Método para determinar un factor de protección solar integral que abarca radiación UVA y UVB.

Método para determinar un factor de protección solar integral (∫

FPS) que abarca tanto la radiación UVA como la UVBpara pantallas solares cosméticas y dermatológicas, caracterizado por el hecho de que el método comprende lospasos de:

(a) calibración del método por determinación de la relación numérica entre dosis de UV y generación deradicales libres midiendo la generación de radicales libres (GR) en biopsias no protegidas sometidas adiferentes dosis de UV por espectroscopia ESR, usando los datos medidos en la escala de logaritmo doble yevaluando los parámetros a y b de la ecuación (2b) por el método de error cuadrático mínimo,donde X es el número real de la GR medida;**Fórmula**

(b) aplicación de una cantidad definida de la pantalla solar directamente sobre un área definida de un sustratode piel que se ha impregnado antes con una sustancia conocida que actúa como una trampa de giro;

(c) exposición del sustrato de piel a una cantidad definida de radiación que comprende rayos UVA y UVBsegún condiciones de exposición solar naturales mediante una fuente de radiación, como un simulador solar;

(d) sometimiento del sustrato de piel expuesto a radiación a una medición de resonancia de spin electrónico(ESR) entre 1 y 90 minutos después de la exposición y valoración de la generación de radicales libres (GR) porespectroscopia ESR para cada tiempo de exposición (t), donde el valor de GR medido del sustrato de piel ≥ Xt;y

(e) determinación del factor de protección solar integral ∫ FPS según la ecuación (1a)**Fórmula**

donde (E0)t tiene el significado de dosis de UV suministrada a la muestra de piel en mJ/cm2 sobre la que seaplicó el producto de pantalla solar y se calcula en la ecuación (3)**Fórmula**I ≥ irradiación de simulador solar (mW / cm2)

t ≥ tiempo de exposición en segundos,

(E)t tiene el significado de dosis de UV eficaz en mJ/cm2, así relacionado con la cantidad detectada de radicaleslibres generados durante el paso (c)

y donde log10 (E)t se calcula según el número real Xt del valor de generación de radicales libres (GR) del paso(d) con la ecuación (2a)

donde a y b son los parámetros experimentales que se han determinado en el paso (a),

y (E)t se calcula según la ecuación

Método para determinar un factor de protección solar integral que abarca radiación UVA y UVB

La presente invención se refiere a un método para determinar un factor de protección solar integral (∫ FPS o FPSi) que abarca tanto radiación UVA como UVB y se puede usar para clasificar pantallas solares cosméticas y dermatológicas.

Se sabe que la radiación UV aumenta considerablemente la producción de radicales libres en la piel. Se

-

producen especies reactivas de oxígeno, tal como el radical hidróxilo *OH-, el radical anión superóxido O2 y el oxígeno molecular singulete 1O2, que, a su vez, causan la formación de radicales lipídicos L*. Por lo tanto, los productos de protección solar cosméticos y dermatológicos contienen sustancias de filtro UV y, además, pequeñas cantidades de antioxidantes.

Además, también se ha confirmado mediante formación de imágenes por resonancia de spin electrónico (ESR) que los rayos UVA y UVB penetran en la piel hasta profundidades diferentes, como se conoce por las actas del 22º congreso IFSCC, Edimburgo 2002, Oral Papers, Vol. 2, Zastrow et al. y otras publicaciones. Los rayos UVB, cuya longitud de onda varía entre 290 y 320 nm, sólo penetran hasta una profundidad de aprox. 50 µm, mientras que la radiación UVA alcanza el estrato de dermis inferior, es decir una profundidad de aprox. 3 mm.

La incidencia de los radicales libres, cuya vida varía entre 0, 3 ns (*OH radical) y varios segundos (L* radical) y cuya producción en los estratos de piel inferiores se debe principalmente a radiación del rango UVA del espectro solar, se puede medir mediante trampas de spin, tales como DMPO (5, 5'-dimetil-1-pirrolina-N-óxido) o PBN (fenil-tertbutilnitrona) y el método ESR.

Herrling et al. investigaron la profundidad de penetración de la radiación UV, preferiblemente la radiación UVA, utilizando trampas de spin y el método ESR (Herrling et al., UV-induced free radicals in the skin detected by ESR spectroscopy and imaging using nitroxides. Free Radical Biology & Medicine (2003) , 35, páginas 59 a 67) . Así, los autores evaluaron diferentes nitróxidos como nuevas moléculas de trampeado de spin para proporcionar trampas de spin con amplitudes de señal más altas. Los autores, además, observaron que la distribución espacial de la radiación UV inducía radicales como la diferencia de la distribución espacial de los nitróxidos en la piel con o sin radiación UV.

Las pantallas solares comúnmente disponibles tienen factores de protección solar tradicionales (FPSs) o factores de protección ligera ("Lichtschutzfaktoren" - LSFs) que varían de 2 a 100 y preferiblemente entre 4 y 50 en sus etiquetas. La información contenida en ellas se basa en el conocimiento de los usuarios de que pueden exponer su piel a la radiación durante un tiempo mayor, es decir, el tiempo (en minutos) requerido para desarrollar un eritema (quemadura solar) multiplicado por el factor respectivo. Según las conclusiones propias del inventor, no hay correlación lineal entre el enrojecimiento de la piel, que en general debe considerarse como una inflamación (eritema) originada por una cierta dosis de radiación UV y la incidencia de los radicales libres. Por otra parte, las pantallas solares contienen cantidades diferentes de filtros UVA y/o UVB y, por lo tanto, no proporcionan protección adecuada variable y no cuantificable contra los radicales libres en la mayoría de los casos. Los FPSs/LSFs actuales que sólo se relacionan con el efecto de UVB parecen no ser ya adecuados para indicar debidamente el efecto de protección de las pantallas solares.

El objetivo de la invención es proporcionar un método para determinar un factor de protección solar integral que abarque el efecto entero de radiación UVA y UVB en la piel y en su profundidad y que pueda servir como un valor guía exacto para los usuarios.

Según la invención, el método para determinar un factor de protección solar integral (∫FPS) que incluya tanto la radiación UVA como la UVB para pantallas solares dermatológicas y cosméticas incluye los pasos tal y como se definen en las reivindicaciones.

Una cantidad definida de una pantalla solar según la invención es, por ejemplo, una cantidad de 1-4 mg por cm2 de superficie de piel, ventajosamente 2 mg/cm2. Las muestras de piel se usaron y se obtuvieron, por ejemplo, de biopsias de piel, sustratos de piel (piel artificial) o piel de cerdo, preferiblemente fragmentos de piel de las orejas de los cerdos que se tratan ex vivo. Las anteriormente mencionadas muestras de piel se denominarán en adelante "sustratos de piel" o "sustrato". El protector solar se aplica directamente sobre la superficie del sustrato.

Primero, una trampa de spin, especialmente PBN, se aplica sobre el sustrato, por ejemplo, incubando la muestra para crear un aducto estable, detectable a largo plazo.

La técnica de trampeado de spin se usó para estudiar los radicales libres/ROS (ROS = especies reactivas de oxígeno) generados en las biopsias de piel por exposición a la luz. Esta técnica implica típicamente la adición de un radical libre de vida corta reactivo a través del enlace doble de una "trampa de spin" diamagnética para formar un radical libre mucho más estable, un "aducto radical". La aplicación de trampas de spin prolonga el tiempo de vida (10-9s - 10-3s)

de incluso los radicales libres/ROS más reactivos, como radicales hidróxilos (•OH) , radicales anión superóxido (O2-•) y radicales lipídicos (L•) , por la formación de aductos de trampa de giro (minutos-horas) que se pueden medir por técnicas de ESR. Una trampa de giro preferida es PBN (fenil-tert-butilnitrona) que puede proporcionar una señal de ESR muy estable durante mucho tiempo (aproximadamente 60 min) y por tanto se adapta particularmente para cuantificar los radicales libres generados en la piel después de varias dosis de UV. Este reactivo se adquirió de Sigma Munich Germany. La rección con PBN se desarrolla de la siguiente manera:

El sustrato se impregna durante, por ejemplo, 30 minutos con la solución de trampa de spin antes de la irradiación UV. La trampa de spin PBN se disuelve en, por ejemplo, una solución de agua/etanol (50/50) dando como resultado una concentración de 400mM.

Posteriormente, la superficie del sustrato se lava, por ejemplo, con agua/etanol y se seca, y la cantidad predeterminada de pantalla solar, por ejemplo, 2mg/cm2, se extiende directamente en el sustrato después de un periodo de descanso corto.

El sustrato se deja reposar durante 5-60 minutos, preferiblemente 10-15 minutos y ventajosamente un fragmento de piel cortado del sustrato se expone a radiación de un simulador solar según el paso (b) a 17, 53 PM/cm2 para el rango UVA y 0, 37 PM/cm2 para el rango UVB. Los parámetros mencionados aproximadamente corresponden a condiciones de exposición solar naturales. La medición se efectuó después 1-120 minutos mediante espectroscopia ESR.

Una ventaja importante de la espectroscopia ESR con respecto a los métodos ópticos como fluorescencia o quimioluminiscencia es la profundidad de penetración de las ondas electromagnéticas usadas en tejidos biológicos. La longitud de onda de ESR es aproximadamente 105 veces más larga que las otras técnicas, lo que produce una profundidad de penetración de aproximadamente 10 mm en el tejido humano. Una investigación sin interrupciones de la piel entera hasta la dermis inferior es posible. Este rango de medición es muy interesante para detectar el efecto de las radiaciones UV incluso en los estratos más profundos de la piel entera. Esta propiedad predestina la espectroscopia ESR para la evaluación de los factores de protección. No obstante, el cálculo directo de la intensidad de señal de ESR puede llevar a una subestimación del factor de protección si no hay ninguna trampa de spin.

El tiempo entre la exposición a la radiación y la medición depende de la vida limitada del aducto formado por la trampa de spin y el radical libre. Ventajosamente, es de 1-90 minutos.

La ventaja de la trampa de giro PBN es la alta estabilidad del aducto, que permite el análisis cuantitativo, y la alta respuesta de señal que resulta de la no selectividad entre diferentes tipos de radicales retenidos como radicales centrados en hidróxilo o carbono. La forma de señal es la misma para todos los radicales libres retenidos, alcanzando una intensidad de valor máximo más alto.

La cuantificación de los radicales libres generados se realizó por la amplitud de señal pico a pico del aducto de PBN (pico de campo bajo) . La amplitud de señal se normalizó en la amplitud de una muestra de calibración (estándar) con un número conocido de radicales libres.... [Seguir leyendo]

1. Método para determinar un factor de protección solar integral (∫ FPS) que abarca tanto la radiación UVA como la UVB

para pantallas solares cosméticas y dermatológicas, caracterizado por el hecho de que el método comprende los pasos de:

(a) calibración del método por determinación de la relación numérica entre dosis de UV y generación de radicales libres midiendo la generación de radicales libres (GR) en biopsias no protegidas sometidas a diferentes dosis de UV por espectroscopia ESR, usando los datos medidos en la escala de logaritmo doble y evaluando los parámetros a y b de la ecuación (2b) por el método de error cuadrático mínimo,

donde X es el número real de la GR medida;

(b) aplicación de una cantidad definida de la pantalla solar directamente sobre un área definida de un sustrato de piel que se ha impregnado antes con una sustancia conocida que actúa como una trampa de giro;

(c) exposición del sustrato de piel a una cantidad definida de radiación que comprende rayos UVA y UVB según condiciones de exposición solar naturales mediante una fuente de radiación, como un simulador solar;

(d) sometimiento del sustrato de piel expuesto a radiación a una medición de resonancia de spin electrónico (ESR) entre 1 y 90 minutos después de la exposición y valoración de la generación de radicales libres (GR) por espectroscopia ESR para cada tiempo de exposición (t) , donde el valor de GR medido del sustrato de piel = Xt; y

(e) determinación del factor de protección solar integral ∫ FPS según la ecuación (1a) 25

donde (E0) t tiene el significado de dosis de UV suministrada a la muestra de piel en mJ/cm2 sobre la que se aplicó el producto de pantalla solar y se calcula en la ecuación (3)

I = irradiación de simulador solar (mW / cm2) t = tiempo de exposición en segundos, (E) t tiene el significado de dosis de UV eficaz en mJ/cm2, así relacionado con la cantidad detectada de radicales libres generados durante el paso (c)

y donde log10 (E) t se calcula según el número real Xt del valor de generación de radicales libres (GR) del paso (d) con la ecuación (2a)

donde a y b son los parámetros experimentales que se han determinado en el paso (a) , y (E) t se calcula según la ecuación 2. Método según la reivindicación 1, donde la cantidad definida de pantalla solar directamente aplicada a la superficie 45 del sustrato varía entre 1 y 4 mg por 1 cm2 de superficie de piel en una concentración dada de pantalla solar.

3. Método según la reivindicación 2, donde otras concentraciones de pantalla solar se simulan y el método se calibra disponiendo filtros reductores de radiación estándar entre la fuente de radiación que emite una cantidad definida de radiación y el sustrato de piel.

4. Método según la reivindicación 3, donde los filtros reductores de radiación utilizados son filtros de densidad neutral con factores de reducción de 1, 2, 5, 10 y 20.

5. Método según la reivindicación 4, donde la exposición a la radiación continúa durante 30, 60, 150, 300 y 600 55 segundos, y más si se debiera evaluar la fotoestabilidad de la pantalla solar.

6. Método según la reivindicación 1, donde la medición ESR se realiza 15-60 minutos después de la exposición a la radiación.

7. Método según la reivindicación 1, donde el espectrómetro usado para la medición ESR tiene los siguientes parámetros: frecuencia de microondas f0 = 9, 52GHz, potencia de microondas Pµ = 20mW, frecuencia de modulación fm = 100kHz, amplitud de modulación Bm = 0, 2mT, exploración de campo magnético ΔBs = 20mT, tiempo de exploración ts = 60s.

8. Método según la reivindicación 1, donde la trampa de spin usada es una sustancia seleccionada de fenil-tertbutilnitrona o dimetil-1-pirrolina-N-óxido.

9. Método según la reivindicación 1, donde el pantalla solar es parte de una preparación cosmética o farmacéutica y la

preparación incluye uno o más filtros orgánicos y físicos conocidos seleccionados del grupo que consiste en benzofenona-3, benzofenona-4, metoxicinamato de octilo, homosalato, ácido sulfónico de fenilbenzimidazola, metoxicinamato de etilhexilo, p-metoxicinamato de isoamilo, etilhexilo triazona, dietilhexil butamido triazona, 4metilbencilideno alcánfor, PABA, etilhexil dimetil PABA, etilhexilsalicilato, octocrileno, isoami-p- metoxicinamato, metoxidibenzoilmetano de butilo, metileno bis-benzotriazolil tetrametilbutilfenol, bis etilhexiloxifenol metoxifenil triazina y

sus mezclas derivadas.

10. Método según la reivindicación 1, donde la preparación cosmética o farmacéutica que se va a medir incorpora moléculas antioxidantes o moléculas depuradoras de radicales libres conocidas.

11. Método según la reivindicación 1, donde el sustrato de piel se selecciona del grupo que consiste en biopsias de piel, piel artificial y piezas de piel de cerdo, preferiblemente piel de las orejas de los cerdos.