El cuidado solar, y en particular la protección solar, es uno de lossegmentos de más rápido crecimiento del mercado del cuidado personal.Además, la protección UV se está incorporando ahora a muchos productos cosméticos de uso diario (por ejemplo, productos para el cuidado de la piel del rostro y cosméticos decorativos), a medida que los consumidores se vuelven más conscientes de que la necesidad de protegerse del sol no sólo se aplica a las vacaciones en la playa. .
El formulador de protección solar actualdebe lograr un SPF alto y estándares desafiantes de protección UVA, al mismo tiempo que se fabrican productos lo suficientemente elegantes como para fomentar el cumplimiento por parte del consumidor y lo suficientemente rentables como para ser asequibles en tiempos económicos difíciles.
De hecho, la eficacia y la elegancia dependen una de la otra; Maximizar la eficacia de los activos utilizados permite crear productos con alto SPF con niveles mínimos de filtros UV. Esto permite al formulador una mayor libertad para optimizar la sensación de la piel. Por el contrario, una buena estética del producto anima a los consumidores a aplicar más productos y, por tanto, a acercarse al SPF indicado en la etiqueta.
Atributos de rendimiento a considerar al seleccionar filtros UV para formulaciones cosméticas
• Seguridad para el grupo de usuarios finales previsto- Todos los filtros UV han sido probados exhaustivamente para garantizar que sean intrínsecamente seguros para aplicaciones tópicas; sin embargo, ciertas personas sensibles pueden tener reacciones alérgicas a tipos particulares de filtros UV.
• Eficacia del FPS- Esto depende de la longitud de onda del máximo de absorbancia, la magnitud de la absorbancia y la amplitud del espectro de absorbancia.
• Eficacia de protección de amplio espectro/UVA- Las formulaciones modernas de protección solar deben cumplir ciertos estándares de protección contra los rayos UVA, pero lo que a menudo no se comprende bien es que la protección contra los rayos UVA también contribuye al SPF.
• Influencia en la sensación de la piel- Los diferentes filtros UV tienen diferentes efectos sobre la sensación de la piel; por ejemplo, algunos filtros UV líquidos pueden resultar “pegajosos” o “pesados” en la piel, mientras que los filtros solubles en agua contribuyen a una sensación de piel más seca.
• Aspecto en la piel- Los filtros inorgánicos y las partículas orgánicas pueden causar blanqueamiento de la piel cuando se usan en altas concentraciones; Esto suele ser indeseable, pero en algunas aplicaciones (por ejemplo, protección solar para bebés) puede percibirse como una ventaja.
• Fotoestabilidad- Varios filtros UV orgánicos se descomponen al exponerse a los rayos UV, reduciendo así su eficacia; pero otros filtros pueden ayudar a estabilizar estos filtros "fotolábiles" y reducir o prevenir la descomposición.
• Resistencia al agua- La inclusión de filtros UV a base de agua junto con los de aceite a menudo proporciona un aumento significativo del SPF, pero puede hacer que sea más difícil lograr la resistencia al agua.
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Químicas del filtro UV
Los activos de protección solar se clasifican generalmente en protectores solares orgánicos o protectores solares inorgánicos. Los protectores solares orgánicos absorben fuertemente en longitudes de onda específicas y son transparentes a la luz visible. Los protectores solares inorgánicos funcionan reflejando o dispersando la radiación ultravioleta.
Aprendamos sobre ellos en profundidad:
Protectores solares orgánicos
Los protectores solares orgánicos también se conocen comoprotectores solares quimicos. Estos consisten en moléculas orgánicas (a base de carbono) que funcionan como protectores solares al absorber la radiación ultravioleta y convertirla en energía térmica.
Fortalezas y debilidades de los protectores solares orgánicos
Fortalezas | Debilidades |
Elegancia cosmética: la mayoría de los filtros orgánicos, ya sean líquidos o sólidos solubles, no dejan residuos visibles en la superficie de la piel después de la aplicación de una formulación. | Espectro estrecho: muchos solo protegen en un rango de longitud de onda estrecho |
Los formuladores conocen bien los productos orgánicos tradicionales | "Cócteles" necesarios para un SPF alto |
Buena eficacia a bajas concentraciones. | Algunos tipos de sólidos pueden ser difíciles de disolver y mantener en solución. |
Preguntas sobre seguridad, irritación e impacto ambiental. | |
Algunos filtros orgánicos son fotoinestables |
Aplicaciones de protectores solares orgánicos
En principio, los filtros orgánicos se pueden utilizar en todos los productos de protección solar/protección UV, pero pueden no ser ideales en productos para bebés o pieles sensibles debido a la posibilidad de reacciones alérgicas en personas sensibles. Tampoco son adecuados para productos que afirman ser "naturales" u "orgánicos", ya que todos son productos químicos sintéticos.
Filtros UV orgánicos: tipos químicos
Derivados de PABA (ácido paraaminobenzoico)
• Ejemplo: Etilhexil Dimetil PABA
• Filtros UVB
• Rara vez se utiliza hoy en día debido a preocupaciones de seguridad.
salicilatos
• Ejemplos: salicilato de etilhexilo, homosalato
• Filtros UVB
• Bajo costo
• Baja eficacia en comparación con la mayoría de los otros filtros
cinamatos
• Ejemplos: metoxicinamato de etilhexilo, metoxicinamato de isoamilo, octocrileno
• Filtros UVB altamente efectivos
• El octocrileno es fotoestable y ayuda a fotoestabilizar otros filtros UV, pero otros cinamatos tienden a tener una fotoestabilidad deficiente.
Benzofenonas
• Ejemplos: Benzofenona-3, Benzofenona-4
• Proporciona absorción tanto de UVB como de UVA
• Eficacia relativamente baja, pero ayuda a aumentar el SPF en combinación con otros filtros.
• La benzofenona-3 rara vez se utiliza en Europa hoy en día debido a problemas de seguridad.
Derivados de triazina y triazol
• Ejemplos: Etilhexil triazona, bis-Etilhexiloxifenol Metoxifenil Triazina
• Altamente eficaz
• Algunos son filtros UVB, otros brindan protección UVA/UVB de amplio espectro
• Muy buena fotoestabilidad
• Caro
Derivados de dibenzoilo
• Ejemplos: butil metoxidibenzoilmetano (BMDM), dietilamino hidroxibenzoil hexil benzoato (DHHB)
• Absorbedores de rayos UVA altamente eficaces
• BMDM tiene poca fotoestabilidad, pero DHHB es mucho más fotoestable
Derivados del ácido bencimidazolsulfónico
• Ejemplos: ácido fenilbencimidazol sulfónico (PBSA), tetrasulfonato disódico de fenildibencimidazol (DPDT)
• Soluble en agua (cuando se neutraliza con una base adecuada)
• PBSA es un filtro UVB; DPDT es un filtro UVA
• A menudo muestran sinergias con los filtros solubles en aceite cuando se usan en combinación
derivados del alcanfor
• Ejemplo: alcanfor 4-metilbencilideno
• filtro UVB
• Rara vez se utiliza hoy en día debido a preocupaciones de seguridad.
antranilatos
• Ejemplo: antranilato de mentilo
• Filtros UVA
• Eficacia relativamente baja
• No aprobado en Europa
Polisilicona-15
• Polímero de silicona con cromóforos en las cadenas laterales
• filtro UVB
Protectores solares inorgánicos
Estos protectores solares también se conocen como protectores solares físicos. Se componen de partículas inorgánicas que actúan como protectores solares absorbiendo y dispersando la radiación ultravioleta. Los protectores solares inorgánicos están disponibles en forma de polvos secos o predispersiones.
Protectores solares inorgánicos Fortalezas y debilidades
Fortalezas | Debilidades |
Seguro/no irritante | Percepción de mala estética (sensación cutánea y blanqueamiento de la piel) |
Amplio espectro | Los polvos pueden ser difíciles de formular |
Se puede lograr un SPF alto (30+) con un solo activo (TiO2) | Los inorgánicos han quedado atrapados en el nano debate |
Las dispersiones son fáciles de incorporar. | |
Fotoestable |
Aplicaciones de protectores solares inorgánicos
Los protectores solares inorgánicos son adecuados para cualquier aplicación de protección UV, excepto formulaciones transparentes o aerosoles. Son especialmente adecuados para la protección solar del bebé, productos para pieles sensibles, productos con propiedades "naturales" y cosméticos decorativos.
Filtros UV inorgánicos Tipos químicos
Dióxido de titanio
• Principalmente un filtro UVB, pero algunos grados también brindan una buena protección contra los rayos UVA.
• Varios grados disponibles con diferentes tamaños de partículas, recubrimientos, etc.
• La mayoría de los grados pertenecen al ámbito de las nanopartículas.
• Las partículas de tamaño más pequeño son muy transparentes en la piel pero brindan poca protección contra los rayos UVA; Los tamaños más grandes brindan más protección contra los rayos UVA pero blanquean más la piel.
Óxido de zinc
• Principalmente un filtro UVA; menor eficacia del SPF que el TiO2, pero brinda mejor protección que el TiO2 en la región de longitud de onda larga “UVA-I”
• Varios grados disponibles con diferentes tamaños de partículas, recubrimientos, etc.
• La mayoría de los grados pertenecen al ámbito de las nanopartículas.
Matriz de rendimiento/química
Tarifa de -5 a +5:
-5: efecto negativo significativo | 0: sin efecto | +5: efecto positivo significativo
(Nota: para el costo y el blanqueamiento, “efecto negativo” significa que el costo o el blanqueamiento aumentan).
Costo | FPS | UVA | Sensación de la piel | Blanqueo | Fotoestabilidad | Agua | |
Benzofenona-3 | -2 | +4 | +2 | 0 | 0 | +3 | 0 |
Benzofenona-4 | -2 | +2 | +2 | 0 | 0 | +3 | 0 |
Bis-etilhexiloxifenol metoxifenil triazina | -4 | +5 | +5 | 0 | 0 | +4 | 0 |
Butilmetoxidibenzoilmetano | -2 | +2 | +5 | 0 | 0 | -5 | 0 |
Benzoato de dietilamino hidroxibenzoilo hexilo | -4 | +1 | +5 | 0 | 0 | +4 | 0 |
Dietilhexil butamido triazona | -4 | +4 | 0 | 0 | 0 | +4 | 0 |
Tetrasulfonato de fenildibenciazol disódico | -4 | +3 | +5 | 0 | 0 | +3 | -2 |
Etilhexil dimetil PABA | -1 | +4 | 0 | 0 | 0 | +2 | 0 |
Metoxicinamato de etilhexilo | -2 | +4 | +1 | -1 | 0 | -3 | +1 |
Salicilato de etilhexilo | -1 | +1 | 0 | 0 | 0 | +2 | 0 |
Etilhexil triazona | -3 | +4 | 0 | 0 | 0 | +4 | 0 |
homosalato | -1 | +1 | 0 | 0 | 0 | +2 | 0 |
p-metoxicinamato de isoamilo | -3 | +4 | +1 | -1 | 0 | -2 | +1 |
Antranilato de mentilo | -3 | +1 | +2 | 0 | 0 | -1 | 0 |
Alcanfor 4-metilbencilideno | -3 | +3 | 0 | 0 | 0 | -1 | 0 |
Metileno bis-benzotriazolil tetrametilbutilfenol | -5 | +4 | +5 | -1 | -2 | +4 | -1 |
Octocrileno | -3 | +3 | +1 | -2 | 0 | +5 | 0 |
Ácido fenilbencimidazol sulfónico | -2 | +4 | 0 | 0 | 0 | +3 | -2 |
Polisilicona-15 | -4 | +1 | 0 | +1 | 0 | +3 | +2 |
Tris-bifenil triazina | -5 | +5 | +3 | -1 | -2 | +3 | -1 |
Dióxido de titanio – grado transparente | -3 | +5 | +2 | -1 | 0 | +4 | 0 |
Dióxido de titanio – grado de amplio espectro | -3 | +5 | +4 | -2 | -3 | +4 | 0 |
Óxido de zinc | -3 | +2 | +4 | -2 | -1 | +4 | 0 |
Factores que afectan el rendimiento de los filtros UV
Los atributos de rendimiento del dióxido de titanio y el óxido de zinc varían considerablemente dependiendo de las propiedades individuales del grado específico utilizado, p. recubrimiento, forma física (polvo, dispersión a base de aceite, dispersión a base de agua).Los usuarios deben consultar con los proveedores antes de seleccionar el grado más apropiado para cumplir con sus objetivos de desempeño en su sistema de formulación.
La eficacia de los filtros UV orgánicos solubles en aceite está influenciada por su solubilidad en los emolientes utilizados en la formulación. Generalmente, los emolientes polares son los mejores disolventes para filtros orgánicos.
El rendimiento de todos los filtros UV está influenciado críticamente por el comportamiento reológico de la formulación y su capacidad para formar una película uniforme y coherente sobre la piel. El uso de formadores de película y aditivos reológicos adecuados ayuda a menudo a mejorar la eficacia de los filtros.
Interesante combinación de filtros UV (sinergias)
Existen muchas combinaciones de filtros UV que muestran sinergias. Los mejores efectos sinérgicos generalmente se logran combinando filtros que se complementan entre sí de alguna manera, por ejemplo:
• Combinar filtros solubles en aceite (o dispersos en aceite) con filtros solubles en agua (o dispersos en agua)
• Combinación de filtros UVA con filtros UVB
• Combinación de filtros inorgánicos con filtros orgánicos
También existen ciertas combinaciones que pueden producir otros beneficios, por ejemplo, es bien conocido que el octocrileno ayuda a fotoestabilizar ciertos filtros fotolábiles como el butil metoxidibenzoilmetano.
Sin embargo, siempre hay que tener en cuenta la propiedad intelectual en este ámbito. Hay muchas patentes que cubren combinaciones particulares de filtros UV y se recomienda a los formuladores que siempre verifiquen que la combinación que pretenden utilizar no infrinja ninguna patente de terceros.
Seleccione el filtro UV adecuado para su formulación cosmética
Los siguientes pasos le ayudarán a seleccionar los filtros UV adecuados para su formulación cosmética:
1. Establecer objetivos claros para el desempeño, las propiedades estéticas y las declaraciones previstas para la formulación.
2. Verifique qué filtros están permitidos para el mercado previsto.
3. Si tiene un chasis de formulación específica que desea utilizar, considere qué filtros encajarán con ese chasis. Sin embargo, si es posible, es mejor elegir los filtros primero y diseñar la formulación en torno a ellos. Esto es especialmente cierto con los filtros inorgánicos o de partículas orgánicas.
4. Utilice el asesoramiento de proveedores y/o herramientas de predicción como el Simulador de Protector Solar de BASF para identificar combinaciones que deberíanlograr el SPF deseadoy objetivos UVA.
Estas combinaciones pueden luego probarse en formulaciones. Los métodos de prueba in vitro de SPF y UVA son útiles en esta etapa para indicar qué combinaciones dan los mejores resultados en términos de rendimiento; se puede obtener más información sobre la aplicación, interpretación y limitaciones de estas pruebas con el curso de capacitación electrónica de SpecialChem:UVA/SPF: Optimización de sus protocolos de prueba
Los resultados de las pruebas, junto con los resultados de otras pruebas y evaluaciones (p. ej., estabilidad, eficacia conservante, sensación en la piel), permiten al formulador seleccionar las mejores opciones y también guían el desarrollo posterior de las formulaciones.
Hora de publicación: 03-ene-2021