Innowacyjne rozwiązania w produktach promieniochronnych

Słońce wytwarza ogromne ilości energii, w tym promieniowanie gamma, rentgenowskie, UVB, UVA, widzialne i podczerwone. Większość z nich jest skutecznie pochłaniana przez atmosferę i warstwę ozonową otaczającą naszą planetę, a co za tym idzie do powierzchni ziemi dociera ok. 0,1% promieniowania UVB (290-320 nm), ok. 5% promieniowania UVA (321-400 nm), ok. 39% promieniowania widzialnego oraz ok. 56% promieniowania podczerwonego.

Promieniowanie UV jest niezbędne do rozwoju życia na naszej planecie i jest korzystne dla zdrowia ludzi. Pośredniczy w naturalnej syntezie witaminy D i endorfin w skórze, jednakże nadmierna ekspozycja niesie za sobą poważne zagrożenia dla zdrowia, m.in. atrofię, zmiany pigmentacyjne, zmarszczki i nowotwory złośliwe.

Biorąc pod uwagę długość fal, promieniowanie UVB jest w większości skutecznie pochłaniane w naskórku, ale przy nadmiernej ekspozycji może powodować poparzenie słoneczne (ang. burning), natomiast promieniowanie UVA przenika przez naskórek do skóry właściwej i powoduje przedwczesne starzenie się skóry (ang. aging)

Wiadomo także, że promieniowanie UV jest epidemiologicznie i molekularnie powiązane z trzema najczęstszymi typami raka skóry, w tym z czerniakiem złośliwym, na którego w 2020 r. zachorowało niemal 325 tys. osób na całym świecie

W tym miejscu należy podkreślić, że nawet niezwykle skuteczne produkty ochrony przeciwsłonecznej przeciwdziałające promieniowaniu UV nie mogą zagwarantować całkowitej ochrony, ponieważ żaden produkt nie pochłania całości promieniowania UV. Jednakże produkty te skutecznie zapobiegają poparzeniom słonecznym oraz uszkodzeniom skóry wywołanym jej starzeniem się pod wpływem światła, chronią przed spowodowanym słońcem spadkiem odporności, a także mogą zapobiegać niektórym rodzajom raka skóry

Zgodnie z zaleceniami Komisji Europejskiej nr 2006/647/WE z 22 września 2006 r., w sprawie skuteczności produktów ochrony przeciwsłonecznej i odnoszących się do nich oświadczeń „produkt ochrony przeciwsłonecznej oznacza każdy preparat (taki jak krem, olej, żel lub aerozol) przeznaczony do kontaktu z ludzką skórą wyłącznie lub przede wszystkim w celu ochrony przed promieniowaniem UV poprzez pochłanianie, rozpraszanie lub odbijanie promieniowania”. Minimalny stopień ochrony przed promieniowaniem UVB odpowiada współczynnikowi SPF równemu 6, a ochrona przed promieniowaniem UVA odpowiada 1/3 współczynnika SPF. Stopień ochrony powinien zostać zmierzony przy wykorzystaniu odpowiednich metod badawczych. Ponadto, aby konsument mógł porównać produkty i wybrać odpowiedni produkt w zależności od narażenia na promieniowanie i rodzaju skóry, skuteczność produktów ochrony przeciwsłonecznej powinna być określona na etykiecie poprzez odesłanie do kategorii takich jak: „niska” (SPF 6, SPF 10), „średnia” (SPF 15, SPF 20, SPF 25), „wysoka” (SPF 30, SPF 50) i „bardzo wysoka” (SPF 50+)

W celu spełnienia wymagania dotyczącego minimalnego stopnia ochrony, produkty promieniochronne są precyzyjnie projektowane przez technologów. W recepturowaniu takich kosmetyków najważniejszym aspektem jest wybór odpowiednich filtrów UV. Wykaz substancji promieniochronnych dozwolonych w produktach kosmetycznych z uwzględnieniem ich stężenia znajduje się w załączniku VI Rozporządzenia 1223/2009/WE. Na dzień dzisiejszy zawiera on trzydzieści dwie pozycje.

Najczęściej stosowanymi filtrami fizycznymi są tlenek cynku (INCI: Zinc Oxide) i dwutlenek tytanu (INCI: Titanium Dioxide). Ich działanie związane jest z mechanizmem odbicia promieni, a główną zaletą tych filtrów jest szerokie spektrum działania, czyli ochrona zarówno przed promieniowaniem UVA, jak i UVB. Filtry te są również fotostabilne oraz mają niski potencjał drażniący. Produkty promieniochronne z filtrami fizycznymi często są nieprzezroczyste i pozostawiają na skórze białe ślady, co może stanowić ich wadę. Rozwiązaniem tego problemu może być zastosowanie filtrów fizycznych w formie nanocząstek, które rozpraszają promieniowanie skuteczniej i w większej ilości kierunków wektorowych, co „oszukuje” ludzkie oko, dając efekt wizualny prawie bezbarwnej emulsji. Obecnie producenci surowców kosmetycznych oferują również rozwiązania polegające na wprowadzeniu fizycznych cząstek do kapsułek, przez co efekt bielenia skóry jest niemalże niewidoczny, a ich skuteczność utrzymana jest na takim samym poziomie. Zastosowanie nośników o większych rozmiarach pozwoli na uniknięcie ewentualnej penetracji substancji promieniochronnych w warstwie rogowej, co zapewni skuteczne działanie ochronne na powierzchni skóry.

Filtry chemiczne to zazwyczaj związki aromatyczne zawierające wiązania nienasycone przy pierścieniu, takie jak salicylany, cynamoniany czy benzofenony. Przykładem szeroko stosowanego filtru chemicznego jest metoksycynamonian oktylu. Filtry chemiczne reagują na pochłonięte promieniowane UV na trzy różne sposoby: uwalniają energię padającą w postaci ciepła, ulegają zmianom w ich strukturze molekularnej lub emitują promieniowanie o większej długości fali. Łączenie kilku filtrów chemicznych w jednym produkcie pozwala na uzyskanie ochrony przed promieniowaniem UV w szerszym spektrum (UVA i UVB) oraz na uzyskanie wymaganej wartości współczynnika SPF. Zauważono jednak, że fotostabilność filtrów chemicznych może się zmniejszyć po połączeniu kilku filtrów, co stanowi kolejne wyzwanie dla technologów.

Niewielkie właściwości promieniochronne na poziomie SPF 3-10 wykazują również niektóre substancje naturalne. Należą do nich: masło shea, olej z granatu, oliwa z oliwek, olej kokosowy, olejek z mięty pieprzowej, olejek z bazylii czy olejek z trawy cytrynowej. Jest to bardzo ważny aspekt z punktu widzenia konsumenta, który obecnie stawia na wysoką zawartość naturalnych składników w produkcie kosmetycznym. Dodatkowym atutem zastosowania naturalnych składników w formulacji jest efekt boosterujący działania filtrów UV.

Ważne znaczenie w działaniu promieniochronnym mają także antyoksydanty, które neutralizują wolne rodniki powstające pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. Zwiększona ilość wolnych rodników oraz ich nadmierna aktywność powodują stres oksydacyjny, który przyczynia się do przedwczesnego starzenia się skóry oraz utrudnia jej procesy regeneracyjne. Antyoksydanty, takie jak związki polifenolowe, np. ekstrakt z zielonej herbaty, są skutecznymi wygaszaczami rodników i minimalizują ten negatywny wpływ promieniowania UV. Produkty promieniochronne powinny być wielofunkcyjne, tzn. oprócz zapewnienia ochrony przed promieniowaniem UV powinny też m.in. nawilżać lub działać przeciwstarzeniowo na skórę. Ponadto powinny być przyjemne w aplikacji, tak aby po ich nałożeniu na skórze powstawał jednolity, trwały i wodoodporny film. Duże wyzwanie stanowi uzyskanie lekkiej konsystencji bez uczucia lepkości na skórze. W tym celu stosuje się silikony lub ich naturalne zamienniki, które zapewniają lepszą rozprowadzalność produktów z UV. Dodatkowo wprowadzenie krzemionki lub jej pochodnych zmniejsza lepkość produktu na skórze. Kosmetyki promieniochronne powinny być również stabilne oraz odporne na duże zmiany temperatury i wilgotności powietrza. Zapewnienie zimowej ochrony przed promieniowaniem UV i niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi, takimi jak wiatr czy mróz stanowi emulsja W/O.

W związku z nowymi trendami konsumenci oczekują produktów, które będą oparte na składnikach naturalnych i ekologicznych; produktów z prebiotycznymi, probiotycznymi i postbiotycznymi składnikami; produktów, które będą zapewniały pełniejszą ochronę, w tym przed promieniowaniem podczerwonym oraz światłem niebieskim. Nowymi możliwościami, które mogą stanowić przyszłość oraz alternatywę dla obecnie stosowanych filtrów chemicznych absorbujących promieniowanie UV są morskie bakterie antarktyczne, które pod wpływem odpowiedniego stresu środowiskowego wytwarzają naturalne związki z grupy melanin. Substancje te mogą być wykorzystane jako skuteczne filtry promieniowania UV, które nie będą wpływały negatywnie na rafę koralową. Najczęściej wybieranymi przez konsumentów formami produktów promieniochronnych są emulsje oraz produkty bezwodne, o wysokim współczynniku SPF, w szczególności powyżej 50. Produkty kosmetyczne o bardzo wysokim faktorze są zalecane zarówno dla niemowląt, małych dzieci, jak i dla dorosłych. Po takie produkty chętnie sięgają również osoby posiadające tatuaż, ponieważ zapobiegają one utracie intensywności koloru oraz ostrości konturów tatuażu. Innymi formami podania produktów SPF są mgiełki, musy, a także pianki w opakowaniu aerozolowym, które mogą stanowić alternatywę dla klasycznych postaci produktów kosmetycznych. Nową grupę artykułów stanowią produkty z SPF dla zwierząt, takie jak maści czy sztyfty bezwodne aplikowane na nos, uszy oraz łapy. Najczęściej są to stopy woskowo-tłuszczowe z wykorzystaniem fizycznych filtrów UV. Właściciele pupili chętnie sięgają po tego typu produkty, chcąc zapewnić ochronę przed poparzeniami wyeksponowanych, nieowłosionych części ciała zwierząt, zwłaszcza w okresie letnim.