La protezione solare, e in particolare la protezione solare, è una di questesegmenti in più rapida crescita del mercato della cura personale.Inoltre, la protezione UV viene ora incorporata in molti prodotti cosmetici di uso quotidiano (ad esempio, prodotti per la cura della pelle del viso e cosmetici decorativi), poiché i consumatori sono sempre più consapevoli che la necessità di proteggersi dal sole non si applica solo durante una vacanza al mare .
Il formulatore dei prodotti solari di oggideve raggiungere un SPF elevato e standard di protezione UVA impegnativi, realizzando al tempo stesso prodotti sufficientemente eleganti da incoraggiare la conformità dei consumatori e sufficientemente convenienti da risultare accessibili in tempi economici difficili.
Efficacia ed eleganza dipendono infatti l'una dall'altra; massimizzando l'efficacia degli attivi utilizzati consente di creare prodotti ad alto SPF con livelli minimi di filtri UV. Ciò consente al formulatore una maggiore libertà di ottimizzare la sensazione sulla pelle. Al contrario, una buona estetica del prodotto incoraggia i consumatori ad applicare più prodotti e quindi ad avvicinarsi all’SPF etichettato.
Attributi prestazionali da considerare quando si selezionano i filtri UV per le formulazioni cosmetiche
• Sicurezza per il gruppo di utenti finali previsti- Tutti i filtri UV sono stati ampiamente testati per garantire che siano intrinsecamente sicuri per l'applicazione topica; tuttavia alcuni individui sensibili possono avere reazioni allergiche a particolari tipi di filtri UV.
• Efficacia dell'SPF- Ciò dipende dalla lunghezza d'onda dell'assorbanza massima, dall'entità dell'assorbanza e dall'ampiezza dello spettro di assorbanza.
• Efficacia di protezione ad ampio spettro/UVA- Le moderne formulazioni di protezione solare devono soddisfare determinati standard di protezione UVA, ma ciò che spesso non è ben compreso è che anche la protezione UVA contribuisce all'SPF.
• Influenza sulla sensazione della pelle- Diversi filtri UV hanno effetti diversi sulla sensazione della pelle; ad esempio, alcuni filtri UV liquidi possono sembrare “appiccicosi” o “pesanti” sulla pelle, mentre i filtri idrosolubili contribuiscono a dare una sensazione di pelle più secca.
• Aspetto sulla pelle- I filtri inorganici e le particelle organiche possono causare sbiancamento della pelle se utilizzati ad alte concentrazioni; questo di solito non è auspicabile, ma in alcune applicazioni (ad es. prodotti solari per bambini) può essere percepito come un vantaggio.
• Fotostabilità- Diversi filtri UV organici decadono con l'esposizione ai raggi UV, riducendo così la loro efficacia; ma altri filtri possono aiutare a stabilizzare questi filtri “fotolabili” e ridurre o prevenire il decadimento.
• Resistenza all'acqua- L'inclusione di filtri UV a base d'acqua insieme a quelli a base di olio spesso fornisce un aumento significativo dell'SPF, ma può rendere più difficile il raggiungimento della resistenza all'acqua.
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Chimica dei filtri UV
Gli attivi per la protezione solare sono generalmente classificati come filtri solari organici o filtri solari inorganici. I filtri solari organici assorbono fortemente a lunghezze d'onda specifiche e sono trasparenti alla luce visibile. I filtri solari inorganici funzionano riflettendo o disperdendo la radiazione UV.
Conosciamoli approfonditamente:
Filtri solari organici
I filtri solari organici sono anche conosciuti comefiltri solari chimici. Questi sono costituiti da molecole organiche (a base di carbonio) che funzionano come filtri solari assorbendo la radiazione UV e convertendola in energia termica.
Punti di forza e di debolezza dei filtri solari organici
Punti di forza | Punti deboli |
Eleganza cosmetica: la maggior parte dei filtri organici, siano essi liquidi o solidi solubili, non lasciano residui visibili sulla superficie della pelle dopo l'applicazione di una formulazione | Spettro ristretto: molti proteggono solo su un intervallo di lunghezze d’onda ristretto |
I prodotti organici tradizionali sono ben compresi dai formulatori | "Cocktail" necessari per un SPF elevato |
Buona efficacia a basse concentrazioni | Alcuni tipi solidi possono essere difficili da sciogliere e mantenere in soluzione |
Domande su sicurezza, irritazione e impatto ambientale | |
Alcuni filtri organici sono fotoinstabili |
Applicazioni dei filtri solari organici
In linea di principio, i filtri organici possono essere utilizzati in tutti i prodotti solari/protezione UV, ma potrebbero non essere ideali nei prodotti per neonati o per la pelle sensibile a causa della possibilità di reazioni allergiche in soggetti sensibili. Inoltre, non sono adatti per prodotti che riportano indicazioni "naturali" o "organici" poiché sono tutti prodotti chimici di sintesi.
Filtri UV organici: Tipologie chimiche
Derivati del PABA (acido para-aminobenzoico).
• Esempio: Etilesil Dimetil PABA
• Filtri UVB
• Raramente utilizzato al giorno d'oggi a causa di problemi di sicurezza
Salicilati
• Esempi: Etilesil Salicilato, Omosalato
• Filtri UVB
• Basso costo
• Bassa efficacia rispetto alla maggior parte degli altri filtri
Cinnamati
• Esempi: etilesilmetossicinnamato, iso-amilmetossicinnamato, ottocrilene
• Filtri UVB altamente efficaci
• L'octocrilene è fotostabile e aiuta a fotostabilizzare altri filtri UV, ma altri cinnamati tendono ad avere una scarsa fotostabilità
Benzofenoni
• Esempi: Benzofenone-3, Benzofenone-4
• Fornisce assorbimento sia dei raggi UVB che dei raggi UVA
• Efficacia relativamente bassa ma aiuta ad aumentare l'SPF in combinazione con altri filtri
• Il benzofenone-3 è oggigiorno utilizzato raramente in Europa a causa di problemi di sicurezza
Derivati triazinici e triazolici
• Esempi: etilesil triazone, bis-etilesilossifenolo metossifenil triazina
• Altamente efficace
• Alcuni sono filtri UVB, altri forniscono una protezione UVA/UVB ad ampio spettro
• Ottima fotostabilità
• Costoso
Derivati dibenzoilici
• Esempi: butil metossidibenzoilmetano (BMDM), dietilammino idrossibenzoil esil benzoato (DHHB)
• Assorbitori UVA altamente efficaci
• Il BMDM ha una scarsa fotostabilità, ma il DHHB è molto più fotostabile
Derivati dell'acido benzimidazolo solfonico
• Esempi: acido fenilbenzimidazolo solfonico (PBSA), fenildibenzimidazolo tetrasolfonato disodico (DPDT)
• Solubile in acqua (se neutralizzato con una base adatta)
• PBSA è il filtro UVB; DPDT è un filtro UVA
• Spesso mostrano sinergie con i filtri solubili in olio se usati in combinazione
Derivati della canfora
• Esempio: 4-metilbenzilidene canfora
• Filtro UVB
• Raramente utilizzato al giorno d'oggi a causa di problemi di sicurezza
Antranilati
• Esempio: Mentil antranilato
• Filtri UVA
• Efficacia relativamente bassa
• Non omologato in Europa
Polisilicone-15
• Polimero siliconico con cromofori nelle catene laterali
• Filtro UVB
Filtri solari inorganici
Questi filtri solari sono noti anche come filtri solari fisici. Questi sono costituiti da particelle inorganiche che funzionano come filtri solari assorbendo e disperdendo la radiazione UV. I filtri solari inorganici sono disponibili come polveri secche o predispersioni.
Filtri solari inorganici Punti di forza e di debolezza
Punti di forza | Punti deboli |
Sicuro/non irritante | Percezione di scarsa estetica (skinfeel e sbiancamento sulla pelle) |
Ampio spettro | Le polveri possono essere difficili da formulare |
È possibile ottenere un SPF elevato (30+) con un singolo attivo (TiO2) | Gli inorganici sono stati coinvolti nel dibattito sulla nanotecnologia |
Le dispersioni sono facili da incorporare | |
Fotostabile |
Applicazioni di filtri solari inorganici
I filtri solari inorganici sono adatti per qualsiasi applicazione di protezione UV ad eccezione delle formulazioni trasparenti o degli spray aerosol. Sono particolarmente adatti per la protezione solare dei bambini, i prodotti per la pelle sensibile, i prodotti con indicazioni "naturali" e i cosmetici decorativi.
Filtri UV inorganici Tipi chimici
Biossido di titanio
• Principalmente un filtro UVB, ma alcuni gradi forniscono anche una buona protezione UVA
• Vari gradi disponibili con diverse dimensioni delle particelle, rivestimenti, ecc.
• La maggior parte dei gradi rientra nel regno delle nanoparticelle
• Le particelle di dimensioni più piccole sono molto trasparenti sulla pelle ma forniscono poca protezione dai raggi UVA; le taglie più grandi offrono una maggiore protezione UVA ma sbiancano maggiormente la pelle
Ossido di zinco
• Principalmente un filtro UVA; efficacia SPF inferiore rispetto al TiO2, ma offre una protezione migliore rispetto al TiO2 nella regione "UVA-I" a lunghezza d'onda lunga
• Vari gradi disponibili con diverse dimensioni delle particelle, rivestimenti, ecc.
• La maggior parte dei gradi rientra nel regno delle nanoparticelle
Matrice prestazioni/chimica
Tariffa da -5 a +5:
-5: effetto negativo significativo | 0: nessun effetto | +5: effetto positivo significativo
(Nota: per il costo e lo sbiancamento, "effetto negativo" significa che il costo o lo sbiancamento sono aumentati.)
Costo | SPF | UVA | Sensazione della pelle | Sbiancamento | Fotostabilità | Acqua | |
Benzofenone-3 | -2 | +4 | +2 | 0 | 0 | +3 | 0 |
Benzofenone-4 | -2 | +2 | +2 | 0 | 0 | +3 | 0 |
Bis-etilesilossifenolo metossifenil triazina | -4 | +5 | +5 | 0 | 0 | +4 | 0 |
Butilmetossi-dibenzoilmetano | -2 | +2 | +5 | 0 | 0 | -5 | 0 |
Dietilammino idrossi benzoil esil benzoato | -4 | +1 | +5 | 0 | 0 | +4 | 0 |
Dietilesil butammido triazone | -4 | +4 | 0 | 0 | 0 | +4 | 0 |
Disodio Fenil Dibenzimiazolo Tetrasolfonato | -4 | +3 | +5 | 0 | 0 | +3 | -2 |
Etilesil dimetil PABA | -1 | +4 | 0 | 0 | 0 | +2 | 0 |
Etilesilmetossicinnamato | -2 | +4 | +1 | -1 | 0 | -3 | +1 |
Salicilato di etilesile | -1 | +1 | 0 | 0 | 0 | +2 | 0 |
Triazone etilesile | -3 | +4 | 0 | 0 | 0 | +4 | 0 |
Omosalato | -1 | +1 | 0 | 0 | 0 | +2 | 0 |
Isoamil p-metossicinnamato | -3 | +4 | +1 | -1 | 0 | -2 | +1 |
Mentil antranilato | -3 | +1 | +2 | 0 | 0 | -1 | 0 |
Canfora 4-metilbenzilidene | -3 | +3 | 0 | 0 | 0 | -1 | 0 |
Metilene Bis-Benzotriazolil Tetrametilbutilfenolo | -5 | +4 | +5 | -1 | -2 | +4 | -1 |
Octocrilene | -3 | +3 | +1 | -2 | 0 | +5 | 0 |
Acido fenilbenzimidazolo solfonico | -2 | +4 | 0 | 0 | 0 | +3 | -2 |
Polisilicone-15 | -4 | +1 | 0 | +1 | 0 | +3 | +2 |
Tris-bifenil triazina | -5 | +5 | +3 | -1 | -2 | +3 | -1 |
Biossido di titanio – grado trasparente | -3 | +5 | +2 | -1 | 0 | +4 | 0 |
Biossido di titanio – grado ad ampio spettro | -3 | +5 | +4 | -2 | -3 | +4 | 0 |
Ossido di zinco | -3 | +2 | +4 | -2 | -1 | +4 | 0 |
Fattori che influiscono sulle prestazioni dei filtri UV
Le caratteristiche prestazionali del biossido di titanio e dell'ossido di zinco variano considerevolmente a seconda delle proprietà individuali del grado specifico utilizzato, ad es. rivestimento, forma fisica (polvere, dispersione a base oleosa, dispersione a base acquosa).Gli utenti dovrebbero consultarsi con i fornitori prima di selezionare il grado più appropriato per soddisfare i propri obiettivi prestazionali nel proprio sistema di formulazione.
L'efficacia dei filtri UV organici oleosolubili è influenzata dalla loro solubilità negli emollienti utilizzati nella formulazione. In generale, gli emollienti polari sono i migliori solventi per i filtri organici.
Le prestazioni di tutti i filtri UV sono influenzate in modo critico dal comportamento reologico della formulazione e dalla sua capacità di formare una pellicola uniforme e coerente sulla pelle. L'utilizzo di idonei filmogeni e additivi reologici aiuta spesso a migliorare l'efficacia dei filtri.
Interessante combinazione di filtri UV (sinergie)
Esistono molte combinazioni di filtri UV che mostrano sinergie. I migliori effetti sinergici si ottengono solitamente combinando filtri che in qualche modo si completano a vicenda, ad esempio:-
• Combinazione di filtri solubili in olio (o dispersi in olio) con filtri solubili in acqua (o dispersi in acqua)
• Combinando filtri UVA con filtri UVB
• Combinazione di filtri inorganici con filtri organici
Esistono anche alcune combinazioni che possono apportare altri vantaggi, ad esempio è noto che l'ottocrilene aiuta a fotostabilizzare alcuni filtri fotolabili come il butilmetossidibenzoilmetano.
Tuttavia bisogna sempre tenere conto della proprietà intellettuale in questo settore. Esistono molti brevetti che coprono particolari combinazioni di filtri UV e si consiglia ai formulatori di verificare sempre che la combinazione che intendono utilizzare non violi alcun brevetto di terzi.
Seleziona il filtro UV giusto per la tua formulazione cosmetica
I seguenti passaggi ti aiuteranno a selezionare i filtri UV giusti per la tua formulazione cosmetica:
1. Stabilire obiettivi chiari per quanto riguarda le prestazioni, le proprietà estetiche e le dichiarazioni previste per la formulazione.
2. Verificare quali filtri sono consentiti per il mercato previsto.
3. Se si desidera utilizzare un telaio con una formulazione specifica, considerare quali filtri si adatteranno a quel telaio. Tuttavia, se possibile, è meglio scegliere prima i filtri e progettare la formulazione attorno ad essi. Ciò è particolarmente vero con i filtri inorganici o organici antiparticolato.
4. Utilizzare i consigli dei fornitori e/o gli strumenti di previsione come BASF Sunscreen Simulator per identificare le combinazioni che dovrebberoraggiungere l'SPF desideratoe obiettivi UVA.
Queste combinazioni possono quindi essere provate nelle formulazioni. I metodi di test SPF e UVA in vitro sono utili in questa fase per indicare quali combinazioni danno i migliori risultati in termini di prestazioni - maggiori informazioni sull'applicazione, l'interpretazione e le limitazioni di questi test possono essere raccolte con il corso di formazione online di SpecialChem:UVA/SPF: Ottimizzazione dei protocolli di test
I risultati dei test, insieme ai risultati di altri test e valutazioni (ad es. stabilità, efficacia conservante, sensazione sulla pelle), consentono al formulatore di selezionare le migliori opzioni e guidano anche l'ulteriore sviluppo della/e formulazione/i.
Orario di pubblicazione: 03-gennaio-2021