Neuer Weg zu umfassendem Schutz |
 | 04.07.2005 00:00 Uhr |
Die meisten Verbraucher kennen den Lichtschutzfaktor bei Sonnenschutzmitteln als Maß für den Schutz vor UV-B-Strahlen. Während die Bestimmung des UV-B-Schutzes gut geregelt ist, bestehen deutliche Defizite beim UV-A-Schutz. Eine neue Methode, der UV-A-Bilanzwert, könnte die Lücke schließen und bei Auswahl und Bewertung der Produkte helfen.
Übermäßige Sonneneinstrahlung schädigt die Haut. Der hierfür relevante Teil des Sonnenlichts liegt im ultravioletten Bereich (UV). Erste erkennbare Reaktion ist der Sonnenbrand, der eine im Wesentlichen durch UV-B-Strahlung induzierte Entzündung der Haut ist. Aber auch die Entwicklung von Hauttumoren oder Lichtdermatosen steht in ursächlichem Zusammenhang mit dem UV-Licht. Ebenso werden vorzeitige Hautalterung, die Bildung von Falten und die Erschlaffung des Hautbindegewebes durch Licht beschleunigt (Photo-aging). Dafür ist in erster Linie die langwellige UV-A-Strahlung verantwortlich.
Mit zunehmendem Wissen über die kurz- und langzeitigen Hautschäden durch übermäßige Sonnenexposition wächst der Bedarf an hoch wirksamen Sonnenschutzmitteln. Die Lichtschutzfaktoren (LF, LSF oder SPF; sun protection factor) erreichen inzwischen Werte von über 30. Auch die Verbraucher entscheiden sich immer häufiger für Produkte mit hohem (SPF 15, 20 oder 25) und sehr hohem (SPF 30 und höher) Lichtschutzfaktor.
Mittlere und hohe Schutzleistungen werden durch den kombinierten Einsatz von organischen, öl- oder wasserlöslichen (»chemischen«) und anorganischen, unlöslichen (»physikalischen«) UV-Filtern erreicht. Die effiziente Formulierung mit Mikropigmenten und organischen UV-Filtern stellt immer noch eine große Herausforderung dar. Unter anderem beschäftigt sich auch unsere Arbeitsgruppe mit neuen Formulierungskonzepten. Hierbei liegt der Fokus auf emulgatorfreien Zubereitungen, die als innovatives Konzept viel versprechende Wege aufzeigen (1, 2). Grundsätzlich sollte die gesamte UV-Filtermenge möglichst niedrig ausfallen und ein adäquater Schutz im UV-B- und UV-A-Bereich angestrebt werden (3).
Der UV-B-Schutz wird weltweit einheitlich als Lichtschutzfaktor angegeben. Seine Bestimmung ist in vielen nationalen Normen festgelegt, wobei die Verfahren nur geringfügig voneinander abweichen, so dass die Schutzfaktoren gut vergleichbar sind. In Europa werden die Werte nach einer von der COLIPA normierten In-vivo-Methode bestimmt (4). Der Verbraucher ist mit dieser Deklaration vertraut und beachtet sie bei der Produktauswahl.
UV-A-Schutz schlecht geregelt
Die Höhe des UV-A-Schutzes spielt dagegen bei der Produktauswahl bisher eine untergeordnete Rolle. Der Verbraucher kann sich hier auch wesentlich schwieriger orientieren, da weder die Ermittlung der Höhe des UV-A-Schutzes noch die zugehörige Deklaration einheitlich geregelt sind.
Den UV-A-Schutz geben die meisten Hersteller zurzeit gemäß der Australischen Norm an (5). Deren Anforderungen sind erfüllt, sobald ein Sonnenschutzmittel die Transmission im Bereich von 320 bis 360 nm um mindestens 90 Prozent reduziert. Oberhalb von 90 Prozent Absorption ist keine weitere Differenzierung vorgesehen. Dies führt dazu, dass bei Einhaltung des Australischen Standards bei Produkten mit niedrigem SPF noch ein adäquater UV-A-Schutz besteht, mit steigendem SPF der ja nur den Schutz vor UV-B beschreibt allerdings der UV-A-Schutz auf gleich bleibendem Niveau stagnieren kann, ohne die Norm zu verletzen. Der UV-A-Schutz wächst also nicht zwangsläufig mit dem UV-B-Schutz. Dies bedeutet, dass bis zum Erreichen der Erythemschwelle mit steigendem SPF eine zunehmend höhere UV-A-Dosis auf die Haut einwirken kann, der Verbraucher sich aber gut geschützt wähnt.
Um dieses Defizit im Bereich der Charakterisierung des UV-A-Schutzes zu beheben, arbeiten, wie auch vom Bundesinstitut für Risikobewertung bereits 2003 gefordert (3), viele nationale und internationale Arbeitsgruppen an der Etablierung einer einheitlichen Messmethode. Seit Februar 2005 existiert hierzu eine neue Deutsche Industrienorm (DIN 67502) (6): ein erster deutlicher Schritt in Richtung einer international harmonisierten Vorgehensweise. Das Besondere an der neuen Methode ist, dass der UV-A- und -B-Schutz zunächst in vitro bestimmt und der erhaltene Messwert anschließend zum In-vivo-UV-B-Lichtschutzfaktor des Produkts in Beziehung gesetzt wird. Die UV-A-Schutzleistung wird als UV-A-Bilanzwert angegeben.
Bestimmung der UV-A-Bilanz
Die Bestimmung der UV-A-Bilanz beruht auf der Bestimmung des spektralen Transmissionsgrads τ (λ) einer Probe im Wellenlängenbereich von 290 bis 400 nm. Hierzu wird ein Sonnenschutzmittel in einer Menge von 0,75 mg/cm2 gleichmäßig auf eine einseitig angeraute Plexiglas (PMMA)-Platte aufgetragen und mit einem geeigneten Spektralphotometer (Lot-Oriel-InstaspecII-Komponentengerät) vermessen, das es durch die probennahe Anordnung einer räumlichen Integrationseinheit (zum Beispiel Ulbrichtkugel, Diffusor) erlaubt, auch den diffusen Anteil der transmittierten Strahlung zu erfassen. Für jedes Produkt werden drei Platten vorbereitet, auf denen vier einzelne Messungen erfolgen. Sofern die Absorption den Wert von 2 überschreitet, wird der Vorgang mit verringertem Auftragsvolumen wiederholt (7).
Mit dem spektralen Transmissionsgrad einer Probe im UV-Bereich (290 nm bis 400 nm) wird zunächst der In-vitro-Sonnenschutzfaktor (SFin vitro, er) errechnet (nach DIN 5031-10). Bei Abweichungen von dem auf der Packung angegebenen In-vivo-Faktor (SFin vivo, er) wird die Extinktionskurve über eine Konstante angepasst. Der resultierende Korrekturfaktor wird für die weiterführende Berechnung des In-vitro-PPD-Schutzfaktors (SFin vitro, PPD), das heißt einem UV-A-relevanten biologischen Endpunkt herangezogen (PPD: persistent pigment darkening). Dabei werden das PPD-Wirkungsspektrum (8) und die spektrale Bestrahlungsstärke Eλ (λ) einer Referenz-UV-A-Strahlungsquelle benutzt, die den Anforderungen für Strahlenquellen zur Bestimmung des In-vivo-PPD-Schutzfaktors (SFin vivo, PPD) nach dem japanischen Prüfverfahren (9) entspricht.
Auf Basis des SFin vivo, er und des SFin vitro, PPD wird die UV-A-Bilanz berechnet, die das Verhältnis von UV-A-Schutz zum ausgewiesenen UV-B-Sonnenschutzfaktor SFin vivo, er kennzeichnet. Die UV-A-Bilanz ist definiert durch:
UV-A-Bilanz = [(SFin vitro, PPD - 1) x 100] : (SFin vivo, er - 1)
Der UV-A-Bilanzwert beträgt null, wenn keinerlei UV-A-Schutz vorhanden ist. Nach oben gibt es theoretisch keine Begrenzung. Praktisch lassen sich jedoch kaum Werte über 200 realisieren. Aus laufenden und noch nicht endgültig abgeschlossenen Forschungsarbeiten zur photobiologischen Wirkung von UV-A-Strahlen deutet sich an, dass eine sinnvolle Obergrenze für diesen Wert im Bereich von 50 bis 55 liegt. Eine weitere Erhöhung des UV-A-Schutzes scheint nach bisherigem Erkenntnisstand keine relevante Verbesserung mehr zu bringen.
Die Methode ist experimentell leicht durchführbar. In einer Ringstudie in der DGK-Fachgruppe »Lichtschutz« wurde deren gute Reproduzierbarkeit und Robustheit demonstriert (10). Außerdem korrelieren die Ergebnisse sehr gut mit In-vivo-Daten (11).
UV-A-Schutz bei mittleren SPF
Um eine Übersicht über den Markt der Sonnenschutzprodukte zu erhalten, haben wir in den beiden vergangenen Jahren Reihenuntersuchungen an einer Auswahl von Handelsprodukten vorgenommen (12, 13). Diese enthalten unterschiedliche UV-Filtersysteme mit SPF 10 bis 12 und erfüllen nach Angaben der Hersteller die Anforderungen der Australischen Norm. Die Angaben zum SPF, zur Produktform sowie den enthaltenen UV-Filtern sind in den Tabellen 1 und 2 aufgeführt.
Tabelle 1: Übersicht der 2003 in die Untersuchung einbezogenen Sonnenschutzprodukte
ProduktSPFProduktformFilterzusammensetzungUVA-Bilanz P1 12 Lotion EHMC, OC, BMDBM 20,0 P2 12 Lotion ZnO, OC 16,4 P3 10 Lotion EHMC, SPBS, BMDBM 29,7 P4 12 Lotion 4-MBC, BMDBM, DBT, SPBS 26,9 P5 10 Spray 4-MBC, OS, BMDBM, SPBS 22,2 P6 10 Lotion MBBT, IMC 11,1 P7 10 HD-Gel IMC, BMDBM 25,6 P8 10 Creme EHMC, BEMT, TiO2 25,8 P9 12 Lotion OC, EHMC, BEMT, TiO2 24,5 P10 10 Spray EHMC, BMDBM, EHT, PBSA 30,2 P11 12 Creme EHMC, BMDBM 10,2 P12 12 Lotion EHMC, OC, BMDBM 17,3 P13 12 Creme EHMC, OC, BMDBM 21,8 P14 12 Lotion EHMC, OC, BMDBM 15,5
Die neue DIN-Methode ließ sich auf alle Testpräparate problemlos anwenden. Die Standardabweichungen der Einzelmessungen lagen in einem sehr engen Bereich (0,6 bis 4,9 Prozent). Die Skala der UV-A-Schutzleistungen, angegeben als UV-A-Bilanz, reichte von 10 bis 45. Dies ermöglicht eine klare Differenzierung zwischen den Produkten, da eine Zubereitung mit UV-A-Bilanz 40 (bei gleichem SPF) tatsächlich viermal besser vor UV-A-Strahlen schützt als ein Produkt mit einem Wert von 10. In beiden Untersuchungsjahren ist der höchste UV-A-Schutz mindestens dreimal größer als der des schwächsten Produkts, obwohl alle Sonnenschutzmittel einen UV-A-Schutz gemäß Australischem Standard angeben. Dieser große Unterschied, der durch die neue Methode offensichtlich wird, ist für den Verbraucher relevant und könnte durchaus seine Kaufentscheidung beeinflussen. Gemäß der aktuellen Produktbeschreibungen bleibt ihm dieses Ergebnis jedoch vollständig verborgen.
Tabelle 2: Übersicht der 2004 in die Untersuchung einbezogenen Sonnenschutzprodukte
ProduktSPFProduktformFilterzusammensetzungUVA-Bilanz P1 10 Spray EHMC, BMDBM 18,9 P2 10 Lotion EHMC, SPBS, BMDBM 25,6 P3 10 HD-Gel IMC, BMDBM 27,0 P4 10 Spray EHMC, EHT, BMDBM, SPBS 28,4 P5 10 Spray EHMC, BMDBM 19,7 P6 12 Lotion OC, TiO2, BMDBM, TDSA 32,6 P7 12 Spray OC, EHT, BMDBM, DTS 37,8 P8 12 Creme ZnO, OC, EHMC P9 12 Lotion ZnO, OC 14,5 P10 12 Lotion EHMC, OC, BMDBM 19,9 P11 12 Lotion MBC, BMDBM, DBT, SPBS 27,4 P12 12 Lotion OC, TiO2, BEMT, BMDBM 45,2 P13 12 Creme EHMC, BMDBM 19,0 P14 12 Creme EHMC, OC, BMDBM 13,3 P15 12 Lotion EHMC, OC, BMDBM 20,7 P16 12 Balsam EHMC, OC, BMDBM 22,8 P17 12 Creme EHMC, OC, BMDBM 20,6 P18 12 Lotion EHMC, OC, BMDBM 19,3 P19 12 Lotion EHMC, OC, BMDBM, TiO2 17,9
Interessanterweise werden die Produkte mit den höchsten UV-A-Schutzleistungen von Herstellern angeboten, die sich seit Jahren intensiv in Forschung und Entwicklung mit dem Thema Sonnenschutz auseinandersetzen. Dagegen findet sich in der Gruppe der wenig schützenden Präparate vermehrt Discounterware. Demnach leisten die traditionellen Marken deutlich mehr! Der UV-A-Schutz liegt im Mittel um etwa 75 Prozent (!) über den Schutzleistungen der Billiganbieter.
Glossar BEMT: Bis-Ethylhexyloxyphenol Methoxyphenol Methoxyphenyl Triazine
Die Abbildung 2 [nur in der Druckausgabe] stellt die Ergebnisse der Reihenuntersuchungen aus den Jahren 2003 und 2004 gegenüber. In neun Fällen konnten die Daten direkt miteinander verglichen werden. Zwei Produkte zeigten eine signifikante Steigerung des UV-A-Schutzes, sechs Präparate hatten nahezu den identischen UV-A-Bilanzwert und nur ein Produkt wurde 14 Prozent niedriger gemessen. Die beiden Probenkollektive aus 2003 und 2004 weisen im Mittel praktisch keine Unterschiede auf. Allerdings ergibt sich bei Betrachtung der beiden Herstellerkategorien ein deutlicher Unterschied. Der UV-A-Schutz von Markenartikeln hat sich deutlich erhöht, während die Discounterprodukte nur eine marginale Steigerung aufweisen. Leider waren diese Veränderungen für den Laien nicht erkennbar. Erst ein direkter Vergleich der Inhaltsstoffliste wies auf qualitative und/oder quantitative Änderung der Formulierungen hin, Letztere kenntlich an einer veränderten Reihenfolge der Inhaltsstoffe.
UV-A-Schutz bei hohen SPF
In diesem Jahr führten wir eine entsprechende Vergleichsstudie an 31 Sonnenschutzprodukten mit hohem und sehr hohem SPF im Bereich 15 bis 40 durch, um die Relevanz des UV-A-Bilanzkonzeptes auch für dieses Segment zu dokumentieren. Unter den getesteten Präparaten finden sich 19 Standardprodukte (SPF 15 bis 30) sowie 12 Kinder-Sonnenschutzprodukte (SPF 25 bis 40) (Tabellen 3 und 4).
Tabelle 3: Übersicht über die untersuchten Standardsonnenschutzprodukte (SP) mit hohem und sehr hohem Lichtschutzfaktor
ProduktSPFProduktformFilterzusammensetzungUVA-Bilanz SP1 20 Spray IMC, 4-MBC, EHMC, EHT, BMDBM 11,9 SP2 30 Creme EHMC, 4-MBC, BEMT, TiO2, MBBT 14,9 SP3 15 Creme EHMC, 4-MBC, BEMT, MBBT 17,6 SP4 20 Lotion 4-MBC, BMDBM, PBSA/SPBS 31,2 SP5 20 Lotion OC, TiO2, BMDBM, TDSA 34,2 SP6 20 Spray EHMC, BMDBM, BEMT, PBSA/SPBS 46,0 SP7 20 Spray EHMC, BMDBM, PBSA/SPBS, BEMt 46,3 SP8 20 Spray OC, BMDBM, TiO2, DTS, EHT, TDSA 48,3 SP9 20 Lotion OC, BMDBM, TiO2, DTS, EHT, TDSA 49,1 SP10 20 Creme EHMC, BMDBM, TiO2, EHT, BEMT 51,7 SP11 20 Creme EHMC, OC, 4-MBC, BMDBM 8,4 SP12 20 Lotion EHMC, OC, 4-MBC, BMDBM 12,5 SP13 20 Spray EHMC, OC, BMDBM 14,3 SP14 20 Lotion EHMC, 4-MBC, BMDBM 15,4 SP15 20 Lotion EHMC, PBSA/SPBS, EHT, BMDBM 26,7 SP16 20 Spray EHMC, OC, 4-MBC, BMDBM 28,6 SP17 20 Lotion EHMC, OC, BMDBM 31,1 SP18 20 Creme OC, EHMC, 4-MBC, BMDBM 33,3 SP19 20 Lotion EHMC, OC, BMDBM 35,6
Auf den meisten Mitteln wurde UV-A-/UV-B-Breitbandschutz nach dem Australischen Standard AS 2604 ausgelobt. In wenigen Fällen gaben die Hersteller ohne Hinweis auf den Australischen Standard ein besonders gut balanciertes oder ausgewogenes Verhältnis von UV-A- und UV-B-Schutz an.
Tabelle 4: Übersicht über die untersuchten Kindersonnenschutzprodukte (KP) mit hohem und sehr hohem Lichtschutzfaktor
ProduktSPFProduktformFilterzusammensetzungUVA-Bilanz KP1 25 Lotion EHMC, TiO2, BMDBM, OC BEMT, DBT 39 KP2 40 Lotion OC, TiO2, BMDBM, DTS, TDSA 39,4 KP3 30 Spray OC, TiO2, BMDBM, DTS, EHT, TDSA 42,8 KP4 30 Spray EHMC, BMDBM, BEMT, EHT 44 KP5 30 Lotion OC, ZnO, EHMC, PBSA/SPBS 6,1 KP6 30 Lotion OC, ZnO, EHMC, PBSA/SPBS 6,2 KP7 25 Spray EHMC, OC, TiO2, BMDBM 12,5 KP8 30 Spray EHMC, MBBT, EHT 20 KP9 30 Lotion OC, ZnO, EHMC 20,8 KP10 20 Lotion OC, ZnO, EHMC 26,5 KP11 25 Spray OC, BMDBM, 4-MBC, PBSA/SPBS 32,2 KP12 30 Spray EHMC, MBBT, EHT 33,6
Wiederum zeigte sich eine klare Differenzierung hinsichtlich der UV-A-Bilanzwerte. Sie variieren bei Standardprodukten zwischen 8,4 und 51,7 und bei den Kinderprodukten zwischen 6,1 und 44, das heißt um mehr als den Faktor 6. Vergleicht man die Gesamtmittelwerte sowie die Mittelwerte für die Marken- und die Discountartikel, so ergibt sich auch für die höher schützenden Produkte ein relevanter Unterschied. Besonders eklatant ist die Situation bei den Kinderprodukten, bei denen alle Markenprodukte besser schützen als die billigere Discounterware.
Die ermittelten UV-A-Bilanzwerte variieren in einem Bereich von 6,1 bis 51,7. Das bedeutet, dass die Unterschiede bei Produkten mit höherem SPF noch stärker ausgeprägt sind als bei den Produkten mit SPF 10 bis 12 (6, 7). Diese große Streubreite war allerdings vorherzusehen: Bei höher schützenden Produkten muss sich nahezu zwangsläufig ein ausgeprägter Unterschied ergeben, da sich Produkte, die gerade eben den Australischen Standard erreichen, und solche, die einen optimal ausgeglichenen UV-A- und UV-B-Schutz aufweisen, miteinander im Probenkollektiv befinden.
Auf Grund der Erfahrung der Vorjahre wurden die ermittelten UV-A-Bilanzwerte differenziert nach der Herkunft der Produkte betrachtet. In der Gruppe der Standardprodukte schnitten Sonnencremes, Lotionen und Sprays von forschenden Herstellern im Mittel um 54 Prozent besser ab als Discounterprodukte. Den bestmöglichen UV-A-Bilanzwert von 51,7 erreichte ein Markenprodukt. Dagegen kam das beste Sonnenschutzmittel in der Gruppe der Discounterware über einen UV-A-Bilanzwert von 35,6 nicht hinaus.
Bei den Sonnenschutzprodukten für Kinder waren die Qualitätsunterschiede hinsichtlich der UV-A-Schutzleistung noch ausgeprägter. In dieser Gruppe zeichnen sich alle Produkte von forschungsaktiven Herstellern durch höhere UV-A-Bilanzwerte im Vergleich zu den Discounterprodukten aus. Mit einem UV-A-Bilanzwert von 51,7 schützt das beste Markenprodukt mehr als achtmal besser vor UV-A-Strahlen als das am schlechtesten schützende Discounterprodukt mit einem Wert von lediglich 6,1. Im Mittel schützen Marken-Kindersonnenschutzprodukte mehr als doppelt so gut wie die von Discountern.
Diese Unterschiede sind relevant: Nach heutigem Wissenstand ist der UV-A-Schutz der gering schützenden Präparate gerade für diese Zielgruppe inadäquat.
Zusammenfassung
Die Bestimmung der UV-A-Bilanz als Maß für den UV-A-Schutz von Sonnenschutzmitteln hat sich in unseren Reihenuntersuchungen bewährt. Alle Testprodukte konnten bei geringer Schwankung der Einzelwerte klar bestimmt werden. Die Methode lässt sich einfach und schnell anwenden und bietet somit alle Voraussetzungen für eine effiziente Produktdifferenzierung bezüglich des UV-A-Schutzes.
Die Ergebnisse zeigen eine überraschend große Spannweite in der UV-A-Schutzleistung. Ausschließlich Produkte der forschungsaktiven Anbieter erfüllen den von vielen Seiten geforderten gleichmäßigen UV-A- und UV-B-Schutz, der bei Produkten mit hohem SPF im UV-A-Bereich deutlich über den Australischen Standard hinausgehen sollte. Discounterprodukte weisen hier zum Teil drastische Defizite auf, obwohl dies aus der zurzeit üblichen Deklaration nicht hervorgeht. Dieses Resultat findet man sowohl bei den Produkten mit SPF im Bereich 10 bis 12 sowie in noch größerem Maß bei höher schützenden Produkten. Insbesondere bei den Kinderprodukten erscheint die Situation fatal, wenn Eltern ihre Kinder optimal schützen wollen, dies aber, ohne dass sie es erkennen können, nur mit Markenprodukten gelingt.
Auch im Interesse einer qualifizierten Beratung in der Apotheke muss diese neue Möglichkeit zur Bewertung des UV-A-Schutzes möglichst rasch Eingang in die Deklaration und die Testkriterien von Verbraucherorganisationen finden. Nur so ist davon auszugehen, dass sich die Situation für den Verbraucher verbessern wird.
Literatur
Anschrift des Verfassers:
Professor Dr. Rolf Daniels
Lehrstuhl für Pharmazeutische Technologie
Pharmazeutisches Institut der Eberhard-Karls-Universität
Auf der Morgenstelle 8
72076 Tübingen
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