Filtri UV nel mercato dei prodotti solari

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La cura del sole, e in particolare la protezione solare, è una delleI segmenti in più rapida crescita del mercato della cura della persona.Inoltre, la protezione UV è ormai 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 riguarda solo una vacanza al mare.

Il formulatore di prodotti per la protezione solare di oggideve raggiungere un elevato SPF e standard di protezione UVA impegnativi, rendendo al contempo i prodotti sufficientemente eleganti da incoraggiare la conformità da parte dei consumatori e sufficientemente convenienti da essere accessibili anche in periodi di difficoltà economica.

Filtri UV nel mercato dei prodotti solari

Efficacia ed eleganza sono infatti interdipendenti; massimizzare l'efficacia dei principi attivi utilizzati consente di creare prodotti con SPF elevato con livelli minimi di filtri UV. Questo lascia al formulatore maggiore libertà nell'ottimizzazione della sensazione sulla pelle. Al contrario, un'estetica gradevole del prodotto incoraggia i consumatori ad applicare più prodotti e quindi ad avvicinarsi all'SPF indicato sull'etichetta.

Attributi prestazionali da considerare quando si selezionano filtri UV per formulazioni cosmetiche
• Sicurezza per il gruppo di utenti finali previsto- Tutti i filtri UV sono stati ampiamente testati per garantire che siano intrinsecamente sicuri per l'applicazione topica; tuttavia, alcuni individui sensibili potrebbero avere reazioni allergiche a particolari tipi di filtri UV.

• Efficacia SPF- Dipende dalla lunghezza d'onda del massimo di assorbanza, dall'entità dell'assorbanza e dall'ampiezza dello spettro di assorbanza.

• Efficacia di protezione ad ampio spettro/UVA- Le moderne formulazioni di creme solari devono soddisfare determinati standard di protezione UVA, ma ciò che spesso non è ben compreso è che la protezione UVA contribuisce anche al fattore di protezione solare (SPF).

• Influenza sulla sensazione cutanea- Diversi filtri UV hanno effetti diversi sulla sensazione della pelle; ad esempio, alcuni filtri UV liquidi possono risultare "appiccicosi" o "pesanti" sulla pelle, mentre i filtri idrosolubili contribuiscono a rendere la pelle più secca.

• Aspetto sulla pelle- I filtri inorganici e le particelle organiche possono causare sbiancamento della pelle se utilizzati ad alte concentrazioni; questo è solitamente indesiderato, ma in alcune applicazioni (ad esempio, la protezione solare per neonati) può essere percepito come un vantaggio.

• FotostabilitàDiversi filtri UV organici si degradano se esposti ai raggi UV, riducendo così la loro efficacia; tuttavia, altri filtri possono contribuire a stabilizzare questi filtri "fotolabili" e a ridurre o prevenire il degrado.

• Resistenza all'acqua- L'aggiunta di filtri UV a base d'acqua insieme a quelli a base di olio spesso aumenta significativamente l'SPF, ma può rendere più difficile ottenere la resistenza all'acqua.
» Visualizza tutti gli ingredienti e i fornitori di prodotti solari disponibili in commercio nel database dei cosmetici

Chimica dei filtri UV

I principi attivi dei filtri solari sono generalmente classificati come filtri solari organici o filtri solari inorganici. I filtri solari organici assorbono fortemente a specifiche lunghezze d'onda e sono trasparenti alla luce visibile. I filtri solari inorganici agiscono riflettendo o diffondendo i raggi UV.

Scopriamoli più a fondo:

Creme solari biologiche

Filtri UV nel mercato della protezione solare1

Le creme solari organiche sono anche conosciute comefiltri solari chimiciSi tratta di molecole organiche (a base di carbonio) che fungono da filtri solari assorbendo le radiazioni UV e convertendole in energia termica.

Punti di forza e di debolezza delle creme solari biologiche

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 da una formulazione

Spettro ristretto: molti proteggono solo su una gamma ristretta di lunghezze d'onda

I prodotti biologici tradizionali sono ben compresi dai formulatori

“Cocktail” richiesti per SPF elevato

Buona efficacia a basse concentrazioni

Alcuni tipi solidi possono essere difficili da sciogliere e mantenere in soluzione

Domande sulla sicurezza, irritabilità e impatto ambientale

Alcuni filtri organici sono fotoinstabili

Applicazioni di filtri solari biologici
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 pelli sensibili, a causa della possibilità di reazioni allergiche in soggetti sensibili. Non sono inoltre adatti ai prodotti che riportano dichiarazioni di "naturale" o "biologico", poiché sono tutti composti da sostanze chimiche di sintesi.
Filtri UV organici: tipi chimici

Derivati ​​del PABA (acido para-amminobenzoico)
• Esempio: Etilesil Dimetil PABA
• Filtri UVB
• Oggigiorno è raramente utilizzato a causa di problemi di sicurezza.

salicilati
• Esempi: salicilato di etilesile, omosalato
• Filtri UVB
• Basso costo
• Bassa efficacia rispetto alla maggior parte degli altri filtri

Cinnamati
• Esempi: Etilesil metossicinnamato, isoamil metossicinnamato, octocrilene
• 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
• Assorbe sia i raggi UVB che UVA
• Efficacia relativamente bassa, ma contribuisce ad aumentare l'SPF se utilizzato in combinazione con altri filtri.
• Il benzofenone-3 è oggigiorno usato raramente in Europa a causa di problemi di sicurezza.

Derivati ​​della triazina e del triazolo
• Esempi: Etilesil triazone, bis-Etilesilossifenolo Metossifenil triazina
• Altamente efficace
• Alcuni sono filtri UVB, altri offrono una protezione ad ampio spettro UVA/UVB
• Ottima fotostabilità
• Costoso

Derivati ​​dibenzoilici
• Esempi: Butil metossidibenzoilmetano (BMDM), Dietilammino idrossibenzoil esil benzoato (DHHB)
• Assorbitori UVA altamente efficaci
• Il BMDM ha una scarsa fotostabilità, mentre il DHHB è molto più fotostabile.

Derivati ​​dell'acido benzimidazolo solfonico
• Esempi: Acido fenilbenzimidazolo solfonico (PBSA), Tetrasolfonato disodico di fenil dibenzimidazolo (DPDT)
• Solubile in acqua (se neutralizzato con una base adatta)
• PBSA è un filtro UVB; DPDT è un filtro UVA
• Spesso mostrano sinergie con i filtri liposolubili se utilizzati in combinazione

Derivati ​​della canfora
• Esempio: 4-metilbenzilidene canfora
• Filtro UVB
• Oggigiorno è raramente utilizzato a causa di problemi di sicurezza.

antranilati
• Esempio: antranilato di mentile
• Filtri UVA
• Efficacia relativamente bassa
• Non approvato in Europa

Polisilicone-15
• Polimero siliconico con cromofori nelle catene laterali
• Filtro UVB

Filtri solari inorganici

Questi filtri solari sono anche noti come filtri solari fisici. Sono costituiti da particelle inorganiche che agiscono come filtri solari assorbendo e diffondendo i raggi UV. I filtri solari inorganici sono disponibili sotto forma di polveri secche o pre-dispersioni.

Filtri UV nel mercato della protezione solare2

Protezioni solari inorganiche: punti di forza e di debolezza

Punti di forza

Punti deboli

Sicuro / non irritante

Percezione di scarsa estetica (sensazione al tatto e sbiancamento della pelle)

Ampio spettro

Le polveri possono essere difficili da formulare con

È possibile ottenere un SPF elevato (30+) con un singolo principio attivo (TiO2)

I materiali inorganici sono stati coinvolti nel dibattito sulle nanotecnologie.

Le dispersioni sono facili da incorporare

Photostable

Applicazioni dei filtri solari inorganici
Le creme solari inorganiche sono adatte a qualsiasi applicazione di protezione UV, ad eccezione delle formulazioni trasparenti o degli spray aerosol. Sono particolarmente indicate per la protezione solare dei neonati, i prodotti per pelli sensibili, i prodotti che dichiarano di essere "naturali" e i cosmetici decorativi.
Filtri UV inorganici - Tipi chimici

biossido di titanio
• Principalmente un filtro UVB, ma alcune tipologie offrono anche una buona protezione dai raggi UVA.
• Sono disponibili diverse qualità con differenti granulometrie, rivestimenti ecc.
• La maggior parte dei gradi rientra nell'ambito delle nanoparticelle
• Le particelle di dimensioni più piccole sono molto trasparenti sulla pelle ma offrono poca protezione dai raggi UVA; le particelle di dimensioni maggiori offrono maggiore protezione dai raggi UVA ma tendono ad avere un effetto sbiancante sulla pelle.

Ossido di zinco
• Principalmente un filtro UVA; ha un'efficacia SPF inferiore rispetto al TiO2, ma offre una protezione migliore del TiO2 nella regione a lunghezza d'onda lunga "UVA-I".
• Sono disponibili diverse qualità con differenti granulometrie, rivestimenti ecc.
• La maggior parte dei gradi rientra nell'ambito delle nanoparticelle

Matrice prestazioni/chimica

Tasso da -5 a +5:
-5: effetto negativo significativo | 0: nessun effetto | +5: effetto positivo significativo
(Nota: per quanto riguarda i costi e lo sbiancamento, "effetto negativo" significa che i costi o lo sbiancamento aumentano.)

 

Costo

fattore di protezione solare

UVA
Protezione

Sensazione sulla pelle

Sbiancamento

Fotostabilità

Acqua
Resistenza

Benzofenone-3

-2

+4

+2

0

0

+3

0

Benzofenone-4

-2

+2

+2

0

0

+3

0

Bis-etilhexilossifenolo metossifenil triazina

-4

+5

+5

0

0

+4

0

Butil metossi-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

tetrasolfonato disodico di fenil dibenzimiazolo

-4

+3

+5

0

0

+3

-2

Etilesil dimetil PABA

-1

+4

0

0

0

+2

0

Etilesil metossicinnamato

-2

+4

+1

-1

0

-3

+1

Salicilato di etilesile

-1

+1

0

0

0

+2

0

Etilesil triazone

-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

Antranilato di mentile

-3

+1

+2

0

0

-1

0

4-metilbenzilidene canfora

-3

+3

0

0

0

-1

0

Metilene bis-benzotriazolil tetrametilbutilfenolo

-5

+4

+5

-1

-2

+4

-1

Octocrylene

-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 influenzano le prestazioni dei filtri UV

Le caratteristiche prestazionali del biossido di titanio e dell'ossido di zinco variano notevolmente a seconda delle singole proprietà del grado specifico utilizzato, ad esempio rivestimento, forma fisica (polvere, dispersione a base di olio, dispersione a base di acqua).Gli utenti dovrebbero consultare i fornitori prima di selezionare il grado più appropriato per soddisfare i propri obiettivi di prestazione nel sistema di formulazione.

L'efficacia dei filtri UV organici liposolubili è influenzata dalla loro solubilità negli emollienti utilizzati nella formulazione. In generale, gli emollienti polari sono i solventi migliori 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 un film uniforme e coerente sulla pelle. L'uso di filmogeni e additivi reologici adeguati contribuisce spesso a migliorare l'efficacia dei filtri.
Interessante combinazione di filtri UV (sinergie)

Esistono numerose combinazioni di filtri UV che mostrano effetti sinergici. I migliori effetti sinergici si ottengono solitamente combinando filtri che si completano a vicenda in qualche modo, ad esempio:
• Combinazione di filtri solubili in olio (o dispersi in olio) con filtri solubili in acqua (o dispersi in acqua)
• Combinazione di filtri UVA e filtri UVB
• Combinazione di filtri inorganici e filtri organici

Esistono anche alcune combinazioni che possono apportare ulteriori benefici; ad esempio, è risaputo che l'octocrilene contribuisce alla fotostabilizzazione di alcuni filtri fotolabili come il butil metossidibenzoilmetano.

Tuttavia, in questo ambito è sempre necessario prestare attenzione alla proprietà intellettuale. Esistono numerosi brevetti che coprono particolari combinazioni di filtri UV e si consiglia ai formulisti di verificare sempre che la combinazione che intendono utilizzare non violi brevetti di terzi.

Seleziona il filtro UV più adatto alla tua formulazione cosmetica

I seguenti passaggi ti aiuteranno a selezionare il/i filtro/i UV più adatti alla tua formulazione cosmetica:
1. Definire obiettivi chiari per le prestazioni, le proprietà estetiche e le dichiarazioni previste per la formulazione.
2. Verificare quali filtri sono consentiti per il mercato di destinazione.
3. Se si desidera utilizzare un telaio con una formulazione specifica, valutare quali filtri siano compatibili con tale telaio. Tuttavia, se possibile, è consigliabile scegliere prima i filtri e progettare la formulazione in base a essi. Questo è particolarmente vero per i filtri inorganici o organici particolati.
4. Utilizzare i consigli dei fornitori e/o strumenti di previsione come il simulatore di protezione solare BASF per identificare le combinazioni che dovrebberoraggiungere l'SPF desideratoe obiettivi UVA.

Queste combinazioni possono quindi essere testate nelle formulazioni. I metodi di test in vitro SPF e UVA sono utili in questa fase per indicare quali combinazioni offrono i migliori risultati in termini di prestazioni: maggiori informazioni sull'applicazione, l'interpretazione e i limiti di questi test sono disponibili nel corso di formazione online SpecialChem.UVA/SPF: ottimizzazione dei protocolli di prova

I risultati dei test, unitamente ai risultati di altri test e valutazioni (ad esempio, stabilità, efficacia conservante, sensazione sulla pelle), consentono al formulista di selezionare l'opzione o le opzioni migliori e di orientare l'ulteriore sviluppo della formulazione o delle formulazioni.


Data di pubblicazione: 03-01-2021