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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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