Medición de la eficacia de las pantallas solares contra los UVA: método IPP*

Dominique MoyaP, Alain Chardon^ y Nikiforos Kollias^

RESUMEN: Introducción. Se postu la que la Intensi f icación pigmentar ia persistente (IPP) indu­cida por los rayos UVA in vivo podr ía ser útil para evaluar la protecc ión anti-UVA.

Objetivos. La f inal idad de este estudio fue establecer si la IPP permite determinar la ef icacia de f i l t ros anti-UVA c o m o la ox ibenzona, la avobenzona, el emcasule y el concent rado de óx ido de zinc so los y comb inados con f i l t ros anti-UBV.

Métodos. Se anal izó la protecc ión anti-UVA proporc ionada por pantal las comercia les con F P S 1 5 Ó 3 0 .

Resultados. La pro tecc ión anti-UVA aumentó en proporc ión directa con la concent rac ión de f i l t ros anti-UVA y fue independiente de los anti-UVB. La prueba de IPP fue sensible a todos los f i l t ros anti-UVA, más allá de su espectro de absorbancia.

Conclusiones. Los hal lazgos demuestran que la IPP es un parámetro estable, inducible con cualquier long i tud de onda UVA e independiente de la tasa de f lu jo, es decir, un dosímetro cutáneo endógeno conf iable.

Palabras clave: UVA - protección - pantallas solares - evaluación - IPP.

Arch. Argent. Dermatol . 53 (Supl.):7-11, 2003

Existen varios métodos /n v/voe in y/tro para evaluar la protección anti-UVA (320-400 nm) de las pantallas so­lares' 2 Comprobamos que el que emplea la intensifica­ción pigmentaria persistente (IPP) //? y/Vo- aquella que se observa 2 a 4 horas después de la exposición - es un indicador confiable de la protección anti-UVA^. Esta es la técnica oficial aceptada en Japón para rotular las panta­llas anti-UVA desde enero de 1996". En estudios previos señalamos que aunque la respuesta cutánea transitoria que se aprecia al finalizar la exposición depende de la desviación de la tasa de flujo con respecto a la ley de reciprocidad (efecto Scharzschild), la respuesta estable que se advierte por lo menos 2 horas después de la ex­posición, no se afecta^^ En la primera parte de este traba­jo^, el uso de filtros físicos neutros también nos permitió confirmar que la prueba de IPP se comporta como un do­símetro endógeno lineal de las radiaciones UVA en la piel.

En esta publicación demostramos que la prueba de IPP se correlaciona con los filtros anti-UVA y que la pre­sencia de filtros ant i -UVB no influye en los resultados. También corroboramos que las pantallas solares comer­ciales de igual ef icacia ant i -UVB (FPS 15 ó 30) propor-

* IPP equivale a la sigla en inglés PPD (Persistent Pigment Darke-nlng), la pigmentación que aparece aproximadamente a las 2 horas de la irradiación con RUV A. IPP no debe confundirse con la sigla en inglés IPD (Inmediate Pigment Darkening), pigmentación inducida también por RUV A pero de aparición más precoz y fugaz.

' Investigaciones L'Oréal, Clichy, Francia.

^ Laboratorios de Fotomedicina Wellman, Hospital General de Mas-

sachusetts, Boston, MA, Estados Unidos.

clonan distinta protección en el rango anti-UVA. Por lo

tanto, es esencial analizar la efectividad anti-UVB'-^ y

anti-UVA por separado.

MATERIAL Y METODOS

Fuente de rayos UVA

Como fuente de radiaciones UVA se utilizó un simu­lador solar de xenón de 150 W, con un filtro dicroico de 3 mm para eliminar los rayos UVB y otro de 1 mm para reducir el aporte del espectro visible e IR'°. Se equipó la fuente con seis haces de luz (de 8 mm de diámetro) con potencias decrecientes del 25%. La irradiación UVA in­tegrada más elevada a nivel cutáneo fue de 60 mW • cm"2. La contribución UVB fue inferior al 0 , 1 % . El espec­tro de emisión habitual de este tipo de fuente es de 320-400 nm, con una amplitud máxima de 360 nm.

Muest ra

La muestra consistió en voluntarios sanos, sin ante­

cedentes de fotosensibi l idad, que no recibían medica­

ción alguna y no se habían expuesto al sol en las 6 últi­

mas semanas. Se incluyeron varones y mujeres con ti­

pos cutáneos de Fitzpatrick II, III y IV" . Además, se efec­

tuaron mediciones colorimétricas y se definieron las ca­

tegorías como valores ATI (ángulo tipológico individual) '

' 2 según el rango L*a*b* del CIE (1976) " . No se incorpo­

raron personas de tez muy clara (tipo I, ATI > 55°) por­

que suelen desarrollar er i tema en vez de IPP'°. Tampo-

7

Dominique D. Moyal y colaboradores

co se aceptaron personas de tez oscura (tipos V y V i ,

ATI < 10°) porque el contraste entre la pigmentación in­

ducida y la piel normal es nulo. El número de participan­

tes de cada grupo se indica en las figuras correspon­

dientes a los resultados.

Prueba de IPP para d e t e r m i n a r el FP-UVA in vivo

Se eligieron dos regiones de prueba (40 cm^) entre la

cintura y las escápulas, a ambos lados de la línea media.

Se aplicaron los productos en estudio a razón de 2 ± 0,04

mg • cm ^ distribuidos de manera uniforme. La exposi­

ción a los rayos UVA se inició al cabo de 15 minutos. En

cada sector se definieron seis subáreas (8 mm de diá­

metro) de piel protegida y no protegida, de acuerdo con

los fiaces luminosos de la fuente. Para calcular las dosis

se usó una serie geométr ica con intervalos decrecientes

del 25%. Las seis dosis de rayos UVA cubrieron un rango

de 8-25 J • cm '2 en la piel no protegida de todos los vo­

luntarios y luego se multiplicaron esos valores por el fac­

tor de protección anti-UVA empleado en la piel protegida.

El lapso transcurrido hasta la observación se calculó a

partir de la finalización de la exposición en la última zona.

La evaluación de la dosis pigmentaria mínima (DPM) se

llevó a cabo cuando se comprobó estabilización de la

respuesta IPP, es decir, 3 ± 1 hora después de completar

la exposición. La inspección visual se realizó bajo ilumi­

nación apropiada (no menos de 500 lux).

Las dosis pigmentarias mínimas para la piel no prote­

gida (DPIVln) y protegida (DPMp) se determinaron por

comparación. Las DPMn y DPMp se definieron como el

monto de energía radiante necesario para producir una

reacción obvia. Se tuvieron en cuenta los mismos um­

brales, correspondientes a una variación colorimétrica

media de AL* = -1,2^ ' l La dosis de rayos UVA requerida

para inducir pigmentación mín ima fue de I S J ' c m " ^ . Esta

cifra equivale a las radiaciones recibidas durante 1 hora

de exposición solar a mediodía, en un día estival despe­

jado, en la cuenca del Mediterráneo.

Los factores de protección anti-UVA se calcularon di­

vidiendo la DMPp por la DMPn.

DMP Factor de protección anti-UVA = —

Para estimar los factores de protección anti-UVA se

consideraron las medias aritméticas (DS y ESM) obteni­

das en por lo menos 10 voluntarios.

Pantal las so la res

Los filtros analizados fueron desarrollados por los La­

boratorios L'Oréal. Se eligieron productos comercial iza­

dos en los Estados Unidos y Europa.

Los primeros estudios examinaron el efecto de tres

filtros con absorción en el espectro UVA (320-40 nm). La

a*7¿7e/7Z(?/7a(3-benzofenona, 0X1), filtro anti-UVB/UVAcon

absorción máxima a 323 nm, se evaluó en concentracio­

nes del 0% (vehículo solo), 1 % , 3% y 5%; el ecamsule

(tereftali l ideno-dialcanfor-ácido sulfónico, TDAS), filtro

anti-UVA de amplio espectro con absorción máxima a 345

nm, se usó en concentraciones del 0% (vehículo solo),

2%, 4 % y 8%; la avobenzona (¡oxM metoxi-dibenzoilme-

tano, BMDM), con absorción máxima a 357 nm, se em­

pleó en concentraciones del 0% (vehículo solo), 1 % , 3%

y 5%. También se recurrió a la prueba de IPP para deter­

minar la eficacia de un filtro inorgánico, el óxido de zinc

(OZn) en concentraciones del 2%, 4%, 8% y 20%.

Se valoraron diversas combinaciones de filtros anti-

UVA orgánicos y anti-UVB: OXI al 3% con anti-UVB (octil

metoxicinamato al 7,5%, OMC; octil dimetil PABAal 7%,

OD-PABAy octocrileno al 7,5%, OCTO) y sus correspon­

dientes vehículos y controles con filtros anti-UVB solos

en las mismas concentraciones; BMDM al 0%, 1 % , 3% y

5% con OCTO al 10% y BMDM al 0%, 1,5% y 3% con

OMC al 7,5% y OXI al 3%. El vehículo fue el mismo para

todos los grupos.

También se compararon productos con PFS 15, in­

cluyendo la pantalla solar estándar (OD-PABA al 7% y

0X1 al 3%) y otros con FPS 15 ó 30 comercializados en

los Estados Unidos y Europa (Tabla I).

RESULTADOS

Efecto de la c o n c e n t r a c i ó n de los f i l t ros ant i-UVA or­

g á n i c o s e i no rgán icos s o b r e los FP-UVA

Los valores IPP medios de los FP-UVA, incluyendo

los filtros anti-UVA orgánicos solos y sus vehículos, se

muestran en la figura 1.

TABLA I

PANTALLAS SOLARES COMERCIALES CON SUS RESPECTIVOS FPS Y FILTROS ACTIVOS

Producto FPS Fi l t ros anti-UV

AC 15 OMC + Ozn AD 15 OMC + 0X1 AE 15 O M C + 0X1 + B M D M AF 15 OMC + OXI + BMDM AG 15 OCTO + TDAS + BMDM + O J i AH 30 OMC + 0X1 + HSAL Al 30 4-MBA + OT + BMDM + O J i AJ 30 OCTO + TDAS + BMDM + O J I

4-MBA 4-met l lbenzi l iden alcanfor* BMDM But i l metox id ibenzo l l metano (avobenzona) HSAL Homosalato O J i Dióx ido de t i tan io OCTO Octocr i leno OD-PABA Octi l d imet i l PABA OMC Octi l metoc inamato OT Octi l t r iazona* 0X1 Oxibenzona OZn Oxido de zinc TDAS Teref ta l i l ideno-dia lcanfor-ác ido su l fón ico

Los componentes (*) se enumeran en la Lista de Cosméticos EEC 76/768, Apéndice Vil y por lo tanto, pueden utilizarse en las pantallas solares comercializadas en Europa. No están incluidos en la Monografía Final Tentativa de las Pantallas Solares (1993) y no se expenden en los productos OTC de los Estados Unidos.

8 Arch. Argent. Dermatol

Medición de la eficacia de las pantallas solares contra los UVA: método IPP

El FP-UVA se incrementó de 1,1 a 4 con el aumento

de la concentración de OXI de 0 % a 5%; de 1,1 a 10,9

con la elevación de la concentración de TDAS de 0% a

8 % y alcanzó a 4,6 con el agregado de AVO al 5%.

Los resultados correspondientes al OZn se ilustran

en la f igura 2. La sensibil idad de la prueba de IPP para

determinar la protección anti-UVA que ofrece el OZn sur­

ge del ascenso del FP-UVA de 1,5 a 3,1 a medida que se

incrementa la concentración del filtro inorgánico.

C o m b i n a c i o n e s de f i l t ros ant i -UVA y an t i -UVB

Combinación de OXI ai 3% con nitros anti-UVB. Los

resultados de la combinación de OXI al 3% y distintos

filtros anti-UVB (OMC, O D - P A B A y OCTO) y sus vehícu­

los y controles se presentan en la f igura 3. Se registraron

valores de FP-UVA entre 2,5 y 3 en el caso de las com­

binaciones; de 1,2 para el vehículo y de 1,5 a 2,4 para

15

11

11

i .

Veh OXI 1-3-5%

TDAS 4-8%

BMDM 1-3-5%

illll lili Fórmulas

Fig. 1 : Relación entre los factores de protección anti-UVA y la con­centración de filtros anti-UVA (OXI, oxibenzona; TDAS, ecamsule: BMDM, avobenzona). En su banda de efectividad, cada filtro revela una relación dependiente dé la dosis entre el FP-UVA y la concentra­ción, mientras que la eficacia del vehículo es nula. Se ilustran los factores de protección anti-UVA promedio y los errores estándar de la media (N = 10).

o >

C

i .

Vehículo

14

0X1 3% con filtro anti-UVB OMC 7,5% - OD-PABA 7% - OCTO 7.5%

P % « T

Fórmulas

Fig 3: Factores de protección anti-UVA para la oxibenzona (0X1) al

3% combinada con filtros anti-UVB: octil metoxicinamato (OMC),

octil dimetil PABA (OD-PABA) y octochieno (OCTO). Vehículo (ba­

rra blanca), controles con filtros anti-UVB solos (barras rayadas) y

fórmulas combinadas (barras negras).

o >

c

i 3

Vehí­

culo

BMDM 0-1-3-5% solo

con OCTO 10%

é 5 I

ñ

BMDM 0-1,5-3% con

OMC 7,5% + 0X1 3%

• 6

Fórmulas

Fig. 4: Relación entre los factores de protección anti-UVA del BMDM en distintas concentraciones, combinado con filtros anti-UVB. De acuerdo con la prueba de IPP, el BMDM parece ser más efectivo cuando se combina con OCTO (barras rayadas) que cuando se usa solo (barras blancas) o con OMC -i- 0X1 (barras negras). Se ilustran los factores de protección anti-UVA promedio y los errores estándar de la media (N = 10 para los productos y 20 para el vehículo).

o >

c

CL

OZn 2-4-8-20%

r + 1

(í t i« Fórmulas

Fig. 2: Relación entre los factores de protección anti-UVA y la con­

centración de óxido de zinc (OZn). El FP-UVA depende de la con­

centración de OZn de cada fórmula. Se ilustran los factores de pro­

tección anti-UVA promedio y los errores estándar de la media (N =

10).

§ 1*

>

i

Productos con FPS 15

Productos con FPS 30

*c ta *£ » » «6 Fórmulas

*H Al

Fig. 5: Productos estadounidenses y europeos con FPS 15 y 30.

En los dos grupos, la prueba de IPP detecta diferentes niveles de

protección anti-UVA de acuerdo con el tipo y la combinación de

filtros (Tabla I). Se ilustran los factores de protección anti-UVA pro­

medio y los errores estándar de la media (N = 10).

Tomo 53 Suplemento 2003 9

Dominique D. Moyal y colaboradores

los controles con filtros ant i-UVB solos. El efecto protec­

tor de la 0X1 al 3% revela ligeras variaciones cuando se

asocia a filtros ant i -UVB.

Combinación de BiWDiWcon OCTO o OiVCy OXi. Los FP-UVA del BMDM con OCTO al 10% se detallan en la f igura 4. Oscilaron entre 4,6 y 10,6 de acuerdo con la concentración de BMDM del 1 % o 5%. El agregado de OCTO como filtro ant i-UVB aumenta en forma significati­va la eficacia del BMDM (productos W, X e Y) con res­pecto a este último solo (productos H, I y J) o combinado con OMC y OXI (productos AA y AB). Este hecho podría explicarse porque el OCTO fotoestabiliza el BMDM, mien­tras que la prueba de IPP implica dosis reales de UVA y evalúa la fotoestabil idad de los filtros.

Como se aprecia en la f igura 4, la combinación con OMC al 7,5% y OXI al 3% influye sobre el BMDM y FP-UVA se eleva de 2,5 a 6. En este caso (productos AA y AB), los factores de protección anti-UVA son más bajos que los que se obtienen con OCTO al 10% como filtro anti-UVB (productos W y X).

P r o d u c t o s c o m e r c i a l e s e s t a d o u n i d e n s e s y e u r o p e o s (FPS 15 y 30)

Los factores de protección anti-UVA de los productos comerciales estadounidenses y europeos se muestran en la f igura 5. La prueba de IPP permitió identificar ran­gos de FP-UVA de 1,8 a 6,8 para las pantallas con FPS 15 y de 2,9 a 15,9 para aquellas con FPS 30.

DISCUSION

La intensificación pigmentaria persistente (IPP) es una

respuesta cutánea estable que guarda relación lineal con

el monto de rayos UVA que llega a la epidermis viable.

Es independiente de la tasa de flujo de la fuente de ra­

diaciones UVA^i^'o y por lo tanto evita la sobreestimación

de los factores de protección. La sensibil idad de la reac­

ción es igual en todo el rango UVA, porque el espectro

de acción de la IPP es casi plano^^'''^'^. En consecuencia,

el umbral de IPP podría operar como un dosímetro endó­

geno in vivo para evaluar la eficacia de las pantallas so­

lares en todo el rango UVA. De hecho, podría detectar la

protección que brindan los filtros anti-UVA de banda cor­

ta (OXI), amplia (TDAS, OZn) y larga (BMDM).

Desde el punto de vista práctico, la prueba de IPP es

sencilla y minimiza los riesgos porque se basa en una

respuesta constante limitada y evita el uso de fotosensi-

bilizantes. Además, por la persistencia de la pigmenta­

ción y la determinación tardía de la DPM, es factible ana­

lizar la eficacia de productos cosméticos coloreados como

los lápices labiales, maquil lajes y bases que protegerían

contra los rayos UVA, porque es posible eliminarlos du­

rante el intervalo entre la exposición y la lectura de la

DPM, sin afectar el tono de la piel. Por otra parte, el em­

pleo de una técnica similar a la aplicada a los FPS podría ser útil para estudiar la resistencia al agua de los filtros anti-UVA^«.

Eva luac ión de la sens ib i l i dad de la p rueba de IPP a la

c o n c e n t r a c i ó n de c o m p o n e n t e s ac t i vos

Demostramos que la concentración de los componen­

tes activos es importante; la 0X1 es un filtro anti-UVA2, el

BMDM es un filtro anti-UVAI y el TDAS es un filtro anti-

UVA amplio con absorbancia máxima a 345 nm.

En lo que respecta a la sensibil idad, se analizaron

pantallas anti-UVB que producen modificaciones míni­

mas de la protección anti-UVA y productos con compo­

nentes activos mixtos. Se recurrió a la prueba de IPP

para medir el FP-UVA de pantallas solares de compleji­

dad creciente. Cuando se agregó un filtro anti-UVA como

la 0X1 a otro anti-UVB (Fig. 3), la prueba detectó el aña­

dido, cuya contribución a la absorbancia en la banda UVA2

fue reducida. Cuando se combinó un filtro anti-UVAI como

el BMDM con otro anti-UVB (Fig. 4), también se advirtió

una variación dependiente de la concentración. Además,

el agregado de concentraciones crecientes de un filtro

anti-UVAI a la misma concentración de uno anti-UVA2

(0X1) combinado con un anti-UVB, aumentó el FP-UVA

(Fig, 4). En todas estas mezclas de filtros ant i -UVAI, anti-

UVA2 y anti-UVB, la prueba de IPP fue sensible a los

cambios en el FP-UVA.

Los datos presentados aquí confirman que la prueba

de IPP es capaz de identificar diferencias en las concen­

traciones de distintos filtros, cualquiera sea su absorban­

cia máxima en el espectro UVA.

También fue útil en el caso de los productos que con­

tienen OZn como filtro inorgánico y proporcionan escasa

protección anti-UVA (K a N en la Fig. 2).

Para definir la reproducibilidad de la prueba de IPP

es interesante comparar los FP-UVA de este trabajo con

los de la literatura. Los FP-UVA de 4 para la fórmula con

0X1 al 5% (D) y 2,6 para el FPS 15 estándar (T) fueron

muy similares a los valores de 3,8 y 3,2±1 registrados

por Stanfieid con la prueba de Las cifras de 3,1 y 4

para la OXI al 3% y 5% (C y D) concuerdan con las de

2,3±0,5 y 3,2±0,8 para la 0X1 al 2 % y 5% determinadas

por Colé con el método del eritema/pigmentación'". Los

resultados de 4 y 1,8 para la AVO al 3% (I) y el OZn al 4 %

(L) son semejantes a los de 3,1 ±0,6 y 2,3±0,4 obtenidos

con preparados equivalentes y remitidos en fecha reciente

a la PDA. Por último, los FP-UVA de 6 para el BMDM al

3% - I - OMC al 7,5% - i - 0X1 al 3% (AB) y de 2,6 para el

producto estándar (T) se aproximan a los de 4,9±1,3 y

2,9±0,8 consignados por Lowe usando la prueba de IPP^

La evaluación de diversos productos comerciales con­

firmó la sensibilidad de la prueba de IPP en la detección

de diferencias en los FP-UVA en presencia del mismo

FPS, derivadas de las distintas combinaciones de filtros

anti-UVA y anti-UVB, aun en el caso de las fórmulas con

10 Arch, Argent, Dermatol

Medición de la eficacia de las pantallas solares contra los UVA: método IPP

protección anti-UVA muy baja y muy alta (Fig. 5). Estos

hallazgos señalan la necesidad de contar con un proce­

dimiento de evaluación de los FP-UVA apropiado, para

informar a los consumidores que pantallas con igual FPS

podrían ofrecer niveles de protección anti-UVA variables

y que la prueba de IPP es relevante en este sentido.

Los espectros de acción del eñtema y la pigmenta­

ción persistente^'""' ' ' son comparables en todo el espec­

tro UVA. La similitud entre los FP-UVA cuando se consi­

dera el er i tema' o la respuesta pigmentaria' ^ '° como lí­

mite no l lama la atención, porque como ya se dijo, los

espectros de acción de las dos reacciones son equiva­

lentes en todo el espectro UVA. Por lo tanto, la intensifi­

cación pigmentar ia persistente implica lesión cutánea

aguda. El principio del estudio del FP-UVA in vivo es muy

semejante al de la valoración del FPS in vitro^^, porque

se basa en una respuesta biológica estable.

CONCLUSIONES

En estudios previos demostramos que la intensifica­

ción pigmentaria persistente inducida por los rayos UVA

(que aparece 2-4 horas después de la exposición), pro­

porciona niveles de protección estables, reproducibles e

independientes de la tasa de flujo. En este trabajo, los

factores de protección anti-UVA constatados revelan co­

rrelación con la concentración de los filtros, pero inde­

pendencia de la región en que se aplican y de la combi­

nación de filtros anti-UVA y anti-UVB. También compro­

bamos que productos con igual FPS varían mucho en su

protección anti-UVA, de manera que los factores deben

analizarse por separado. Como las dosis de radiaciones

UVA necesarias para inducir IPP equivalen a 1 hora de

exposición solar estival a mediodía, la prueba explora la

fotoestabil idad de las pantallas. El umbral in vivo indica

qué monto de rayos UVA llega a la piel y en consecuen­

cia, la prueba de IPP podría ser un recurso válido para

determinar la eficacia anti-UVA de las pantallas solares.

Agradecimientos

Los autores agradecen a C. Rousseau, encargado de

las pruebas y a R. Mascotto, S. Forestier y J.L. Réfrégier

por sus sugerencias y comentarios.

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