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  Ausgabe 1 (2003)

Autorenbeitrag
M. Träger, R. Daniels
Differenzierung der UVA Schutzleistung von Sonnenschutzprodukten


Einleitung


Mit zunehmendem Wissen über die kurzzeitigen und langzeitigen Hautschäden durch übermäßige Sonnenexposition wächst auch der Bedarf an hochwirksamen Sonnenschutzmitteln. Die Entwicklung der Leistungssteigerung kann sehr einfach anhand der Lichtschutzfaktoren (SPF) verfolgt werden, die inzwischen Werte von über 30 erreichen. Das gesamte Verbraucherverhalten hat sich diesem Trend angepasst und die Mehrheit verwendet mittlerweile Produkte mit Lichtschutzfaktoren im Bereich von 10 bis 12.

Die Einstellung des gewünschten UV-Schutzes in Produkten mit mittlerer und hoher Schutzleistung wird durch den kombinierten Einsatz von organischen, öl- oder wasserlöslichen (= "chemischen") und anorganischen, unlöslichen (= "physikalischen") UV-Filtern vorgenommen. Die effiziente Formulierung mit Mikropigmenten und organischen UV-Filtern stellt auch heute noch eine große Herausforderung für die Produktentwicklung dar. Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich daher mit neuen Formulierungskonzepten. Insbesondere emulgatorfreie Produktformen zeigen diesbezüglich innovative und vielversprechende Wege auf. [1]. Um bei der Realisierung neuer Sonnenschutzprodukte eine rasche und zuverlässige Einschätzung der Wirksamkeit vornehmen zu können, sind wir an einer in vitro Methode interessiert, die eine gute Differenzierung zwischen verschiedenen Produkten ermöglicht.

Der UVB-Schutz wird weltweit einheitlich mittels der COLIPA-Methode bestimmt. Obwohl der Schutz gegen langwellige UVA-Strahlung zunehmend an Bedeutung gewinnt [2], gibt es zur Bestimmung des UVA-Schutzes derzeit keine offiziell anerkannte, einheitliche Methode in Europa. Deshalb nutzen viele Hersteller seit einigen Jahren den Australischen Standard [3]. Die Anforderungen dieser Norm sind erfüllt, sobald ein Sonnenschutzmittel die Transmission im Bereich von 320 - 360 nm um mindestens 90% reduziert. Die Australische Norm sieht oberhalb von 90% Absorption keine weitere Differenzierung vor. Dies führt dazu, dass bei Einhaltung des Australischen Standards bei Produkten mit niedrigem SPF ein adäquater UVA-Schutz sichergestellt ist, mit steigendem SPF allerdings der UVA-Schutz auf gleich bleibendem Niveau stagnieren kann, ohne die Norm zu verletzen; der UVA-Schutz wächst also nicht zwangsläufig mit dem UVB-Schutz.

Als Alternative zum Australischen Standard wurde vor kurzem eine neue in vitro Methode beschrieben, mit der sich die UVA Schutzleistung quantifizieren lässt [4]. Dabei wird ein Sonnenschutzmittel gleichmäßig auf ein oberflächlich angerautes Substrat aufgetragen und nachfolgend die Transmission durch den Schutzfilm vermessen. Es folgt eine Angleichung der Daten an den SPF und eine Gewichtung mit einem UVA-relevanten biologischen Endpunkt. Die Methode ist experimentell leicht durchzuführen und zeichnet sich durch eine gute Reproduzierbarkeit und Robustheit aus. Dabei korrelieren die Ergebnisse sehr gut mit in vivo Daten [5].

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Eignung der neu vorgestellten Methode der Bestimmung des UVA-Index zur Differenzierung der UVA-Schutzleistung zu überprüfen. Dazu wurden mehrere unterschiedliche Produkte vom Markt gegeneinander getestet.

Durchführung

Es wurden 14 Sonnenschutzprodukte in Discountern, im Lebensmittelhandel und in Apotheken eingekauft. Die Produkte enthalten unterschiedliche UV-Filtersysteme mit SPF 10 bis 12 und erfüllen nach Angaben der Hersteller die Anforderungen der Australischen Norm. Die Angaben zum SPF, zur Produktform sowie den enthaltenen UV-Filtern sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Die Produkte wurden zunächst in einer Menge von 0.75 mg/cm2 auf eine einseitig angeraute PMMA Platte aufgetragen und mit einem Spektralphotometer (LOT-ORIEL-INSTASPECII Komponentengerät) vermessen. Für jedes Produkt wurden 3 Platten vorbereitet, auf denen 4 einzelne Messungen durchgeführt wurden. Sofern die Absorption den Wert von 2 überschritt, wurde - wie von Klette et al. [6] gefordert - der Vorgang mit entsprechend verringertem Auftragsvolumen wiederholt. Die UVA-Schutzleistung wurde als UVA-Index aus den Transmissionsdaten und unter Einbeziehung des ausgelobten SPF berechnet (für Einzelheiten siehe [ 3]).

Tabelle 1:
Übersicht der in die Untersuchung einbezogenen Sonnenschutzprodukte

Produkt SPF Produktform Filterzusammensetzung
P1 12 Lotion EHMC; OC; BMDBM
P2 10 Lotion ZnO, OC
P3 10 Lotion EHMC; SPBS; BMDBM
P4 12 Lotion 4-MBC; BMDBM; DBT; SPBS
P5 10 Spray 4-MBC; OS; BMDBM; SPBS
P6 10 Lotion MBBT; IMC
P7 10 HD-Gel IMC; BMDBM
P8 10 Creme EHMC; BEMT; TiO2
P9 12 Lotion OC; EHMC; BEMT; TiO2
P10 10 Spray EHMC; BMDBM; EHT; PBSA
P11 12 Creme EHMC; BMDBM
P12 12 Lotion EHMC; OC; BMDBM
P13 12 Creme EHMC; OC; BMDBM
P14 12 Lotion EHMC; OC; BMDBM

Abkürzungen:

BEMT= Bis-Ethylhexyloxyphenol Methoxyphenol Methoxyphenyl Triazine
BMDBM= Butyl Methoxydibenzoylmethane
DBT = Dietyhlhexyl Butamido Triazone
EHMC = Ethylhexyl Methoxycinnamate
EHT = Ethylhexyl Triazone
HD = Hydrodispersion
IMC = Isoamyl p-Methoxycinnamate
MBBT = Methylene Bis-Benzotriazolyl Tetramethylbutylphenol
4-MBC = 4-Methylbenzylidene Camphor
OC = Octocrylene
OS = Octyl Salicylate
PBSA = Phenyl benzimidazole Sulfonic Acid/ SPBS = Sodium Phenylbenzimidazole Sulfonate
TiO2 = Titanium Dioxide
ZnO = Zinc Oxide


Ergebnis und Diskussion

Die Methode erwies sich als sehr gut anwendbar auf alle Testprodukte. Mittels der Methode ließ sich die UVA-Schutzleistung der einzelnen Produkte problemlos ermitteln. Wie aus Abbildung 1 hervorgeht, reicht die Skala der UVA-Schutzleistungen - angegeben als UVA-Index - von 17 bis 37. Dies ermöglicht eine klare Differenzierung zwischen den einzelnen Produkten. Einzelne Wiederholungsmessungen ergaben zudem eine sehr gute Reproduzierbarkeit und bestätigen damit das Ergebnis einer Studie, bei der mit anderen Produkten eine gute Übereinstimmung zwischen mehreren Prüfinstituten gezeigt werden konnte [5]. Da das Prozedere sich durch seine einfache und schnelle Ausführung auszeichnet, ist es unseres Erachtens nach hervorragend zur Qualitätsbeurteilung von Sonnenschutzprodukten geeignet.

Abbildung 1: Gegenüberstellung der UVA Schutzleistung verschiedener Sonnenschutzprodukte


Bei der Beurteilung der UVA-Schutzleistung der getesteten Sonnenschutzprodukte fällt auf, dass trotz fast gleichlautender Auslobung des UVA-Schutzes (gemäß Australischem Standard) erstaunlich große Unterschiede in den gemessenen Schutzleistungen auftraten. Interessanterweise werden die Produkte mit den höchsten UVA-Schutzleistungen von Herstellern angeboten, die sich seit Jahren intensiv in Forschung und Entwicklung mit dem Thema Sonnenschutz auseinandersetzen. Demgegenüber finden sich in der Gruppe der wenig schützenden Produkte vermehrt Discounterprodukte, wobei insbesondere ein Produkt negativ hervortrat. Die hier ermittelten Werte lassen die Auslobung der Australischen Norm sogar als zweifelhaft erscheinen.

Zusammenfassung

Die Bestimmung des UVA-Index als Maß für den UVA-Schutz von Sonnenschutzmitteln hat sich in der vorliegenden Studie bewährt. Alle Testprodukte konnten bei geringer Schwankung der Einzelwerte klar differenziert werden. Dabei traten erstaunlich große Unterschiede in der absoluten Leistung der Produkte auf. Die Methode lässt sich einfach und schnell anwenden und bietet somit alle Voraussetzungen für eine effiziente Produktdifferenzierung im UVA-Schutz. Ferner eignet sich diese in vitro Methode ideal als Screeningmethode, um Formulierungen für den dermokosmetischen Sonnenschutz effektiv zu optimieren.

Literatur

[1] S. Koopmann, J. Schulz, H. Gers-Barlag, F. Pflücker, R. Daniels; Investigations on the stability of Pickering-emulsions using surface modified nanometer-sized titanium dioxides. Proc. 3rd World Meeting on Emulsion, Lyon (2002)
[2] Leitlinie Dermokosmetischer Sonnenschutz der GD Gesellschaft für Dermopharmazie (2003); www.gd-online.de
[3] Australian Standard AS 2604 (1993)
[4] V. Wendel, E. Klette and H. Gers-Barlag; A new in vitro test method to assess the UVA protection performance of sun care products; SÖFW-Journal 127,12-30 (2001)
[5] H. Gers-Barlag, V. Wendel, E. Klette, R. Bimczok, C. Springob, P. Finkel, T. Rudolph, H.U. Gonzenbach, H. Westenfelder, P. Schneider, D. Kockott, U. Heinrich, H. Tronnier, W. Johncock, R. Langner, H. Driller, F. Pflücker, T. Wünsch; The reproducibility of an in vitro determination of the UVA INDEX describing the relative UVA protection of sun care products; IFSCC Magazine 5 (3), 161 - 166 (2001)
[6] E. Klette, V. Wendel , K.P. Wittern and H. Gers-Barlag; A quick, practical test procedure to evaluate the performance of instruments used for in vitro UV protection measurements; Int J Cos Sci 24 (6), 323-329 (2002)

Autor




Prof. Dr. Rolf Daniels hat im Fach Pharmazeutische Technologie promoviert. Vor seiner Rückkehr an die Hochschule arbeitete er zwei Jahre in der pharmazeutischen Entwicklungsabteilung eines großen Pharmaunternehmens. 1995 bekam er eine Professur für pharmazeutische Technologie am Institut für Pharmazeutische Technologie der Technischen Universität Braunschweig. Seine Hauptforschungsgebiete umfassen tensidfreie Emulsionssysteme, Stabilitätsbeurteilung von halbfesten Systemen und die kontrollierte Freisetzung von Wirkstoffen. Seit 1997 ist er Leiter der Fachgruppe Dermokosmetik der Gesellschaft für Dermopharmazie (GD).

Anschrift des Verfassers

Prof. Dr. Rolf Daniels, Institut für Pharmazeutische Technologie, Technische Universität Braunschweig, Mendelssohnstraße 1, 38106 Braunschweig
e-mail: r.daniels@tu-bs.de

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