Effetti delle radiazioni sulla pelle Lunghezze d'onda delle radiazioni (nm) Ultra Violetto Visibile IR UVC UVB UVA2 UVA1 230-280 280-310 310-340 340-400 400-760 >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 ustione facile, nessuna abbronzatura 2 ustione facile, abbronzatura minima 3 ustione mediamente facile, abbronzatura graduale 4 ustione minima, abbronzatura facile 5 ustione rara, abbronzatura molto facile 6 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 (TiO 2, 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 (defines the phototype) Photo type I Burns easily, (2%) never tans II Burns easily, (12%) tans minimally with difficulty III (78%) IV (8%) V VI Burns moderately, tans moderately and uniformly Burns minimally, tans moderately and easily Rarely burns, tans profusely Never burns, tans profusely Immediate pigment darkening Delayed tanning Constitutitv e color (unexposed skin) UV-A MED (mj/c m 2 ) UV-B MED (mj/c m 2 ) None ( ) None ( ) Ivory White 20 35 15 30 Weak ( to +) Minimal to weak ( to +) White 30 45 25 40 Definite + Low + White 40 55 30 50 Moderate ++ Moderate ++ Intense (brown) +++ Intense (dark brown) +++ Strong, intense brown +++ Strong, intense brown +++ Beige-Olive, Lightly tanned Moderate brown or tanned Dark brown or black 50 80 40 60 70 100 60 90 100 90 150
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/cm 2 in un'area compresa tra 30 e 60 cm 2. 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 cm 2 ) permeabile ai raggi UV Quantità di prodotto solare applicata sul cerotto: 2 mg/cm 2 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 5% 288.325 3.58 2 etil esil 4 metossi cinnamato 7.5% 311 5.96 2 etil esil salicilato 3% 307 6.02
SPF: 14 confronto tra formulazioni emulsione o/w unguento (vaselina) dose: 2mg/cm 2 Distribuzione in vivo nello strato corneo e SPF
Autoabbrozzanti Sono sostanze che reagiscono con la cheratina formando sostanze colorate Diidrossiacetone: HO-H 2 O-CO-CH 2 -OH Non penetra negli strati profondi Concentrazione: 2-4% Applicazione uniforme Non protegge dalle radiazioni