przy zastosowaniu znacznie mniejszej ilości filtrów. To z kolei będzie wpływało na obniżenie ceny kosmetyku oraz, co istotne, zmniejszenie ryzyka potencjalnych niepożądanych efektów ubocznych na skórę (np. podrażnienia) wywołanych działaniem filtrów.

Polyacrylate-15 (and) Polyacrylate-17 swoją skuteczność zawdzięcza dość złożonej budowie. Należy do grupy tzw. polimerów szczepionych, gdzie do głównego uporządkowanego łańcucha olefinowego przyłączone są boczne odgałęzienia w postaci bloków o strukturze skrytokrystalicznej lub amorficznej (polarne boczne łańcuchy akrylowe).

Sam polimer nie jest filtrem UV i nie pochłania ani nie odbija promieniowania. Jednakże ze względu na wysokie powinowactwo do wielu szeroko stosowanych w kosmetyce filtrów organicznych (m.in. ethylhexyl methoxycinnamate czy ethylhexyl salicylate) prowadzi do większego uporządkowania i równomiernego rozprowadzenia filtrów na powierzchni skóry. A to jest jednym z warunków skuteczności preparatu ochrony przeciwsłonecznej.

Zupełnie inne rozwiązanie zaproponowała firma Rohm and Haas, wprowadzając na rynek „sun-sfery” (SunSpheres). Przypominają one plastikowe kuleczki mikroskopijnych rozmiarów, których zewnętrzna otoczka zbudowana jest ze specjalnego polimeru (kopolimer styrenowo/akrylowy), natomiast wnętrze jest puste. Mikroskopijne, bo ich średnica wynosi ok. 350 do 425 nm średnicy. Po naniesieniu na skórę są niewidoczne i niewyczuwalne, ale bardzo skuteczne.

Badania wykazały, że mogą zwiększać skuteczność ochrony przed promieniowaniem UV nawet o 50–75% zależnie od zastosowanego stężenia. Idea produktu bazuje na czysto fizycznym zjawisku załamania światła. Wiązka promieniowania, przechodząc z jednego (polimer) do drugiego (powietrze) ośrodka, zmienia swój kierunek. Dlatego po przejęciu przez sun-sferę nie przenika głębiej do naskórka, ale poprzez zmianę kierunku ma szansę napotkać na swej drodze cząsteczkę filtru UV i zostać zaabsorbowaną lub odbitą (czyli „unieszkodliwioną”). Obecność na powierzchni skóry ogromnej liczby takich tworów sprawia, że efekt ten jest stosunkowo silny.

Producenci surowców kosmetycznych, naukowcy i pracownicy działów R&D firm kosmetycznych szukają wciąż nowych rozwiązań: poszukują nowych filtrów gwarantujących bezpieczeństwo stosowania oraz innych składników podnoszących własności użytkowe kosmetyków. Należy jednak pamiętać, że żadne z rozwiązań nie jest uniwersalne, a każdy surowiec niesie ze sobą pewne ograniczenia. Tak jest zarówno w przypadku filtrów UV, chroniących tylko w pewnym zakresie i tylko przy określonym zastosowanym stężeniu; tak jest również w przypadku opisanych składników podnoszących wartość SPF. I wreszcie żaden, choćby najlepszy i najdroższy kosmetyk nie zapewni nam właściwej ochrony przez cały dzień, jeśli nie będziemy pamiętać o jego prawidłowym stosowaniu.

Przedruk z Cosmetic Reporter 07/08 (16/17) lipiec/sierpień 2007 (za zgodą Redakcji)