Mecanismo de protección solar [Mecanismo de protección solar y su aplicación]
1 Los rayos ultravioleta y sus efectos en el cuerpo humano
1.1 Rayos ultravioleta
La luz solar se compone de muchas longitudes de onda del espectro electromagnético. Cuando la luz solar penetra en la atmósfera terrestre, algunas longitudes de onda de luz se filtran y la radiación restante llega a la superficie de la Tierra. Esta luz se llama luz ultravioleta e infrarroja. Los rayos ultravioleta interactúan con las células de la piel y causan daños importantes. Ver Tabla 1.
1.2 Daño de los rayos ultravioleta a la piel
La RUV es un factor inmunosupresor y el daño a la función inmune puede provocar tumores en la piel. Toewa et al. observaron por primera vez que la radiación ultravioleta cambia la función de las células presentadoras de antígenos (APC) -células de Langerhans (LC). En el tejido cutáneo normal, la Lc forma una estructura de red en la epidermis. Una de sus funciones es absorber antígenos extraños, migrar a los ganglios linfáticos locales y presentar los antígenos a las células T. La irradiación ultravioleta cambia la morfología de la Lc epidérmica, destruye la estructura de la red, reduce la cantidad de Lc y cambia su función. El aumento de las células inflamatorias conduce a la tolerancia inmune. Además, el ácido uridílico es producto de la desaminación de la histidina y abunda en la epidermis superior. Después de la irradiación ultravioleta, cambia de la estructura trans a la estructura cis, inhibiendo así la función de las células T. Muchos laboratorios han confirmado los efectos inmunosupresores del ácido uridílico.
El impacto de los rayos ultravioleta en la piel también se refleja en el fotoenvejecimiento de la piel. Las personas que están sobreexpuestas al sol parecerán muy mayores y sobre la piel fotoenvejecida crecerán varios tipos de vegetación. Hay arrugas profundas, piel flácida y muchas manchas de pigmento. Estos fenómenos reflejan cambios en la estructura de la piel pero son completamente diferentes de los cambios fisiológicos del envejecimiento. Los rayos UVB pueden causar eritema cutáneo, daños en el ADN y tumores cutáneos. Los resultados de la investigación de Sams et al. muestran que los rayos UVB pueden dañar el tejido conectivo. Irradiaron ratones peludos con entre 30 y 50 veces la cantidad mínima de UVB para el eritema y los vómitos, lo que resultó en una hiperplasia moderada de las fibras elásticas. Después de una irradiación crónica prolongada, la tasa de descomposición del colágeno es mayor que la capacidad de síntesis celular. El resultado es un adelgazamiento y atrofia dérmica que conduce a un fotoenvejecimiento visible de la piel. La exposición a la radiación uVA puede provocar reacciones eritematosas y daño vascular. Aunque la densidad de deposición de fibras elásticas es menor que la de los rayos UVB, la degeneración de las fibras elásticas puede extenderse profundamente hacia la dermis, causando grandes daños a la piel humana.
1.3 Daño de los rayos ultravioleta en el cabello
Los rayos ultravioleta no sólo afectan a la piel, sino que también provocan daños en el cabello. Cuando el cabello está expuesto a grandes dosis de rayos UV. El cabello cambia de color y el cabello castaño se desvanece fácilmente. Los rubios y pelirrojos se vuelven amarillos. Esto se debe al blanqueo fotooxidativo y a la fotodegradación de los aminoácidos (cistina, tirosina y triptófano). La fotodegradación de los aminoácidos también provoca una reducción de la tensión del cabello. Para proteger tu piel y cabello de los rayos UV, la forma más directa es cubrirlos con ropa, un sombrero o un paraguas. Además, a través de la investigación los científicos han descubierto varias sustancias que absorben o bloquean la radiación ultravioleta.
2 Protector solar en el campo de los cristales cosméticos
2.1 Protector solar
Los agentes de protección solar actualmente ampliamente utilizados a nivel internacional generalmente se pueden dividir en Hay dos categorías, a saber, absorbentes de rayos UV. y dispersores de UV. Los escritorios de dispersión ultravioleta utilizan principalmente la dispersión o reflexión de algunas sustancias inorgánicas para reducir el daño de los rayos ultravioleta a la piel, como caolín, óxido de zinc, talco, óxido de titanio, nuevos polvos orgánicos, etc. Principalmente forman una barrera en la superficie de la piel para evitar que los rayos ultravioleta irradien directamente la piel. Sin embargo, estas sustancias tienen la desventaja de una gran cantidad y un efecto de protección solar deficiente. El uso excesivo puede obstruir fácilmente los poros y provocar nuevas enfermedades de la piel y otras consecuencias adversas. Los protectores solares actualmente se refieren a absorbentes de rayos UV que absorben los rayos ultravioleta. La energía luminosa absorbida por sus moléculas de los rayos ultravioleta es igual a la energía necesaria para provocar la "excitación fotoquímica" de las moléculas. La energía luminosa se puede convertir en energía térmica o luz visible inofensiva para la radiación, evitando así eficazmente que los rayos ultravioleta bronceen y. quemar la piel con el sol.
Los protectores solares se pueden dividir en los siguientes tipos:
2.1.1 Derivados del ácido paraaminobenzoico (PABA)
Los derivados del ácido P-aminobenzoico pueden absorber eficazmente los rayos ultravioleta de 280-300 nm. es el primer absorbente de rayos UV utilizado. Como absorben los rayos UVB, pueden irritar la piel. Posteriormente, tras la mejora, apareció su homólogo, el ácido p-dimetilaminobenzoico. Se utiliza principalmente como absorbente de rayos UV en cosméticos de protección solar para prevenir el eritema y la dermatitis por rayos UV. Los productos extranjeros importantes incluyen: ácido paraaminobenzoico, paraaminobenzoato de glicerilo, paraaminobenzoato de etoxietilo y paraaminobenzoato de amilo. Los productos absorbentes de UV comúnmente utilizados en China incluyen: ácido 4-aminobenzoico, monoglicérido de ácido aminobenzoico, benzoato de mentilo de hidrógeno, paraaminobenzoato de isobutilo, paraaminobenzoato de octilo y formiato de paradimetilaminobenzoato, éster 2-etilétil, etc. Entre ellos, el para-dimetilaminobenzoato de amilo y el paraaminobenzoato de glicerilo son buenos absorbentes de UVB.
Sin embargo, según un informe de la American Skin Cancer Foundation, el análisis de los cosméticos elaborados con este absorbente de rayos UV encontró que pueden contener carcinógenos. Esta sustancia puede ser un producto de descomposición de absorbentes de rayos UV. Por tanto, su uso ha sido restringido.
2.1.2 Derivados de antranilato
Los derivados de antranilato pueden bloquear los rayos ultravioleta de 290-380 nm y tienen la capacidad de bloquear los rayos UVA y UVB, por lo que son eficaces absorbentes de UV. Es barato, pero tiene una baja tasa de absorción y puede irritar la piel. Los principales tipos de productos absorbentes de rayos UV producidos en el extranjero incluyen: mentol con ácido antranílico y mentol con alto contenido de ácido antranílico. Además, el paraaminobenzoato de N-dimetilo octilo, como absorbente de rayos UVB, puede prevenir eficazmente la carcinogénesis fotoquímica.
2.1.3 Cinnamato
El cinamato se usa ampliamente porque puede bloquear los rayos ultravioleta de 280-310 nm y tiene una alta tasa de absorción. P-ParsoMCX (metoxicinamato de octilo) es actualmente el protector solar más común en el mundo. Tiene una excelente curva de absorción de rayos UV, buena seguridad y buena solubilidad en materias primas aceitosas. Es casi un protector solar ideal.
El agente de protección solar o absorbente de rayos UV más utilizado en los cosméticos de protección solar es, sin duda, el ocMMethoxveinnamate, en lo sucesivo denominado OMC. El número de serie de protectores solares EU COLPA es $28, en lo sucesivo denominado Colipa$28, pero su resistencia a la luz o. La resistencia a la luz no es la misma. Por lo general, después de 10MED de luz solar, aproximadamente el 70% de los ingredientes activos se fotodegradan. Por lo tanto, a menudo se requieren dosis más altas en la fórmula para que funcione de manera efectiva. Al mismo tiempo, para reducir la reacción de irritación excesiva causada por la estimulación del sol después de que los usuarios con piel sensible aplican cosméticos de protección solar. Es necesario agregar cantidades excesivas de ingredientes irritantes para minimizar las quejas de irritación del producto.
En los últimos años. Algunos medios nórdicos han informado que algunos absorbentes de rayos UV utilizados en cosméticos, como OMC, benzofenona, 3 y 4, metilbencilalcanfor, etc., pueden tener actividad estrogénica y no son adecuados para su uso en cristales cosméticos para niños. de pánico entre los consumidores europeos. El Comité Científico de Cosméticos y No Alimentos de la UE, responsable de la seguridad de los cosméticos en la Unión Europea, cree, después de un estudio cuidadoso, que los tres supuestos absorbentes de ultravioleta mencionados anteriormente sólo tienen efectos afrodisíacos débiles, similares a muchas otras materias primas cosméticas de uso común. y algunos medicamentos, su uso en cosmética no afectará a la salud del consumidor.
2.1.4 Salicilatos
Los salicilatos son los primeros absorbentes de rayos UV y pueden formar enlaces de oxígeno en las moléculas. Tiene una baja capacidad de absorción ultravioleta, un rango de longitud de onda de absorción extremadamente estrecho (menos de 340 Iiin) y puede proteger contra rayos ultravioleta de 280-330 nm. Sin embargo, después de absorber una cierta cantidad de energía, debido al reordenamiento molecular, se forma una estructura de benzofenona con fuerte resistencia a los rayos UV, lo que da como resultado una fuerte fotoestabilidad. Como se muestra a continuación.
Los compuestos con la fórmula estructural anterior también se denominan absorbentes UV pioneros. Su efecto de protección solar no es muy elevado, pero son baratos, tienen procesos de preparación sencillos y tienen baja toxicidad. Se puede utilizar con otros protectores solares.
En la actualidad, la UE solo permite el uso de 3.3.5, salicilato de trimetilciclohexanol y salicilato de isooctilo (c15H22O3), pero el uso previamente permitido de éster isopropilbencilo del ácido salicílico se ha suspendido debido a preocupaciones toxicológicas.
La FDA de EE. UU. ha relajado las restricciones sobre los compuestos de ácido salicílico: permitiendo el uso de salicilato de 3,3,5,3-ciclohexanol, salicilato de isooctilo y salicilato de trietanolamina.
En términos generales, la eficiencia de absorción de los compuestos de ácido salicílico para los rayos UVB de onda corta es bastante baja, lo que inevitablemente conducirá a que los formuladores aumenten la dosis para lograr un cierto valor de SPF. Sin embargo, la fotoestabilidad de estos compuestos es muy baja. Sus productos de fotodegradación pueden causar grandes problemas a la piel.
2.1.5 Compuesto de benzofenona
El agente protector solar de benzofenona metil cetona tiene un fuerte efecto de absorción en casi toda la región ultravioleta. Esto se debe a que existen enlaces de hidrógeno intramoleculares y una completa. El anillo se forma entre el hidrógeno hidroxilo del anillo de benceno y el oxígeno carbonilo adyacente. Cuando se absorbe la energía ultravioleta, las moléculas sufren una vibración térmica, los enlaces de hidrógeno se rompen y el anillo integral se abre, convirtiendo los dañinos rayos ultravioleta en energía térmica inofensiva y liberándola. Además, después de que la benzofenona absorbe la luz ultravioleta, no solo se destruye el enlace de hidrógeno, sino que también se excita el grupo carbonilo, lo que da como resultado tautomerismo y estructura enólica, que también consume algo de energía. Por ejemplo:
La fuerza de los enlaces de hidrógeno intramoleculares está relacionada con su efecto de fotoestabilidad. Cuanto más fuerte sea el enlace de hidrógeno, más energía se necesita para romperlo, más energía ultravioleta absorbe y mejor será el efecto. O viceversa, de Dallas al Auditorium. Este protector solar es muy estable al calor y a la luz. Pero es inestable a la oxidación, por lo que al formular cosméticos coloreados se deben agregar antioxidantes a la fórmula. Este tipo de protector solar tiene buena afinidad con la piel y la mucosa abdominal, no tiene reacción de fotosensibilidad y tiene baja toxicidad. Por ejemplo, la 2,4-hidroximetoxibenzofenona es una sustancia eficaz con absorción de rayos UV de amplio espectro. Ampliamente utilizado en el extranjero. La 2,2'-dihidroxi, 4,4', dimetoxibenzofenona tiene el mismo efecto de protección solar en la zona ultravioleta A y en la zona ultravioleta B. Tiene alta termoestabilidad y fotoestabilidad. La tetrahidroxifenilcetona es un absorbente ultravioleta de amplio espectro, que se caracteriza por la mayor eficacia en el campo del bronceado y la mayor estabilidad térmica y lumínica entre productos similares. Este protector solar está disponible en bits orto y contra. La posición orto muestra el pico de absorción de los rayos UVA. La paraposición muestra el pico de absorción de los rayos UVB, por lo que absorbe los rayos UV más ampliamente que otros protectores solares. Es más seguro y sólo unas pocas personas experimentarán reacciones alérgicas temporales. Por tanto, es un absorbente de rayos UV muy utilizado.
2.1.6 Derivados del alcanfor
El 3-fenildecilalcanfor puede absorber eficazmente los rayos ultravioleta en el rango de quemaduras solares, pero puede atravesar completamente los rayos ultravioleta en el rango de bronceado. Por ejemplo, el 3-(4-metilbencil)alcanfor se puede utilizar en diversos agentes bronceadores y protectores solares. Es estable durante el almacenamiento, no irrita, no es fotosensible y es invariable, y tiene baja toxicidad, pero la piel no lo absorbe fácilmente. . Entre ellos, se determinó que el alcanfor bencilideno era una mejor estructura estructural para los absorbentes de UV fotoestables. La mayor ventaja de esta estructura es que el proceso de fotoisomerización se produce bajo irradiación ultravioleta. Es decir, puede absorber energía ultravioleta. En cambio, simplemente gira el doble enlace que conecta el anillo de benceno y el anillo de norbornano para liberar luz ultravioleta con un calor imperceptible. Este péndulo antiisomerismo se puede invertir, lo que no solo garantiza la estabilidad de la luz, sino también la seguridad de uso.
2.1.7 Derivado del metano
Es un eficiente absorbente de rayos ultravioleta UVA y puede convertirse en protector solar SPF. En el extranjero, estos productos son principalmente 4-isopropilbenzoilmetano y 4-terc-butil-4-metilaminobenzoilmetano. En los últimos años, el producto desarrollado por la empresa alemana Givandan se denomina Parsol 1789. El nombre de DTFA es butilmetoxidibencilmetano, su nombre completo es 4-butil-4-metoxibenzoilmetano y su fórmula molecular es C20H22O3. De color amarillo claro y ligeramente fragante, su función importante es la protección solar, Kmax es de 357 nm y la banda de absorción de rayos UV es de 332. A 385 nm, el valor SPF del factor de protección solar aumenta en relación creciente con su dosis, y el valor SPF puede alcanzar 9-10. Anteriormente, Pars01 1789 era el absorbente de rayos UVA más eficaz.
Algunas plantas, como el aloe vera, la bardana, la semilla de coix y Houttuynia cordata, las nueces y el aceite de salvado de arroz, también tienen un alto efecto protector solar y una buena seguridad para la piel porque contienen componentes químicos que pueden absorber los rayos ultravioleta. No causará reacciones adversas a la piel. Además, la vitamina A puede prevenir la atrofia del tejido conectivo, compensar el daño causado por los rayos ultravioleta, mejorar la composición de la piel, prevenir la rotura del tejido conectivo y favorecer la síntesis de glicosaminoglicanos. La vitamina E es un agente antioxidante y antienvejecimiento ideal, que puede inhibir la oxidación de los lípidos insaturados y resistir el daño ultravioleta en la piel.
2.1.8 Formulaciones de protectores solares inorgánicos
Cb andler M, gerente de desarrollo de productos de cuidado personal de Unlqema, afirmó: “Los últimos resultados de investigación para mantener el compromiso de producto de nuestra empresa incluyen TIO2 inorgánico transparente. Suspended Liquid, se puede utilizar como humectante, líquido reparador, desechos costeros". Mencionó específicamente a Solaveil CT-100 como la última dispersión de TiO2 con excelente transparencia en la fórmula.
Las novedades de Unlqema también incluyen la tecnología estabilizadora de emulsión Arise vorsaex para sprays protectores solares, que permite maximizar su efecto activo y es resistente al agua, y el estabilizador de cristal líquido Arlace 2121, que aporta un atractivo especial a la cebolla. Textura diferencial de la piel de las personas.
Thomson enfatizó que “un estudio recientemente completado muestra que la fórmula de protección solar micro-ZnO de Taiwán tiene efectos anti-UVA y UVB duraderos. Esto se debe a que el micro-ZnO es completamente fotoestable al sol y puede proporcionar importantes beneficios. funciones de protección duraderas para los productos ”
Thomson también dijo que además del ZnO fino inorgánico, BASF también ha desarrollado un nuevo filtro UVA orgánico que también es completamente resistente a la luz solar, y fue lanzado. en el Salón Internacional de Cosmética bajo el nombre comercial Uvinul A Plus. Esta nueva tecnología patentada tiene muchas ventajas sobre los filtros orgánicos tradicionales Avobe nzono. Uvinul A Plus es completamente fotoestable, no requiere estabilizadores y es compatible con OMC y ZnO. Gracias a la patente de utilidad, se puede utilizar con otros filtros UV comunes y tiene amplias perspectivas de aplicación.
2.2 Productos de protección solar
El uso de diferentes tipos de agentes de protección solar (o el uso de agentes de protección solar compuestos) en las fórmulas se ha convertido en una parte importante del desarrollo de la tecnología de fórmulas cristalinas para protección solar. productos cosméticos. Incluyendo el uso combinado de protectores solares UVB y UVA, el uso combinado de protectores solares UVB y UVA, el uso combinado de agentes absorbentes y dispersantes, etc. , para ejercer mejor el efecto sinérgico entre los monómeros de protección solar. Al mismo tiempo, el uso de agentes dispersantes ultrafinos de absorbentes de rayos ultravioleta y algunos ingredientes de protección solar naturales como el extracto de aloe vera se ha convertido en una nueva tendencia. Para reducir los problemas cutáneos que pueden causar algunos absorbentes químicos, algunos formuladores también agregan algunos agentes antiinflamatorios, como A, bisabolol y DP300, a sus productos.
Además, se deben seleccionar diferentes tipos de protectores solares para las diferentes formas farmacéuticas de los cosméticos. Al formular lociones y geles de protección solar, se deben utilizar absorbentes de UV solubles en agua y alcohol; al formular aceites de protección solar, se deben utilizar absorbentes de UV solubles en aceite. Compra algunos cosméticos de belleza. Se pueden utilizar agentes dispersantes de rayos UV; en los cosméticos en crema facial es mejor utilizar absorbentes de rayos UV compuestos que sean solubles en aceite y en agua para garantizar que los ingredientes activos se puedan distribuir uniformemente sobre la piel.
Cuanto mayor sea el factor de protección solar (el valor SPP es la relación entre la energía mínima necesaria para producir eritema en la piel protegida por un producto de protección solar y la energía máxima necesaria para producir el mismo grado de eritema en la piel desprotegida) , mejor será el efecto protector de los rayos ultravioleta solares; pero cuanto mayor sea la concentración de absorbentes ultravioleta orgánicos agregados, mayor será la posibilidad de alergias en la piel y más impactos negativos traerá. Los dermatólogos creen que, en circunstancias normales, es suficiente utilizar un producto de protección solar con un valor de SPF de 15. El máximo no debe exceder los 30.
Tu et al. del Instituto de Tecnología Nuclear del Noroeste examinaron y extrajeron docenas de plantas con absorción de rayos UV, como Lithospermum sinensis, Sophora japonica y canela. Los flavonoides naturales extraídos tienen una buena absorción de los rayos ultravioleta y también tienen los efectos de inhibir la oxidación de lípidos, antiinflamatorios y antialérgicos.
Recientemente, Ciba Refinement Co., Ltd. de Suiza lanzó un nuevo tipo de absorbente ultravioleta UVA Teana M. Teana M tiene funciones físicas duales de protección solar y su alta fotoestabilidad le brinda alta seguridad en aplicaciones prácticas.
Además, a la hora de elegir el protector solar, también debes seleccionar y preparar una base adecuada. Una buena base aprovechará al máximo el efecto protector solar del protector solar. Para un protector solar absorbente, es muy importante elegir un buen protector solar. Un soporte que sea fácil de aplicar, que tenga buena afinidad con la piel y que sea muy resistente al agua será sin duda más adecuado para protegerse del sol. La adición de algunos polímeros especiales puede mejorar la capacidad real de protección solar del producto. Para los protectores solares con difusor, elegir la base adecuada es igualmente importante. El índice de refracción del polvo inorgánico tiene una gran relación con la dispersión de la luz. Cuanto mayor sea la relación entre el índice de refracción del polvo y el índice de refracción de la matriz, mayor será la cantidad de luz ultravioleta reflejada en la superficie del polvo.
Por lo tanto, la gente ha comenzado a prestar atención al uso de agentes protectores solares inorgánicos como el dióxido de titanio y el óxido de zinc y, al mismo tiempo, intenta elegir materiales de matriz con bajo índice de refracción en la fórmula.
3 Perspectivas
A medida que se profundiza la comprensión dialéctica de la gente sobre los daños y beneficios de los rayos ultravioleta; a juzgar por el desarrollo de nuevas tecnologías y materias primas de protección solar, se están llevando a cabo muchos proyectos prometedores en todo el mundo. investigación. Son: investigaciones sobre la eficiencia de partículas inorgánicas ultrafinas en la dispersión y absorción de los rayos ultravioleta y sus aplicaciones; absorbentes de aminoácidos UVA y organismos marinos ricos en aminoácidos y altas concentraciones de tirosina para los cosméticos de protección solar con buenas propiedades de protección solar (incluidos los naturales, La melanina biológica y sintética se utiliza en la investigación de productos de protección solar. Se ampliará aún más la aplicación de absorbentes de rayos ultravioleta en cosméticos de protección solar. Los nuevos absorbentes de rayos ultravioleta con buena fotoestabilidad, baja permeabilidad de la piel y alta absorción en todo el rango de longitudes de onda generarán innovación y progreso en la tecnología de formulación. Utilizamos un analizador de energía ultravioleta para medir el cambio de energía de los rayos ultravioleta cuando llegan al suelo en un ambiente intolerante. Se descubrió que incluso en días nublados o nublados, los rayos ultravioleta con energía más fuerte aún pueden llegar al suelo, y la energía ultravioleta que llega al suelo en primavera no es mucho menor que en verano. Los rayos ultravioleta pueden penetrar la ropa, el vidrio y el agua y llegar a la piel humana. No sólo necesitas protección solar en el caluroso verano, tu piel también necesita protección solar. La protección solar será un tema a largo plazo en torno al desarrollo de la tecnología y el mercado de los cosméticos modernos.