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防晒霜的设计:针对光老化的药妆品

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sunscreen在舒缓引起外在光老化的外涂产品之中,其中一种最重要的是定期涂上防晒霜。现时的防晒霜成分日新月异,其中大部分的产品都有特定的皮肤目标。大量研究探讨各种天然成分的光保护作用,特别是草本及来自营养素的抗氧化剂。

防晒产品除了防晒用途外,也防御各种皮肤问题,这些都与短暂及慢性接触阳光有关。防御的问题包括皮肤癌(例如基底细胞癌、鳞状细胞癌及黑色素瘤);衰老征象; 光照性皮炎(例如多形性日光疹、日旋光性荨麻疹及由药物/草药引起的光敏感);以及皮肤问题恶化(例如玫瑰疹及肝斑等色素沉淀问题)。i,ii,iii 自从七十年代开始普遍使用防晒霜后,防晒产品便一直与时并进。 其中一种最重要的调节就是在防晒隔离的功能方面,除了预防紫外线UVB外,也同时涵盖UVA。自此之后,防晒产品市场变如春笋般蓬勃发展,开始有大量针对性的专门产品,很多时候加入了额外的药妆品成分。如此一来,防晒霜在管理各种肌肤问题上有更广泛的用途。这篇文章会针对紫外线辐射对潜在老化机制的影响,并深入探讨防晒霜中特定药妆品成分对光老化及色素沉淀的功效。

防晒霜:背景略述

美国皮肤学会现时对外套防晒霜的建议如下:iv

  • 日光防护系数 (SPF) 最少应有30。
  • 全年无休地每天使用。
  • 建议使用1安士的防晒霜来涂抹所有外露的身体部位。
  • 为确保皮肤能最好地吸收,应至少在接触太阳十五分钟前涂抹。
  • 每隔两小时或在游泳/大量流汗之后实时再次涂抹防晒霜。

要达到标签上日光防护系数的功效,需要在每平方厘米的肌肤上涂上2毫米防晒霜,而与使用防晒霜有关的主要问题之一是它被皮肤吸收的情况。v 这解释了为何美国皮肤学会建议每次使用1安士,为了方便记起,可想象这个份量为一安士烈酒小杯。另一项经研究证明能有效保护肌肤的方法,是简单地涂抹两层防晒霜。研究已证明在会接触日光的皮肤上涂抹两层防晒霜,可将涂抹范围增加至接近理想的每平方厘米有2毫米防晒霜。vi,vii

现时用于北美地区且证明有效的两种防晒过滤成分分别是化学(有机/可溶解)及矿物(无机/不可溶解)成分,而每种过滤成分可见于图表一。

图表一:防晒霜两大主要过滤成分viii,ix,x

 

化学防晒成分

矿物防晒成分

运作机制

吸收紫外线辐射,并藉由热能或较长波长的光线消除。

非纳米矿物防晒可把紫外线辐射反射及消散。

非纳米过滤也具有吸收部分此外线辐射的作用。

过滤例子及过滤种类

  • 肉桂酸盐(例如辛氧酸酯)
  • 水杨酸盐(例如水杨酸辛酯、甲基水杨醇)
  • 二苯基酮(例如二苯甲酮)
  • 其他(例如奥克立林、阿伏苯宗、依莰舒等)
  • 氧化锌
  • 二氧化钛
  • 两种都可以是纳米或非纳米形态

其他备注

每种过滤成份都有其主要吸收紫外线的最佳范围;有些吸收UVB、UVA或两种同时吸收。

非纳米防晒成分可防御UVB、UVA及可见光谱的光线。

防晒霜配方结合不同的过滤成分,已达到完全涵盖防御UVB及UVA(全面覆盖)。

纳米二氧化钛倾向可同时防御UVA-1及可见光谱的光线。

纳米氧化锌倾向可防御可见光谱的光线。

容易上妆的配方(容易涂于皮肤)。

非纳米型态较难上妆(在涂抹时可能会留下白色粉状痕迹)。

氧化铁——含有颜色的防晒霜可减少这种情况,同时亦具有阻挡可见光谱光线的作用。

普遍耐受性高,但是有些过滤成分对某些人可触发刺激或过敏反应。

有人对某些过滤成分提出疑问,指出对内分泌及环境有潜在影响(例如二苯基酮)。

美国以外地区的防晒霜含有较多不同种类的UVA过滤成分。

通常耐受性相当高,而且不会触发刺激或过敏反应。

不建议使用气溶胶喷剂防晒霜。

 

添加在防晒霜而直接针对光老化的药妆添加剂

对于各种可减慢皮肤衰老征象的护肤产品及配方,我们很容易会受铺天盖地的宣传推广心心吸引,但是最重要的一点是定期使用防晒霜。防晒的作用往往被忽略,备受瞩目的往往是其他抗衰老成份,或是价格昂贵的药妆品。尽管这种简单的外涂防晒霜较为不显眼,但它却是对抗由紫外线引起的外在皮肤老化的主要成分。多项研究探讨了使用防晒霜对舒缓各种皮肤衰老指标的重要性,xi,xii,xiii 然而,当了解紫外线损害背后的所有机制后,事实上有更多研究探讨什么成分可提升防晒霜的功效。

face为了在本文中提及,我们将简略地回顾光老化过程。光老化的常见症状包括形成细纹及深层皱纹;皮肤松弛;干燥;皮质变得更凹凸不平或粗糙;色素改变(包括肤色不均匀或有杂色,以及日旋光性小痣/老年斑)。根据估计,面部老化征象之中有多达80%与紫外线的影响有关。xiv UVB和UVA对这个过程同样有影响,而UVA有更大机会穿透皮肤的真皮层。xv 事实上,长崎接触紫外线可产生活性氧类,而这些活性氧类可激活转录因子AP-1。这个激活过程就是关键,因为会同时抑制前胶原的形成、激活基质金属蛋白酶 (MMP) 以分解胶原蛋白,并激活核因子κB (NFκB),NFκB可以进一步引起炎症并能加快活性氧类的产生。此外,紫外线辐射也是形成人弹性蛋白退化的主要原因(不正常的弹性纤维持续积聚),消耗皮肤的抗氧化网络,并触发色素沉淀的过程(例如令肝斑加剧、先前暗疮疤痕色素增加、肤色不均匀或有杂色以及老年斑)。xvi,xvii

有了这个基础,我们就能更加欣赏研究员及防晒品调配员为何致力研究添加各种药妆活跃成分的功效(特别是抗氧化剂),以进一步阻碍皮肤因光老化造成的影响。这反映出为了防御活性氧类的产生及光老化,我们需要找出其他有效的成分。 防晒霜除了对紫外线的影响有广泛用途,有些研究员也探讨添加抗氧化剂后,它们可能也有限制活性氧类生产的能力 ,至于单独使用传统防晒霜对减少活性氧类的形成则只有约55%的效果。xviiiuv加抗氧化剂可为产品带来好处。这包括在防晒霜配方中加入提升稳定性的过滤成分,xix 以及使用β-胡萝卜素及白藜芦醇等抗氧化剂,以减少化学防晒过滤成分穿透表皮的角质层,然后跟进一步地进入皮肤的真皮层。xx

有大量前期研究探讨各种抗氧化剂对紫外线的防御作用。各种回顾文献都涵盖了这些撮要。xxi,xxii,xxiii,xxiv,xxv 尽管有大量人体试验正在进行,这些证据大部分都建立在体外及动物研究中。在添加于防晒霜的抗氧化药妆成分之中,其中一些常见的成分可见于图表二。

图表二:普遍添加在防晒霜中的抗氧化药妆成分

抗氧化成分(外涂)

已发现具有抗氧化、光保护及光老化的作用(临床前期)

维生素C

防御由UVB和UVA引起的红斑、光毒性损害及晒伤后的细胞形成(尤其与维生素E结合时)。xxvi,xxvii,xxviii

在胶原蛋白合成的过程中作为酶的辅因子,从而支持胶原蛋白的形成。xxix

藉由吞噬活性氧类,减少色素沉淀;并藉由抑制酪胺酸酶,干预黑色素生成。xxx

在人体中进行研究已证明具有光保护作用:抗坏血酸、维他命C磷酸钠盐及抗坏血酸糖苷。xxxi

维生素E

对抗各种由此外线辐射引起的影响,包括皮肤老化、抑制免疫力、脂质过氧化(从而导致细胞膜退化)及致癌作用。xxxii,xxxiii,xxxiv

抑制油紫外线引起的环丁嘧啶二聚体形成,它是一种DNA的光损伤,可以发展成DNA突变及具有致癌作用。xxxv

当结合维生素C时,可产生协同作用。xxxvi,xxxvii

绿茶多酚

藉由NFκB途经减少炎症。xxxviii,xxxix

抑制由紫外线辐射引起的红斑(灼伤)。xl,xli

表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)是绿茶的成分之一,已证明可一带UVB引起而释放的过氧化氢。xlii

限制由紫外线引起的AP-1及NFκB的胶原蛋白退化,同时抑制胶原酶。xliii,xliv,xlv

EGCG转化成纳米因子,与玻尿酸一样,它们已被证明具有自由基/吞噬活性氧类的作用,并且会增加皮肤渗透性及消除EGCG。xlvi

葡萄籽及葡萄皮萃取

含有丰富的多酚抗氧化剂:原花青素(葡萄籽)及白藜芦醇(葡萄皮)。xlvii

两种物质都可以抑制由紫外线引起的炎症。xlviii,xlix,l

减少氧化氢及脂质过氧化。li,lii,liii

涂抹时会加快代谢,因此需要用胶囊保护脂质纳米粒子。liv

大豆萃取

因具有抗氧化作用而有潜在的抗衰老功效;有证据可提升成纤维细胞增殖、增加胶原蛋白形成、减少MMP-1及增加弹性蛋白。lv

人类试验已证明可提升第一类及第三类面部胶原蛋白、再接触UVB后减少红斑形成、改善面部色素(减少杂色)、改善肤质、减淡细纹,以及提升整体面部肌肤紧致度及外观。lvi,lvii

金雀异黄酮植物雌激素可提供抗癌作用,很可能是藉由抗氧化及酪氨酸激酶的功效。lviii

抑制因紫外线引起的DNA氧化。lix

奶蓟萃取

含有大量水飞蓟素,它是一种多酚抗氧化物。lx,lxi

证明具有光保护作用,可抑制氧化氢、脂质过氧化及各种致炎物质。lxii

可提升修复因UVB引起的DNA损害(借着核苷酸切除修复途径)。lxiii,lxiv

当外涂时证明具有光稳定性。lxv

 

现时愈来愈多人体研究探讨含抗氧化剂的防晒品对光老化的功效。目前为止,虽然大多数试验的规模相对较少,但是相比单独使用防晒霜,它们在预防由紫外线引起的光老化及色素沉淀更为有效;lxvi,lxvii 而且同时能对抗因可见光引起的光老化及色素沉淀,lxviii,lxix 也能对抗来自日光的热感这成的红外线辐射。lxx 以下是两项人体临床研究的撮要。

antioxidants一项为期五天的初期研究分析了加入抗氧化剂的防晒霜的临床效果。lxxi 五位年龄介乎18至40岁、Fitzpatrick皮肤种类(用来估计肌肤受损程度的量表)是第一及第三类的受试者进行自我对照,在自己一边臀部的皮肤上涂抹含有抗氧化成分的SPF25润肤防晒霜,然后在另一边臀部的皮肤涂抹同一种防晒霜但不含抗氧化成分。另有三分之一的皮肤没有涂上产品,然后接触仿真的紫外光;最后有四份一的皮肤设定为对照,既没有涂抹产品,也没有仿真紫外光。在测试及对照部位的皮肤上采用模拟太阳辐射的单次剂量,这剂量是预先判断最少引起红斑的两倍剂量。在第四天抽取钳取式活检,以进行组织评估。主要测试端点包括表皮的兰格汉氏细胞(替代由紫外线引起的免疫抑制损耗)及分解胶原蛋白的间质胶原酶(当皮肤就到光损害时,这种酶会提升)。抗氧化混合物包括维生素C(维他命C磷酸氨盐)、维生素E、咖啡因、紫锥花萃取、普通母菊精油及一些独特的药妆成分(如柳珊瑚萃取)。柳珊瑚又称为海鞭,是珊瑚的一种,可作为舒缓剂,保护皮肤免受刺激。单用SPF25及SPF25混合抗氧剂外涂霜已被证实可预防兰格汉氏细胞损耗,而两者的功效并没有明显分别。然而在测量MMP-1时,发现有明显分别。相比没有受保护但接触紫外线的皮肤对照组,单用SPF25配方可减少43%的MMP-1 (p < 0.002) 。相比同一对照组(p < 0.0001),SPF25混合抗氧剂外涂霜减少60%的MMP-1。最后,研究也证明对比不含抗氧化剂的SPF25混合物,含有抗氧化剂的SPF25混合物可以令MMP-1水平下降多17%,且这项结果是明显的 (p < 0.05)。

另一项研究测量40位受试者接触剂量为每平方厘米50J的可见光后,皮肤可产生多少自由基。lxxii 相对基线水平(p < 0.05),接触这个剂量相等于提升85%的自由基。经评估后证明含有小白菊(Tanacetum parthenium)萃取、大豆萃取及γ-生育醇,就着接触可见光产生的自由基,具有正面的消除作用。两个接触可见光的组别,包括没有涂抹防晒霜n = 24以及涂抹不含抗氧化剂防晒霜n = 12的受试者,体内的自由基产生有所增加。相比使用不含抗氧化剂的防晒霜(p < 0.05),自由基产生明显减少54%仅发现在使用含抗氧化剂的防晒霜n = 12的组别中。

制作配方的困难之处

调剂防晒品时遇到的困难,就是在防晒品配方中添加抗氧化剂的成分。第一点是防晒霜能够在角质层达到预期功效,同时需要渗透皮肤外层,真皮及内皮组织发挥多种功效。lxxiii 第二点是紧紧添加抗氧化剂并不保证据它能发挥功效。调配员不但要选择强效的抗氧化剂,而且需要加入足够的分量才能让其发挥作用。lxxiv 要记得我们定知道所有抗氧化剂理想的浓度,也未必知道再调配防晒霜配方时需要调节的浓度。希望未来研究能帮助了解这些详情。

其他针对光老化防晒配方的添加成分

针对光老化的防晒霜通常会加入其他药妆活跃成分,已达到对抗光老化的用途。这些添加成分可以包括视黄醇、烟碱酰胺及各种肽。此外,配方也可以添加润肤成分(例如玻尿酸或甘油),以快速地令皮肤饱满和平滑。为了加强防昽霜本身预防色素沉淀的功效,有些配方还会进一步添加已知可淡化肤色的药妆活跃成分。同样地,烟碱酰胺及维生素C也具有相同的功效。除了上述之外,甘草根莘取、未发酵的大豆莘取及四肽(脯氨酸-赖氨酸-谷氨酸-赖氨酸)等肽也可用于这个用途。lxxv,lxxvi

beach很幸运地在我们的社会中,使用防晒霜防御日光已成为我们的日常习惯之一。因此越来越多防晒霜添加了同时可舒缓光老化及的素沉淀征象的药妆成分。当中这些成分很多都是各种抗氧化剂。然而需要进行更多人体研究才能证明它们现在的功效,例如进行初期试验,测试这些物质如何对皮肤有功效。制造商打算在防晒霜产品中结合抗氧化剂及其他药妆成分时,进一步的研究也有助解决调制配方时遇到的困难。当这些细节一一得到证明时,我们可能会见证防晒霜产品如何更全面地提供防晒作用。