Effetti delle radiazioni sulla pelle
Lunghezze d'onda delle radiazioni (nm)
Ultra Violetto
UVC
UVB
UVA2
230-280 280-310 310-340
Visibile
UVA1
340-400
IR
400-760
>760
viola-rosso
I raggi UV attorno a 290 nm vengono riflessi solo in minima
parte e penetrano sino all'epidermide vivente .
E = h ν
ν = c/λ
E = h c/ λ
Aumentando la lunghezza d'onda aumenta il grado di .riflessione
ma anche l'intensità di penetrazione (derma)
Azioni delle radiazioni UV
• azione disinfettante
• azione terapeutica di alcune patologia cutanea (es. psoriasi ed
eczemi)
• azione benefica sull’umore (light therapy of depression)
• produzione di vit. D
• azione essiccante
• aumento strato corneo (ipercheratosi)
• ipertricosi
• accelerazione della proliferazione celulare (tumori)
Radiazioni UV-A e UV-B
Eritema (scottatura)
• Rossore, Edema, Prurito, Dolore
• Soglia: MED (Minimal Erythema Dose). Minima dose
eritematogena. Definita come “la minima dose di UV che
produce il primopercettibile, non ambiguo eritema da 16 a
24 ore dopo l’esposizione ai raggi UV”
• Appare da 10 a 24 ore dopo l’irraggiamento
• E’ limitato all’area di irraggiamento
• Dipende dalla lunghezza d’onda:
• UV B sono da 1000 a 10’000 volte più efficaci degli UVA
nel produrre eritema
Desquamazione
Se c’è scottatura significativa
Significa che l’irraggiamento è stato superiore alla soglia di
“ riparo”
Eritema e desquamazione dipendono dal fototipo
anche la MED dipende dal fototipo
1
2
3
4
5
6
ustione facile, nessuna abbronzatura
ustione facile, abbronzatura minima
ustione mediamente facile, abbronzatura graduale
ustione minima, abbronzatura facile
ustione rara, abbronzatura molto facile
nessuna ustione, abbronzatura facilissima
Acantosi: aumento dello spessore dell’epidermide
• L’irraggiamento influenza la mitosi e proliferazione cellulare
• Prolungamento del periodo di divisione cellulare
• Se l’irraggiamento è ripetuto, lo spessore dell’epidermide
aumenta in alcuni giorni
• Massima acantosi si raggiunge tra 2 e 3 settimane
• Nessun ulteriore aumento in seguito a successivi irraggiamenti
• Fattore di protezione fra 2 e 4 per inspessimento
dell’epidermide
Reazioni della pelle:
produzione di acido urocainico (imidazolacrilico)
produzione di melanina
Pigmentazione
Ci sono due tipi di pigmentazione:
Immediata (IPD: Immediate Pigment Darkening)
• Causata da raggi UVA che ossidano i precursori incolori della
melanina
• Colorazione blu-grigia
• UVA dose dependente
• Più evidente nei fototipi III and IV
• Transiente, scompare dopo alcune ore
• Non conferisce alcuna protezione contro i raggi UV
Abbronzatura (principalmente UVB)
Uno dei più efficienti meccanismi di protezione.
La pelle abbronzata ha un fattore di protezione compreso fra
3 e 6
Causa: stimolazione dei melanociti da parte delle radiazioni
UVB (anche UVA ma in misura <<<)
Effetti dannosi cronici delle radiazioni sulla cute
Fotoinvecchiamento; principalmente UVA
• Elastosi (accumulo di elastina nel derma superficiale)
• Degradazione del collagene
• Tumori cutanei (Basal Cell Carcinoma; Squamous Cell
Carcinoma; Melanoma) (dovuti a UVA e UVB)
Dovuti a ROS, RNS, RCS
Distribuzione delle radiazioni UV nel corso del giorno
Prodotti solari
Fattori che influenzano l'esposizione
• luogo, ora e durata dell'esposizione
• quantità e qualità dell'esposizione
• risposta individuale (acclimatabilità) del soggetto
• stato di salute e fotosensibilità
• tipo di pelle
• modo di esposizione
Fototipi
• soggetti normalmente fotoresistenti, con pigmentazione
rapida ed uniforme (bruni, castani scuri) 20 %
• soggetti mediamente resistenti a lenta pigmentazione
(biondi, castani chiari) 67 %
• soggetti scarsamente resistenti, con pigmentazione
disuniforme o assente (fulvi, albini) 13 %
Prodotti solari
Raccomandazione 2OO6/647/CE Commissione europea
La Commissione europea ha realizzato una Raccomandazione
volta a migliorare l’etichettatura dei prodotti attraverso
etichette che riportino chiaramente e in modo comprensibile per
il consumatore avvertenze e istruzioni per il corretto utilizzo
del solare e procedure standardizzate per la valutazione dei
livelli di protezione.
• I prodotti solari devono contenere filtri anti UVA e anti UVB
e quindi garantire protezione sia contro i raggi UVA che
contro gli UVB (la protezione minima UVA non potrà essere
inferiore ad un terzo di quella UVB);
Il grado minimo di protezione garantito dal prodotti per la
protezione solare dovrebbe essere:
a) una protezione dagli UVB con un fattore di protezione solare
6 quale ottenuto applicando L’International Sun Protection
Factor Test Method (2006) o un grado equivalente di protezione
ottenuto con un metodo in vitro;
b) una protezione dagli UVA con un fattore di protezione
UVA pari ad 1/3 del fattore di protezione solare ottenuto
applicando il metodo PPD quale modificato dall'agenzia
sanitaria francese o un grado equivalente di protezione ottenuto
con un metodo in vitro;
c) una lunghezza d'onda critica di 370 nm quale ottenuta
applicando il metodo di prova della lunghezza d'onda critica.
Prodotto per la protezione solare:
qualsiasi preparato (quale crema, olio, gel, spray) destinato a
essere posto in contatto con la pelle umana, al fine esclusivo o
principale di proteggerla dai raggi UV assorbendoli,
disperdendoli o mediante rifrazione;
FILTRI SOLARI
Classificazione in base a:
• Natura chimica
• Proprietà di protezione
Natura chimica
• Filtri UV inorganici (minerali)
o micropigmenti (TiO2, ZnO, caolino. idrato di alluminio,
carbonato di magnesio)
• Organic UV-Filter
o molecole singole
o polimeri/filtri organici particolati
Proprietà di protezione
• Filtri UVB
• Filtri UVA
• Filtri UVA + UVB
Ci sono 28 composti accettati dalla EU come filtri UV (gennaio
2005)
Filtri solari
•
•
•
•
•
•
•
•
PABA (UVB)
salicilati (UVB)
derivati della canfora (UVB)
Octocrilene (UVB)
cinnamati (UVB)
derivati terpenici (UVB)
benzofenoni (UVB-UVA 2)
antranilati (UVA2)
Meccanismo di azione:
• La sostanza “filtro” assorbe energia (UV) e passa
ad un livello eccitato per un tempo più o meno
lungo.
• Se il tempo di rilascio dell’energia assorbita è
lungo, l’energia ha una lunghezza d’onda maggiore di
quella assorbita,
• per cui l’iniziale radiazione UV si trasforma in una
radiazione del Visibile o IR o comunque di una zona
non più eritematogena
Caratteristiche
• non irritanti o fotosensibilizzanti
• stabili alla luce per almeno 12 h
• attivi a dosi dell’1-5 %
.
Filtri aggiuntivi
• acido urocainico
• oli e burri vegetali contenenti insaponificabili (olivo, avocado,
sesamo, palma:)
• olio di cocco: non contiene insaponificabili
• l’olio di bergamotto: contiene futocumarine che sono
fototossiche, per cui è ammesso solo a basse dosi
• estratti vegetali (bergamotto, limone);
Acceleratori di pigmentazione
• caroteni
• tirosina
• estratti di noce e di henne
• estratti vegetali (aloe, cascara, frangola)
Raccomandazione 2OO6I647/CE
Commissione europea
f) “dose minima eritemica”: la quantità di energia necessaria
perchè si produca una reazione eritemica;
g) “fattore di protezione solare”: il rapporto fra la dose minima
eritemica sulla pelle protetta da un prodotto per la protezione
solare e la dose minima eritemica sulla stessa pelle non protetta;
h) «fattore di protezione UVA»: il rapporto fra la dose minima
UVA necessaria per indurre una pigmentazione persistente della
pelle protetta da un prodotto per la protezione solare e la dose
minima UVA necessaria per indurre la pigmentazione minima
sulla stessa pelle non protetta.
Prodotti solari
• L'efficacia è definita in 4 classi (bassa, media, alta, molto
alta) corrispondenti ai diversi gradienti di protezione:
• 6-10 bassa;
• 15-25 media
• 30-50 alta
• 50+ molto alta
• Indice minimo per dichiarare protettivo un prodotto: >6.
• Non definibili come solari protettivi i prodotti con indici
inferiori a 6
• La categoria (bassa, media, alta, molto alta) dovrebbe essere
indicata sull'etichetta in in maniera altrettanto visibile che il
fattore di protezione solare.
Sunburn &
Tanning history
Photo
(defines the
type
phototype)
I
Burns easily,
(2 % )
never tans
II
Burns easily,
( 1 2 % ) tans minimally
with difficulty
III
Burns
( 7 8 % ) moderately, tans
moderately and
uniformly
IV
Burns minimally,
(8 % )
tans moderately
and easily
V
Rarely burns,
tans profusely
VI
Never burns,
tans profusely
Immediate
pigment
darkening
None (–)
Weak ( to
+)
Definite +
Constitutitv
e color
Delayed (unexposed
tanning skin)
None (–) Ivory White
UV-A
MED
(mJ/c
m2)
20–35
UV-B
MED
(mJ/c
m2)
15–30
Minimal
White
to weak (
to +)
Low +
White
30–45
25–40
40–55
30–50
Beige-Olive,
Lightly
tanned
Moderate
brown or
tanned
50–80
40–60
70–100
60–90
Dark brown
or black
100
90–150
Moderate ++ Moderate
++
Intense
Strong,
(brown) +++ intense
brown
+++
Intense
Strong,
(dark brown) intense
+++
brown
+++
Calcolo del fattore di protezione UVB
International Sun Protection Factor Test Method 2006
Parametro utilizzato: eritema solare
Protocollo:
• 10-20 soggetti – fototipo 1, 2 e 3
• Zona dei test: schiena
• Fonte di radiazione: fonte artificiale di luce con lampada allo
xenon dotata di filtri.
• Lo spettro di radiazioni deve essere comparabile a quello
solare standard (290-400 nm) –
• Per ogni test deve essere usato almeno un prodotto di
riferimento standard:
per la bassa protezione fattore 4,2
per la alta protezione 12-15.
Calcolo del fattore di protezione UVB
• Quantità di prodotto: 2 mg/cm2 in un'area compresa tra 30 e
60 cm2. Tra l'applicazione del prodotto e l’esposizione devono
passare da 15 a 30 minuti . Determinazione del MED: deve
essere effettuata con almeno 5 zone da irradiare e
sottoposte a dosi crescenti di UV
• 6-24 ore dopo l'esposizione si misura la MED della zona non
protetta (MEDn) e la MED della zona protetta (MEDp), quindi
si calcola l’SPF:
• Fattore di protezione UVB = MEDp/MEDn
Determinazione dell’SPF:
• Media matematica degli SPF individuali ottenuti per i 10-20
soggetti. Questo SPF medio può essere al massimo ±17%
rispetto agli estremi (Intervallo di confidenza 95%).
• Se questo limite di tolleranza non è rispettato occorre
aumentare il numero di soggetti sottoposti al test.
Protezione solare UVA
• Test in vivo PPD (Persistent Pigment Darkening) applicato
dall'industria giapponese e modificato dall'agenzia sanitaria
francese (Non ci sono ancora metodi in vitro standardizzati)
• Prova della lunghezza d'onda critica
Metodo PPD (in vivo)- Persistent Pigment Darkening
Il metodo si base sulla pigmentazione della melanina presente
nella pelle, provocata dalle radiazioni UVA.
Protocollo:
• Minimo 10 soggetti (18-60 anni) - fototipi II, III, IV
• Errore standard: 10%
• lampade allo xenon, 150-300 Watt
Valutazione del risultato del test:
2- 4 ore dopo l'esposizione
Si utilizza la MPD (Minimal Pigment Dose)
Fattore di protezione UVA = MPDp / MPDn
Determinazione SPF - Test in vitro
Metodo spettrofotometrico di Diffey e Robson
Spettrofotometro a doppio raggio UV-VIS
• Campo spettrale: 400-290 nm
• Programma analitico di elaborazione degli spettri
• Supporto: es. cerotto poroso (20-25 cm2) permeabile ai raggi
UV
• Quantità di prodotto solare applicata sul cerotto: 2 mg/cm2
• Il supporto caricato e il bianco (cerotto senza prodotto)
vengono posizionati sulla finestra dello spettrofòtometro
• Viene misurata la curva di assorbimento relativa alla regione
UVA-UVB
• La misura viene ripetuta 4-6 volte variando la posizione del
cerotto rispetto alla radiazione incidente in modo da
controllare l’omogeneità di distribuzione del prodotto sul
supporto
• Al termine delle acquisizioni si analizzano le curve e si
effettuano le medie matematiche delle osservazioni
Il programma di calcolo dell'SPF consente di trasformare i
valori di assorbanza, in valori di SPF
Tossicità dei filtri solari
Assorbimento
Acido p-aminobenzoico: 28 % della dose applicata
SaIicilato di trietanolamina: 13 % della dose
Benzofenone: 17-46 % della dose
Metabolismo
Formazione di metaboliti mutageni (nitrosamine)
.
Tossicità locale
Fototossicità
Fotoallergia
Altre reazioni
.
Presenza di contaminanti
N-nitrosodietanolamina: assorbimento del 35-65 %
Forme cosmetiche
Eccipiente/i ha/hanno una primaria importanza nel preparato
solare:
dare un film omogeneo e continuo
non interferire con il filtro
pH tra 5 e 7
Dal punto di vista chimico-fisico può essere ottenuto in molteplici
forme.
• oleoliti
• unguenti anidri e lipogel
• emulsioni A/O fluide o consistenti
• emulsioni O/A fluide o consistenti
Lo spessore dello strato da stendere sulla pelle: 0.5-0.2 mm
Esposizione razionale
Penetrazione transdermica di filtri solari
• Effetto del filtro solare:
• solubilità
• lipofiIia
• Effetto del veicolo:
• acquosi (emulsioni o/w; geI)
• lipofili (emulsioni w/o, unguenti, oleoliti)
• L’accumulo di filtri solari negli strati più esterni dello strato
comeo è desiderabile perché mantiene la protezione, anche se c' è
rimozione per effetto di:
• sfregamento
• sudorazione
• contatto con acqua
• La permeazione attraverso tutta l'epidermide non è
desiderabile
• Caratteristiche di alcuni filtri UV:
conc. UV max
logP
ossibenzone
2 etil esil 4 metossi cinnamato
5%
7.5%
288.325
311
3.58
5.96
2 etil esil salicilato
3%
307
6.02
• SPF: 14
• confronto tra formulazioni
emulsione o/w
unguento (vaselina)
• dose: 2mg/cm2
Distribuzione in vivo nello strato corneo e SPF
Autoabbrozzanti
• Sono sostanze che reagiscono con la cheratina formando
sostanze colorate
• Diidrossiacetone:
HO-H2O-CO-CH2-OH
• Non penetra negli strati profondi
• Concentrazione: 2-4%
• Applicazione uniforme
• Non protegge dalle radiazioni
