Valutazione del fattore di protezione dei filtri solari

X Corso di Aggiornamento SIDEMAST: Patologia
degli annessi, Fotodermatologia e malattie
vascolari cutanee
Viareggio, 17 Marzo 2010:
Valutazione del fattore di protezione
dei filtri solari
Giovanni Leone
Responsabile Servizio di Fotodermatologia
corneo
granuloso
spinoso
basale
membrana basale
derma
UVB UVA
Effetti nocivi delle
radiazioni solari
Eritema
Invecchiamento cutaneo
Immunosoppressione
Fotocarcinogenesi
UVB:
 Skin cancer
(HNMSC)
UVA:
UVC
 Immunosuppresion
 Photoaging
UVB
 Skin cancer (HNMSC,
Melanoma??)
 Photodermatoses
UVA
(foto)chemoprevenzione
Uso di agenti capaci di prevenire o contrastare lo stress ossidativo
e gli effetti avversi degli UV sulla cute
ROS
2a linea
antiossidanti
1a linea
sunscreen
3a linea
regulazione redox delle vie di
trasduzione del segnale
scavengers dei radicali liberi
prevenzione del danno
soppressione dell’infiammazione
riduzione dello stress ossidativo
attivazione
genica
riduzione danno al
DNA
riparo DNA
prevenzione
Adattato da: Afaq & Mukhtar, Experimental Dermatology, 2006
p53
soppressione della proliferazione
induzione specifica
dell’apoptosi in
cellule trasformate
correzione
Raccomandazione Della Commissione
del 22 settembre 2006
sull’efficacia dei prodotti per la protezione
solare e sulle relative indicazioni
(2006/647/CE)
Raccomandazione della Commissione
Europea
Al fine di contribuire ad un elevato livello di tutela
della salute la Commissione Europea ha ritenuto
opportuno fornire orientamenti per un corretto
utilizzo dei prodotti solari:
Corretta indicazione sulle etichette
Avvertenze e precauzioni d’impiego
Istruzioni per l’uso
Efficacia minima: i solari dovrebbero garantire un
grado minimo di protezione dai raggi UVB e UVA
PRODOTTO SOLARE
Per “PRODOTTO PER LA PROTEZIONE SOLARE” si
intende qualsiasi preparato (crema,latte,olio,gel,spray)
destinato ad essere posto in contatto con la pelle umana, al
fine esclusivo o principale di proteggerla dai raggi UV
assorbendoli, o disperdendoli mediante rifrazione.
Sono da considerarsi prodotti cosmetici a termini
dell’art.1,paragrafo 1 della direttiva 76/68/CEE del 27 luglio
1976.
EFFICACIA DEI SOLARI
• Fattore di Protezione (FP) o
Sun Protection Factor (SPF)
- Indica la protezione essenzialmente UVB
- Metodo di calcolo standardizzato
• Fattore di protezione UVA (FP UVA):
pigmentazione immediata
- Metodo PPD o metodo IPD o altri
- Non ancora standardizzato
SPF – Sun Protection Factor
SPF should be the primary consideration for
sunscreen potency
Con quale metodo misurare il grado di protezione solare?
International SUN PROTECTION FACTOR
COLIPA test method
COLIPA
OBIETTIVI
APPROCCI
• Consigli e supporto al
consumatore
• TESTING: sviluppo di
metodologie di test a
sostegno di claim
• LABELLING: informazioni
per il consumatore su
come utilizzare
correttamente i solari
TESTING
In Vivo
• SPF test method con
incluse le linee guida per
il monitoraggio delle
sorgenti UV
• Linee guida per la
valutazione della
resistenza all’acqua
In vitro
• Linee guida per la
valutazione della
protezione UVA
• Linee guida per la
valutazione della fotostabilità dei filtri UV
LABELLING
• Raccomandazioni su come etichettare il Fattore
di Protezione Solare
SPF
• Raccomandazioni su come etichettare il livello di
protezione UVA
UVA
• Raccomandazioni su come utilizzare il prodotto
solare
METODI DI CALCOLO SPF
•
•
•
•
FDA (Food and Drug Administration) o Americano
DIN (Deutsche Institut fur Normung) o Tedesco
Australiano (simile a FDA)
Giapponese JCIA
COLIPA SPF guideline (1994)
Inernational SPF guideline (2003)
International SPF test method (2006)
Ad ogni step miglioramento del metodo e incremento dell’attendibilità ed
affidabilità
COLIPA
• Definizione e misura dell’output del simulatore solare;
• Determinazione simultanea della MED sulle aree di cute protetta e
non protetta;
• Utilizzo opzionale della strumentazione colorimetrica per
determinare la MED e definire la corrispondente soglia di eritema;
• Una metodologia definita per l’applicazione del prodotto;
• Utilizzo di un prodotto standard ad alto SPF;
• Considerazioni aggiuntive sulla selezione dei volontari in relazione
al tipo ed al colore cutaneo;
• Possibilità di utilizzare da 10 a 20 volontari nel corso di ogni
determinazione in relazione alla variabilità dei dati statistici
Variabili nella determinazione in vivo del
fattore di protezione solare
•
•
•
•
Selezione dei volontari
Area di test: numero ed ampiezza
Prodotti: quantità necessaria / procedura di applicazione
Simulatore solare: tipo lampada /quantità e qualità di emissione
UV
• Lettura della MED U e della MED P
• Calcolo dell’SPF e statistica
Selezione volontari
La selezione dei volontari in
base al fototipo
L’angolo tipologico individuale (ITA°)
aiuta a definire il fototipo dell’individuo.
Merot F, Masson PH. Phototype and skin colour as
predictive parameters for determination of Minimal
Erythemal Dose. Poster IFSCC Conference Helsinki
9/1991
Merot F, Masson PH. Phototype and ITA° parameters
for determination of MiED and S.P.F. in tanned and
untanned subjects. PosterPreprints 17th
IFSCC
Congress, Yokohama, 10/92.
ITA° = [Arc Tang ((L* -50)/b*)] 180/p
Rappresentazione grafica ITA°
Aumento valore ITA°
(cute più chiara)
L*
Diminuzione valore ITA°
(cute più scura)
b*
Area di Test
• Sede: tutte le misurazioni vengono effettuate sulla
schiena dei volontari (evitare le scapole e zone esterne
di massima curvatura)
• Dimensioni: da un minimo di 30 cm2 ad un massimo
di 60 cm2
• Distanza: almeno 1 cm tra i bordi di due applicazioni
adiacenti
Prodotto Solare
Dose di prodotto (standard / testare)
Procedura di applicazione
• 2.00 ± 0.04 mg/cm2
• Leggera applicazione
• Tempo applicazione (2050 sec.)
• Esposizione aree ( appena
possibile dopo un tempo di
attesa di 15 minuti)
Somiglianze tra metodo COLIPA e metodo
FDA
Diversità rispetto al metodo FDA
Miglioramenti COLIPA
• Numero dei volontari: da 10 a 20 (purché soddisfazione del criterio
statistico: 95%CI< 20% Media). Test sequenziale: n variabile.
• 3 prodotti standard ufficiali:
DIN
(basso S.P.F.)
COLIPA
(elevato S.P.F.)
CTFA/JCIA (elevato S.P.F.)
• Numero di dosi UV: >=5
• Sorgente UV: definizione di "sole standard" (UVB+UVA) in base alla
distribuzione dell'efficacia eritemigena.
• Risultato del S.P.F. : intervallo di confidenza del 95%
• Accurata misurazione del prodotto applicato (diff.peso)
• Tecnica di applicazione del prodotto
• Filtri fisici neutri per calibrare gli strumenti ed addestrare lo staff
• Valutazione colorimetrica della MED
• Valutazione contemporanea della MEDp e della MEDnp
Il concetto di “sole
standard” ovvero la
sorgente ideale
raccomandata dal COLIPA
Prodotti con SPF Standard
PRODOTTI STANDARD RACCOMANDATI DAL
COLIPA
• Almeno
un
prodotto
standard deve essere
utilizzato in ogni test
• L’utilizzo di un prodotto
standard ad alto o basso
SPF dipende dal SPF del
prodotto da testare
• a basso SPF (P1): valore
di SPF compreso tra 4.0 e 4.4
• ad alto SPF (P3): valore di
SPF compreso tra 14.0 e 17.0
(contiene sia filtri UVA che UVB)
• JCIA ad alto SPF(P2):
valore di SPF compreso tra
11.5 e 13.9
Simulatore solare
La specifica spettrale della sorgente è descritta in termini
di efficacia eritematogena cumulativa attraverso bande
successive di lunghezza d’onda da 290 a 400 nm.
L’efficacia di ciascuna banda è espressa come
percentuale dell’efficacia eritematogena totale da < 290
a 400 nm, ovvero come:
EFFICACIA ERITEMATOGENA RELATIVA CUMULATIVA
( % Relative Cumulative Erythemal Effectiveness)
Simulatore solare
SPF in vivo
Simulatore solare ad
arco di xenon dotato si
sei uscite indipendenti
con sistemi di filtri tipici
(WG 320/1 mm e UG
11/1 mm) che vengono
utilizzate
contemporaneamente
per
veicolare
dosi
scalari di UV
Monitoraggio sorgenti
• Monitoraggio giornaliero
interno (radiometro)
“Guide Lines for monitoring
UV radiation sources”
(per assicurare uniformità dello
spettro di emissione)
• Controllo annuale esterno
da parte di un laboratorio
(spettro-radiometro)
Minimal Erythemal Dose (MED)
Quantità di energia necessaria a produrre eritema:
MED = Minima Dose Eritematogena
La MED va valutata 24 ore dopo l’esposizione
Deve essere valutata visivamente in ambiente con
illuminazione uniforme e contemporaneamente nelle due
zone
Zona di cute non protetta
Zona di cute protetta
MEDu (unprotected skin)
MEDp ( protected skin)
quantità di UV necessaria per produrre un
minimo eritema sulla pelle protetta (MEDp)
S.P.F.=
quantità di UV necessaria per produrre un
minimo eritema sulla pelle non protetta
(MEDnp)
Fattore di protezione solare (SPF)
( Metodo standard COLIPA)
MED p
SPF =
MED u
Statistica
• Numero volontari: minimo10 massimo 20
• Media: aritmetica
• Intervallo di confidenza : CI 95%
• Validazione del test: CI 95%
≤ 17% della media
Valutazione della resistenza all’acqua
Consiste nel comparare l’SPF di un prodotto solare calcolato dopo
un preciso e definito periodo di immersione in acqua con quello
originale (Statico) calcolato in accordo con l’International Sun
Protection Factor
• 1°giorno: valutazione preliminare del SPF su cute asciutta
• 2°giorno: applicazione del prodotto / immersione di 20’/ pausa fuori
acqua di 15’ / seconda immersione di 20’/ asciugatura / esposizione
al simulatore solare
• 3°giorno: lettura del risultato
L’SPF dopo immersione deve essere > 50% di quello calcolato su cute
asciutta
Resistenza all’acqua
WATER RESISTANT
VERY WATER RESISTANT
Se dopo 2 immersioni di
20’ l’efficacia dell’SPF
rimasto è > 50%
Se dopo 4 immersioni di
20’ l’efficacia dell’SPF
rimasto è > 50%
Protezione nei confronti degli UVA
• Gli UVA sono meno energetici degli UVB e quindi meno eritemigeni
• È problematico usare l’eritema come “endpoint” per la valutazione
del F.P. per gli UVA
• Gli UVA hanno importanti effetti biologici
• E’ importante che vi sia un rapporto equilibrato tra SPF e F.P. UVA
• Fino al 2007 il COLIPA non forniva indicazioni ufficiali sui metodi per
eseguire tale determinazione, si faceva infatti riferimento al metodo
in vivo PPD (Persistent Pigment Darkening) o IPD (Immediate
Pigment Darkening)
• Nel 2007 il COLIPA ha sviluppato un metodo in vitro ( Method for the
In Vitro determination of UVA-Protection provided by sunscreen
products) per la determinazione del fattore di protezione UVA da
eseguirsi dopo la determinazione in vivo dell’SPF.
SOLE
50%
VISIBILE
40%
IR
10%
UV
UVC
assenti
UVB
10%
UVA
90%
I metodi per valutare la protezione anti-UVA
• fototossicità indotta da psoraleni
(MPD)
• eritema (richieste dosi molto
elevate)
• conta “sunburn cells”
• pigmentazione immediata: IPD e
PPD
Indice di protezione UVA
• Il metodo in vivo (IPD o PPD) è analogo a
quello usato per gli UV B; Il parametro utilizzato
non è l’eritema (scatenato dagli UV B e UVA II),
ma il fenomeno della pigmentazione immediata
(indotta dagli UV A)
• Metodo inglese Boots (da 1 a 4 asterischi):
* = protezione UV A e UV B non equilibrata
**** = protezione ben equilibrata
Indice di protezione UV A
2 metodi analoghi:
• Metodo PPD - Persistent Pigment Darkening
Misurazione colorimetrica dopo 2 ore dall’irradiazione
• Metodo IPD - Immediate Pigment Darkening
Misurazione colorimetrica dopo 15 min. dall’irradiazione

dà indici più elevati perché il fenomeno è instabile nella prima fase;
meno affidabile del PPD.
Pigmentazione immediata
indotta da UVA
Lettura
 IPD: subito
 PPD: dopo 2 ore
Indice Protezione UVA (F.P.UVA)
MPDp
FP UVA = --------------MPDu
Indice di protezione UVA
(IPD o PPD - Metodo in vivo)
Quantità di energia necessaria a produrre pigmentazione immediata:
MPD = Minima Dose Pigmentogena
Zona di pelle non protetta
12 joules / cm 2
Zona di pelle protetta con
2 mg/cm2 di solare
36 joules / cm 2
IP = 36 / 12 = 3
Composizione della risposta IPD
Intensità IPD
PPD
- D L*
OSSERVAZIONE
PARTE STABILE
PPD
Esposizione
agli UVA
0
1
2h
TEMPO (ORE)
Metodica PPD
Risposta
cutanea
Fototipo
Range dosi UVA
Numero di dosi
Progressione
Sorgente UVA
Osservazione
Risultato
Pigmentazione
Immediata
Persistente
(PPD)
II, III, IV
6 - 30 J/cm2
6
25%-40%
Xenon filtrata
con WG 335/3
mm + UG11/1mm
Consigliata dopo
2h (fino a 24h
dopo esp.)
S.P.F. UVA =
DMPp/DMPnp
Japan Cosmetic Industry Association
(JCIA)
Measurement Standards for
UVA Protection Efficacy
Effective January 1, 1996
Japan Cosmetic Industry Association
(JCIA)
• Standard sample
(5% 4-ter-butyl-4’-methoxydibenzoylmethane
and 3% 2-Ethylhexyl p-methoxycinnamate)
• PFA value
label
–
–
–
2 or more <4
4 or more <8
8 or more
Classification
PA+
PA++
PA+++
Determinazione in vitro del F.P. UVA
(COLIPA 2007)
• Sorgente:
Long-arc Xenon Atlas SUNTEST insolator
CPS+ (VIS + UVA + UVB)
• Il metodo è stato validato mediante “ring test” che hanno
stabilito una correlazione significativa con i risultati
ottenuti in vivo su volontari utilizzando il metodo PPD
• Tale test si basa sulla valutazione della trasmittanza UV
attraverso un film sottile di solare distribuito su un
apposito substrato, prima e dopo l’esposizione ad una
dose controllata di radiazione UV proveniente da una
specifica sorgente
Il concetto di “fotostabilità” di
un filtro
FOTODEGRADAZIONE
ENERGIA UV
STATO FONDAMENTALE
DISATTIVAZIONE
STATO ECCITATO
STATO FONDAMENTALE
Metodo in vitro per la determinazione della
fotostabilità dei filtri UV
Tale test valuta in vitro la foto-stabilità dei filtri UV contenuti
nei prodotti solari
• Utilizza un modello in vitro per la determinazione
analitica delle concentrazioni dei filtri UV prima e dopo
esposizione ad una dose controllata di radiazione
emessa da una sorgente definita e controllata: standard
sun
• Per la determinazione della concentrazione dei filtri UV
si utilizza come strumento l’HPLC (High Performances Liquid
Chromatography)
Caratteristiche di un buon solare
•
•
•
•
Innocuo: non tossico, non sensibilizzante
Cosmetologicamente: gradevole
Resistenza all’acqua e al sudore: 70%
Filtro: stabilità alla luce ed al calore e resistenza per il
mantenimento di una protezione prolungata nelle normali
condizioni d’uso
• SPF > 6
• Protezione: UVA e UVB
• UVA pari o superiore a: 1/3 del SPF
STRATEGIE DI FOTOPROTEZIONE
TOPICO
fotoprotezione
conseguita immediatamente
dopo applicazione
SPF elevato
disomogeneità dipendente dalla
modalità di applicazione
Lo SCOPO di un prodotto solare
non è quello di aumentare il numero totale di ore di
esposizione, ma di permettere un’esposizione
ragionevole senza rischi.
Anche con l’uso di un “antisolare”,
persiste un rischio importante
ESPORSI AL SOLE E’ UN PIACERE
NON TRASFORMIAMOLO IN UN
RISCHIO