Cómo se mide el factor de protección solar UVB y UVA

 

 

 

En 1962, el químico Franz Greiter introdujo por primera vez el concepto de SPF en la fotobiología. Las primeras pruebas se llevaron a cabo en los Alpes suizos, donde varias personas tomaban el sol y se apuntaba el tiempo que tardaban en quemarse cuando se aplicaban un cosmético con protección solar y cuando no se aplicaban nada. A partir de esos datos se calculaba el SPF como un factor multiplicador del tiempo de exposición solar que provoca eritema.

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Hasta que no se desarrollaron los simuladores de radiación solar para laboratorio se utilizaba esta metodología que, aunque proporcionaba resultados realistas, entraña unos riesgos que hoy en día serían inadmisibles para cualquier ensayo clínico. Además, la radiación solar es diferente según la hora del día, la localización, la meteorología o la época del año, con lo que el índice ultravioleta varía. Resulta imposible normalizar estos ensayos, es decir, no se puede garantizar que el método ofrezca siempre los mismos resultados y que estos sean comparables entre sí.

 

La forma de resolver esto vino de la mano del simulador solar de lámpara de arco de xenón, que es la principal fuente de luz clínica para las pruebas de filtros solares. Consiste en dos electrodos (arco voltaico) situados en el interior de un bulbo relleno de gas xenón. La lámpara emite radiación que comprende todo el espectro ultravioleta y más allá. Para eliminar la radiación visible e infrarroja que no contribuye al eritema, la lámpara lleva incorporados filtros absorbentes, y un filtro de corte en el UVC que simula la protección de la capa de ozono. De esta manera la lámpara puede simular la radiación solar UVA y UVB.

¿Cómo se mide el SPF?

El SPF es el factor de protección solar frente a la radiación UVB (290–320 nm). La medida se realiza in vivo, es decir, en ensayos clínicos en los que participan personas voluntarias. En Europa se rige por la norma ISO 244444.

Los voluntarios se dividen en grupos de entre 10 y 20 individuos según su fototipo de piel. Con una lámpara de arco de xenón se les aplica radiación UVB en varias zonas delimitadas de la espalda a intervalos crecientes de energía. La energía se mide en unidades radiométricas: julios por centímetro cuadrado de piel (mJ/cm2). Así, se define la dosis mínima eritematógena (MED) como la dosis mínima de UVB que produce el primer eritema perceptible de bordes definidos.

La prueba se repite protegiendo la piel con el producto a evaluar, aplicando la cantidad exacta de 2 mg/cm2. Así se mide la MED con fotoprotector.

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El SPF será el resultado de dividir la MED con fotoprotector entre la MED sin fotoprotector.

 

Por ejemplo, si el primer eritema con bordes definidos se produce con 2 mJ/cm2 sin fotoprotector, y con fotoprotector se produce con 60 mJ/cm2, el SPF será 60/2, es decir SPF 30. Esto significa que el fotoprotector multiplica por 30 la energía a la que la piel puede estar expuesta.

Esta medida suele extrapolarse a unidades de tiempo. No es una medida exacta, pero sí orientativa, ya que el fotoprotector multiplica también el tiempo al que se puede estar expuesto. No obstante, hay que tener en cuenta que no es comparable el tiempo de exposición en condiciones de laboratorio que en condiciones reales, porque la radiación solar varía.

Actualmente el SPF máximo que se puede indicar en un producto de protección solar es 50+. Es el equivalente a lo que antiguamente se llamaba “pantalla total” o “SPF 100”. Para indicar SPF 50+ el valor real del SPF tiene que ser igual o superior a 60.

¿Cómo se mide el FPA, PDD y UVA-PF?

El FPA (factor de protección UVA) o PDD (Persistent Pigment Darkening u Oscurecimiento Pigmentario Persistente) es el factor de protección frente a la radiación UVA (320–400 nm). Como esta radiación produce oscurecimiento de la piel, lo que se mide es la dosis mínima pigmentaria (MPD). El método de medida es in vivo, análogo al SPF, solo que lo que se evalúa es la dosis mínima a partir de la cual se observa una pigmentación tangible visible con bordes definidos.

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El PPD será el resultado de dividir la MPD con fotoprotector entre la MPD sin fotoprotector.

La PPD máxima es la superior a 16 y se indica como PA++++. En Europa se considera que un producto solar tiene protección UVA cuando el valor del PPD es al menos 1/3 del valor del SPF, y se indica con el pictograma de un círculo rodeando las siglas UVA.

Además del PPD o FPA, que se miden en ensayos in vivo, hay otro método in vitro equivalente que proporciona el valor del UVA-PF.

El UVA-PF es un factor de protección frente a la radiación UVA. En Europa se rige por la norma ISO 24443. Se basa en la medida del paso de los rayos ultravioleta a través de una fina capa de protector solar que se extiende sobre una placa rugosa para que el nivel de rayos ultravioleta se calcula antes y después de la exposición a una dosis controlada de la fuente de radiación. Como control se utiliza un protector solar de referencia con UVA-PF 12,7.

Los métodos in vivo dan resultados más precisos y reproducibles que los métodos in vitro. No obstante, la intención es seguir investigando nuevos métodos para que en un futuro próximo lleguen a sustituir a los in vivo; primero para no depender de personas voluntarias, y segundo para no depender de la subjetividad del observador. También se está trabajando en desarrollar métodos de cuantificación de biomarcadores de eritema y de pigmentación, para poder ofrecer valores objetivos, normalizados e independientes del observador.

 

La protección solar depende de la formulación: ingredientes + emulsión

· Ingredientes

Los filtros solares se clasifican según composición, solubilidad, tamaño de partícula y mecanismo de absorción ultravioleta. Cada uno de ellos presenta diferentes curvas de absorción, por eso suelen combinarse de tal manera que ofrezcan una mayor cobertura frente a todo el espectro ultravioleta.

Esto no es tan fácil como puede parecer, ya que no todos los filtros se pueden combinar entre sí. Deben escogerse de forma que se aumente la eficacia y se garantice la fotoestabilidad. Por poner un ejemplo de ingredientes antagónicos, no se puede formular un producto con avobenzona con metoxicinamato, ya que se desestabilizaría, pero sí con octocrileno y Tinosorb S para cubrir el UVB.

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Como ejemplo de combinación excepcional de filtros que actúan de forma sinérgica, cubriendo todo el espectro ultravioleta y manteniendo la fotoestabilidad, está la tecnología XL-Protect con la que se formulan los productos Anthelios de los laboratorios La Roche Posay.  Contienen Mexoryl SX (terephthalylidene dicamphor sulfonic acid con protección UVA con máximo de absorción a 345 nm), Avobenzone (butyl methoxydibenzoylmethane con protección UVA con máximo de absorción a 355 nm), Tinosorb S (bis-ethylhexyloxyphenol methoxyphenyl triazine con protección UVA y UVB con máximos de absorción a 310 y 345 nm) y Mexoryl XL (drometrizole trisiloxane con protección UVA y UVB con máximos de absorción a 303 y 340 nm).

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La protección ultravioleta no se puede calcular como el sumatorio de los ingredientes por separado, sino que los factores de protección, tanto para UVA como UVB, se evalúan sobre el cosmético terminado. Por eso la fórmula al completo es más importante que la lista de ingredientes. Por ejemplo, la combinación de filtros solares XL-Protect ofrece máximos de absorción superiores a las de sus ingredientes aislados, dando un PPD un 14% mayor.

 

· Emulsión

La mayoría de los cosméticos son emulsiones. Una emulsión es una mezcla de sustancias que en principio son inmiscibles entre sí, como el agua y el aceite. De hecho, muchos cosméticos son resultado de una emulsión estable de una fase acuosa y una fase grasa. 

Los filtros minerales son insolubles. Esto implica que no se disuelven en ninguna fase. Esto afecta especialmente a la homogeneidad del producto y a su estabilidad. En lugar de estar disueltos se dice que están dispersos en la fórmula. Por el contrario, los filtros orgánicos son solubles, algunos se disuelven en la fase acuosa (los polares) y la mayoría en la fase grasa (los apolares).

El problema de las emulsiones es que están formadas por microgotas de fase grasa suspendidas en la fase acuosa (o viceversa). El tamaño de las microgotas de las emulsiones afecta no solo a la textura del cosmético, sino a cómo se distribuyen los filtros. Por eso, cuanto más fina sea la emulsión, mejor distribución de los filtros y, por tanto, mejor protección frente a la radiación solar.

Recientemente se ha desarrollado una tecnología que logra reducir hasta 100 veces el tamaño de las gotas de la emulsión, pasando de escala micro a escala nano. Esto da como resultado una cobertura más homogénea, mayor adherencia a la piel y con un efecto multiplicador tanto del SPF como del PPD. Se basa en el empleo de filmógenos acrílicos, una suerte de malla tridimensional con huecos nanométricos que dan cobijo tanto a la fase grasa como a la acuosa. Esta tecnología se denomina Netlock y ha sido desarrollada por los laboratorios del grupo L’Oréal e incorporadas a los productos Anthelios de La Roche Posay.

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Al comparar cosméticos con la misma cantidad y tipo de filtros solares, los que se formulan con tecnología Netlock duplican el SPF medido con respecto a los formulados con emulsión convencional. El resultado es que el SPF medido de 40-50 se eleva a 106,5.

El factor de protección UVA también depende de la calidad de la emulsión. La recomendación es que un cosmético con SPF 50+ ofrezca un UVA-PF de 20. Los productos Anthelios duplican la protección recomendada gracias a la emulsión con tecnología Netlock. De hecho el Anthelios Fluido Invisible de La Roche Posay bate el récord del mercado con un UVA-PF de 46,6.

Gracias a estas nuevas tecnologías incorporadas a la formulación, la protección solar frente a la radiación UVA y UVB es mayor, más homogénea y duradera.

*Principales fuentes consultadas

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*Declaración de conflicto de interés:

Este artículo ha sido escrito con total libertad.

Formo parte del equipo de formación y transferencia científica del laboratorio dermatológico La Roche Posay perteneciente al grupo L’Oréal. Esa es la razón por la que se citan productos y tecnologías desarrolladas por este laboratorio.

Cómo se mide el factor de protección solar UVB y UVA

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