“Zinc About It!” Mineral UV Filtreler Hakkında Bilinmesi Gerekenler
Tüketiciler UV ışınlarının
cilt üzerindeki zararlı etkilerinin daha fazla farkına vardıkça, güneş koruyucu filtreler içeren kozmetik ürünlerin pazarı da büyüyor. Cildimiz, çevreye karşı ilk koruma katmanımızdır. Sağlığımız için gereklidir ve bizi fiziksel, biyolojik faktörlerden koruyan bariyeri oluşturur.
En büyük fiziksel tehdit, cilt kanserinin gelişiminde önemli bir faktör olarak kabul edilen güneşten gelen UV radyasyonudur [1]. UVB ışınları epidermis tarafından emilir ve esas olarak güneş yanığı ile ilişkilidir. Cilde ulaşan UVA ışınları ise epidermisten gecerek daha alt tabakaya (dermis) iner ve cildin yaşlanmasından sorumludur.
Gittikçe daha fazla tüketici, cilt yaşlanmasını ve cilt kanserini UV ışığının neden olduğu potansiyel hasarlar olarak görmeye başlıyor. Yaz ayları ve tatil rutinlerinin yanı sıra günlük alışkanlıklarının bir parçası olarak güneşten korunma ihtiyacının farkına varıyor.
Fakat aynı zamanda UV filtrelerin güvenilirlik sorunlarını da düşünüyorlar. Çevre ve insan sağlığı üzerinde hiçbir olumsuz etkisi olmayan, güvenli, çevre dostu ve etkili UV filtrelerine yönelik artan talep, geleneksel organik UV filtreleri üzerinde baskı oluşturmaktadır. Çevre ve insan sağlığı için güvenliklerini kanıtlamak için yetkili merciler tarafından giderek daha fazla veri talep edilmektedir.
Titanyum Dioksit (TiO2) ve Çinko Oksit (ZnO) mineral UV filtreleri içeren güneş koruyucu ürünlerin piyasaya sürülme hızı artarken, tüketicilerin mineral güneş filtrelerine olan ilgisini destekleyen daha fazla kozmetik markası bu trendi takip ediyor. Güneş kremlerinde “resif güvenli”, “okyanus dostu”, “gezegen dostu” gibi iddialar ortaya çıkıyor.
Bu eğilim bazı yerel yönetmeliklerle daha da şiddetleniyor: Bazı ülkeler deniz ekosistemlerini ve mercan resiflerini korumaya yardımcı olmak için Oxybenzone ve Octinoxate kimyasallarını içeren güneş kremlerinin satışını, sunumunu ve dağıtımını yasaklayan yasalar çıkarıyor: Palau (Batı Pasifik), ABD Virjin Adaları, Bonaire, ve Aruba, Hawaii ve Maui County, mineral filtreli olmayan güneş kremlerini yasaklayan ve Ekim 2022’den itibaren yalnızca mineral filtreli güneş kremlerine izin veren yasayı (Bill 135) kabul etti.
Ek olarak, katı düzenlemeler nedeniyle yenilik konusunda kısıtlamalar vardır: ABD’de 20 yıldır yeni bir UV filtresi onaylanmadı ve AB’de daha geniş bir UV filtresi yelpazesi olmasına rağmen, yasa düzenleyiciler ABD’ye yeni UV aktif bileşenlerin girişini de engelliyor. Küresel mineral güneş koruyucular pazarı, 2020 ile 2030 arasında %5’in üzerinde bir CAGR kaydediyor [3].
2018’de güneş kremi lansmanlarının %45,1’i mineral UV filtreleri içeriyordu, bu oran 2022’de %51,6 oldu (Şekil 1). ABD’de, Google’da “mineral güneş kremi”
aramalarındaki büyüme yıldan yıla +%36.4 oranına ulaşmıştır[4]. Şu anda tercih edilen mineral UV filtresi ZnO’dur.
Mineral UV Filtreler Hakkında Bilinmesi Gerekenler: Temel Bilgiler
TiO2 ve ZnO gibi mineral UV filtreleri partikül yapıdadırlar. Bunlar birincil parçacıklardan, birincil parçacıkların kümelerinden veya kümelerin oluşturduğu topaklardan meydana gelir. Piyasada bulunan toz formları aglomeredir ve tipik olarak 1-5 μm arasında partikül boyutuna sahiptir.
Absorpsiyon yoluyla UV koruması sunan organik UV filtrelerinin aksine, mineral UV filtreleri UV ışığını hem absorpsiyon hem de saçılma yoluyla azaltır. TiO2, UV ışığını ağırlıklı olarak 290’dan 350 nm’ye absorpsiyon yoluyla, ağırlıklı olarak 375 nm’nin üzerinde saçılma yoluyla ve 350 – 375 nm arasında her iki etki yoluyla da zayıflatır [5,6].
ZnO, UV ışığını 290’dan 380 nm’ye absorpsiyon yoluyla ve çoğunlukla 380’den 400 nm’ye saçılma yoluyla zayıflatır [6]. Güneş kremlerinde bulunan TiO2 genellikle rutildir ve kırılma indeksi 2.76’dır. ZnO ise 1,99 gibi daha düşük bir kırılma indeksine sahiptir.
Düşük kırılma indeksi nedeniyle cilt bakımı ve plaj ürünlerindeki ZnO cilde sürülebilir ve çoğu tüketici için (hatta daha derin ve daha zengin cilt tonlarına sahip olanlar arasında bile) kabul edilebilir bir şeffaflığa sahiptir.
Bu, ciltte genellikle beyazımsı veya mavimsi bir kalıntı bırakan TiO2’den farklıdır. Renkli kozmetikler ve BB kremleri, bir mineral UV filtresi olarak TiO2 kullanımını daha kolay tolere edebilir, çünkü genellikle formülasyonun bir miktar opaklığı arzu edilir. Formülasyona tipik olarak dahil edilen demir oksitler, mavimsi kalıntıyı azaltabilir.
Bir güneş kremindeki mineral UV filtresinin partikül boyutu ile UV koruma etkinliği
arasındaki bağlantıyı anlamak çok önemlidir. Bu nedenle, bir mineral UV filtresinin partikül boyutu güneş ışığı için optimize edilmelidir. TiO2, birincil parçacık boyutu
küçük (10-20 nm) olduğunda çoğunlukla absorpsiyon yoluyla UVB ışığını (290-320 nm) azaltır.
Küçük boyutu nedeniyle UVA ışığını saçma özelliği zayıftır, bu da düşük UVA korumasına neden olur. Orta partikül boyutlu TiO2 (35-70 nm), UVA’da yaklaşık 350 nm’ye kadar olan ışığı ve tüm UVB ışığını etkili bir şekilde emecektir.
Bu tür TiO2, UV ışığını 350 nm’nin ötesinde güçlü bir şekilde saçacak ve böylece güçlü UVA koruması sağlayacaktır. Bu nedenle, bu tür TiO2’nin yalnızca bir tipini kullanarak geniş spektrumlu koruma ve yüksek SPF’ye ulaşmak mümkündür.
Bununla birlikte, bu boyuttaki TiO2’nin dezavantajı beyaz kalıntıdır. Bu nedenle, yalnızca TiO2 ile oluşturulan plaj veya yüz formülleri, farklı cilt tonlarına sahip müşterilere hizmet etmek için genellikle demir oksitlerle renklendirilir.
Dispersiyon teknolojisi, TiO2’nin yüksek kırılma indeksinin neden olduğu beyaz kalıntıyı azaltabilir, ancak ortadan kaldıramaz. Daha önce belirtildiği gibi, ZnO, UV ışığını 370 nm ila 380 nm ötesinde emer. Bu nedenle, geniş spektrumlu koruma sağlayacak bir ürün formüle etmek için ideal bir güneş koruyucu aktiftir.
TiO2 gibi, ZnO’nun UV koruması, birincil parçacık boyutu küçüldükçe daha kısa dalga boylarına kayar. Dikkat çekici bir şekilde, birincil partikül boyutları 20 ila 250 nm arasında değişen ZnO’nun kullanılması, 365 nm ila 380 nm’nin üzerinde kritik dalga boylarına sahip formülasyonları mümkün kılar.
Parçacık Boyutuna Derinlemesine Bakış
Yetkin bir formülatör, istenen optik özelliği elde etmek için mineral UV filtrelerinin partikül boyutunu manipüle etme yeteneğine sahiptir. TiO2 ve ZnO, kullanımdan önce tipik olarak hidrofobik olacak şekilde kaplanır. AB nano regülasyonuna göre, nano TiO2 ve ZnO üzerinde kullanılabilen kaplama çeşitleri sınırlıdır.
Tipik hidrofobik kaplamalar, ZnO için trietoksi kaprilil silan ve dimetikon; TiO2 için dimetikon ve alüminyum stearat içerir, ikincisi doğal orijinlidir. Hidrofobik kaplama, TiO2 ve ZnO tozlarının yağlarda disperse edilebilme özelliğini artırır. Genel olarak, kaplı TiO2 ve ZnO’nun disperse formlari formülasyon için tavsiye edilir, çünkü dispersiyon kullanımı partikül boyutunun laboratuvardan endüstriyel üretime geçişte ve tekrarlanan üretimlerde sabit kalmasını sağlar.
Ek olarak, yüzey işlemi, taşıyıcı, toz konsantrasyonu ve öğütme işlemi parametreleri değiştirilerek, TiO2 veya ZnO’nun parçacık boyutu, istenen dalga boylarında UV koruması elde edilecek şekilde ayarlanabilir. Tozlarla çalışırken, formülü hazırlayan kişinin yüksek kesmeli öğütme için kuvvetli kiricili üretim ekipmanına ve dispersiyon sonrasında elde edilen parçacık boyutunu kontrol etme becerisine sahip olması gerekir.
Dispersiyondaki TiO2 veya ZnO partikül boyutu tipik olarak bir ışık saçılımı ile partikül boyutu ölçüm cihazı kullanılarak ölçülür. Genel olarak ZnO için, yaklaşık 35 nm’lik bir birincil boyut veya en az 170 nm’lik dispersiyon partikül boyutu, çoğu UVA koruma standardını karşılamak için etkilidir.
Bununla birlikte, formülasyondaki ZnO konsantrasyonu %20 ila %25 olduğunda, 370 nm’den daha büyük bir kritik dalga boyunun elde edilmesi için daha küçük partikül boyutları da etkili olabilir. Çok yüksek bir UVA/UVB oranı veya kritik dalga boyu elde etmek için, daha büyük boyutlu ZnO, özellikle 250-500 nm arasındaki partiküllere sahip nano olmayan versiyon son derece yararlıdır.
Nano olmayan ZnO kullanılarak 380 nm’den daha büyük bir kritik dalga boyu elde edilebilir. ZnO, UVB korumasında, TiO2’den daha az verimlidir, yani kullanılan aktif ağırlık yüzdesine göre elde edilen SPF daha düşüktür. ZnO ve TiO2 için tipik SPF aralığı, aktif ağırlık başına sırasıyla 1-2 ve 2-3 SPF birimidir.
Bununla birlikte, ZnO, birincil parçacık boyutu 40 - 60 nm aralığında olduğunda maksimuma ulaşan daha yüksek bir in-vivo PA/SPF oranı sağlar. 20 nm ZnO’luk PA skoru, dispersiyonunun öğütülmesinde aşırı boyut küçültmesinden kaçınılarak makul ölçüde yüksek tutulabilir.
Formülasyonunuz için Doğru Mineral UV Filtreleri Nasıl Seçilir?
Formülü hazırlayan, toz ve dispersiyon arasında karar vermelidir. Ayrıca ürünün satılacağı pazarların düzenleyici gereklilikleri de göz önünde bulundurulmalıdır. Daha derine inmek gerekirse, formülü hazırlayanın ne iddia etmek istediği, düzenleyici ve güvenlik departmanlarının konuya nasıl baktığı ve iddialarla ilgili görüşleri önemlidir.
Bir sonraki değerlendirme, formülasyonun doğallığı veya belirli bileşenlerden kaçınılması gerekliliğidir. Ayrıca, hedeflenen SPF ve UVA koruması açısından gereksinimler, partikül boyutu seçimini ve çinko oksidin tek başına mı, TiO2 ile birlikte mi yoksa diğer filtrelerle birlikte mi kullanılması gerektiğini belirleyecektir.
Son olarak, dispersiyon durumunda taşıyıcı önemlidir. Dispersiyonlarda taşıyıcı olarak farklı yayılım özellikleri, farklı hissiyat ve uçuculuklara sahip emollient yağlar kullanılabilir. Formülasyondaki güneş koruyucu aktif maddelerin yüksek düzeyde kullanılması gerekiyorsa ki yüksek SPF’ye ulaşılabilmesi için bu bir gerekliliktir; kullanılacak dispersiyonlarin da yüksek aktif içerikli olması uygun olur.
Ayrıca, günümüzde kapsayıcı güneş bakımına ihtiyaç duyulmaktadır ve birçok müşteri artık cildinde beyaz bir iz bırakan güneş kremlerini kabul etmemektedir. Daha önce belirtildiği gibi ZnO, TiO2’den çok daha şeffaftır. 30’dan yüksek SPF’li ZnO formülleri Fitzpatrick ölçeğinde dört ila altı cilt tiplerinde doğal ve şeffaf görünebilir.
En derin ve zengin ten rengine sahip olanlar için şeffaf demir oksitlerin eklenmesi, yüksek düzeyde çinko oksitten gelen hafif sütlü görünümü nötralize edecektir. Kısacası mineral UV filtreleri, her tür cilt tonunun ihtiyacını karşılayan güneş bakım formülasyonlarına dahil edilebilir.
Mineral UV Filtreler İçin Yönetmelikler
Güneş koruyucular ABD’de OTC ilaçları olarak düzenlenmiştir. TiO2 ve ZnO, FDA tarafından, genellikle güvenli ve etkili olarak kabul edilen (GRASE) güneşten koruyucu aktif maddeler kategorisi olarak listelenmiştir. Hem Amerika Birleşik Devletleri hem de AB, güneş koruyucu aktif maddeler olarak TiO2 ve ZnO kullanımına %25’e kadar izin vermektedir (Tablo 1).
Düzenlemeler bölgeler arasında farklılık gösterse de, güneş bakım ürünleri geniş spektrumlu koruma talep etmek için hem UVA hem de UVB radyasyonuna karşı koruma sağlamak zorundadır. FDA, geniş spektrumlu koruma talep etmek için 15 SPF ve en az 370 nm kritik dalga boyu gerektirir.
Kritik dalga boyu, 290 ve 400 nm arasındaki alanın yüzde 90’ını temsil eden absorpsiyon eğrisi altındaki alana eşit dalga boyu anlamına gelir. Geçtiğimiz birkaç yıl içinde FDA, uzun dalga boylu UVA’ya çok fazla maruz kalmanın cilt yaşlanmasına ve alerjilere ek olarak cilt kanserine neden olabileceği gerçeğinden giderek daha fazla endişe duymaya başladı.
Bu nedenle FDA, daha katı bir gerekliliğin eklenmesini önerdi: 0,7 veya daha yüksek bir UVA-I/UV oranı. Bu oran, UVA-I’deki (340 - 400 nm) ortalama absorbansın toplam UV’ye (290 - 400 nm) oranıdır. Avrupa güneş koruyucuları dengeli korumaya sahip olmalıdır: In-vivo SPF’nin üçte biri kadar bir UVA koruma faktörü (in-vitro veya in-vivo) ve en az 370 nm’lik bir kritik dalga boyu.
Geniş spektrumlu UV koruması, formülünüzün in-vivo PA (UVA) ölçümü 10 ise, SPF için etiket talebinin SPF 30’u aşmamasını gerektirir. Mevcut pazarda, tek güneş koruyucu aktif madde olarak ZnO iddiasında bulunan SPF 30 ve 50 güneş koruyucu formülleri bulunmaktadır (Tablo 2).
Bu formüller tipik olarak yüksek koruma sağlamak için antioksidanlar, iltihap önleyiciler, tahriş önleyiciler, film oluşturucular veya butil oktil salisilat gibi UV emici yumuşatıcılara benzer güçlendiriciler içerir.
Fransa’da zorunlu yıllık beyan, formül kaydı ve bildirimi ile bitmiş ürünlerin etiketlenmesi dahil olmak üzere nano malzemelerin kullanımına ilişkin özellikle tüm AB’de ayrıntılı düzenlemeler bulunmaktadır.
Avrupa Birliği düzenleyicileri genellikle bir nano malzemenin partikül boyutunu iç yapılarına göre tanımlar ve sonuç olarak herhangi bir derecedeki mineral UV filtreleri, en kısa boyut ölçülerek belirlenirse nano boyut aralığındadır. Partiküllerin yüzde 50’si sayı ağırlıklı boyut dağılımına göre 100 nm’nin altında bir partikül boyutuna sahiptir. AB pazarına yönelik ürünler için, çok sınırlı bir izin verilen yüzey işlemleri listesi de dahil olmak üzere nano malzemeler için çok özel kriterler gözetilmelidir.
Formülü hazırlayan kişi nano materyallerin nasıl ölçüleceğine ve belirleneceğine karar vermelidir, çünkü iki yorum vardır: Birincil parçacık boyutuna göre veya Cosmetics Europe tarafından yorumlandığı gibi agrega boyutuna göre. TiO2 ve ZnO kullanımı da toksisite profilleri nedeniyle bazı kısıtlamalara sahiptir.
TiO2, havayla taşınan, solunabilir boyuttaki bağlanmamış partiküller olarak kullanıldığında AB komisyonu ve Kaliforniya eyaleti tarafından kanserojen olarak kabul edilir [7,8]. Sonuç olarak, nano TiO2 inhalasyon yoluyla son kullanıcının akciğerinin maruz kalmasına neden olabilecek ürünlerde kullanılamaz. Havada taşınabiliyor ve solunabiliyorsa, hiçbir TiO2, nano olsun veya olmasın, Kaliforniya’da kullanılamaz. ZnO’ya gelince, SCCS, insan akciğerlerinde lokal etkiye sahip olduğunu bulmuştur.
Bu nedenle, inhalasyon yoluyla son kullanıcının akciğerinin maruz kalmasına yol açabilecek bir üründe ne nano ne de nano olmayan ZnO’ya izin verilmez [9]. Pratikte solunabilir partikül, aerodinamik partikül boyutu 10 μm’nin altında olan bir partikül olarak tanımlanır.
Neyse ki, çoğu TiO2 ve ZnO tozu, agregasyon ve/veya aglomerasyon nedeniyle 10 μm’nin üzerinde aerodinamik partikül boyutuna sahiptir. Buna rağmen, eğer formülasyon toz ya da atomize sprey formunda ise aerodinamik partikul boyutlarının test edilmesi şiddetle tavsiye edilir.
Tüketicilerin İsteklerinden Kişisel Bakım Formülasyonlarına
2021’de dünya çapındaki tüketicilerin yarısından fazlası kendilerini düzenli güneş kremi kullanıcıları olarak görüyor. Ancak, sadece %22’si her gün güneş kremi, %37’si ise dışarısı güneşli olduğunda gün için planladıkları aktiviteden bağımsız olarak güneş kremi kullanıyor. İlk rakam geniş bölgesel farklılıklara tabidir.
Avrupa’da tüketicilerin %10’dan daha azı cildini her gün UV radyasyonundan koruyor [2]. Tüketici beklentileri ve kozmetik üreticilerinin sürdürülebilir güzellik ürünlerine karşı değişen tutumu, güneş koruyucu ürünleri de etkiliyor. Yeni bir güneş koruyucu ürünün geliştirilmesi, çeşitli yönlerin dikkate alınmasını gerektirir. UVA ve UVB ışığının sağlık riskleri konusunda süre gelen farkındalığa ek olarak, kullanım sırasında ve sonrasında hoş bir cilt hissi, güneş koruyucu kullanım sıklığını artıran en önemli faktörlerden biridir.
Başarılı bir güneş koruyucu ürün için tüketicinin takdiri çok önemlidir. Tatmin edici bir deneyim, tüketiciyi istenen korumayı elde etmek için doğru miktarda ürünü kullanmaya, ürünü yeniden uygulamaya ve nihayetinde muhtemelen ürünü tekrar satın almayı düşünmeye sevk eder.
Çevresel boyutlara ve sürdürülebilirliğe odaklanmaya ek olarak, bir ürünün yüksek tüketici takdiri için en önemli parametrelerden biri duyusal performans veya kısaca cilt hissidir. “Cilt koruyucular” gibi çok işlevli ürünler: cilt bakımı odaklı bir yaklaşıma sahip hibrit güneş kremleri (bileşenler, iddialar, formülasyonlar) henüz mineral UV koruma ürünleri kullanmayan tüketicileri ikna etmek için çözüm olabilir (Şekil 2).
Şaşırtıcı bir şekilde, mineral filtrelerin farkındalığı bugün genel nüfus arasında hala düşüktür. Bununla birlikte, mineral güneş koruyucu ürünlerinde artışa yol açacak doğal, cilt dostu ve çevre dostu güneş kremlerine artan bir ilgi vardır.
Mevcut kullanıcılar, koruyucu etki, bakım etkisi ve yumuşak içerik maddeleri konusunda olumlu bir algıya sahiptir ve mineral güneş koruyucuları sürerken beyaz lekeyi rahatsız edici olmadığı yönünde değerlendirme eğilimindedir.
Kullanıcı olmayanlar gelecekte mineral güneş koruyucuları satın almayı düşünüyor, ancak şu ana kadarki ana engel ürün özellikleri olarak gözüküyor: Zor sürülebilirlik, beyazlatma ve zengin cilt hissi gibi parametreler. Kullanıcı olmayanları ikna etmek için, tüketicilerin mükemmel cilt hissi ve minimum beyazlatma etkisi olan mineral UV filtreleri ve formülleri hakkında daha iyi eğitilmeleri gerekiyor.
Hassas ciltler de dahil olmak üzere tüm cilt tiplerine uygunluğu ve çevre ile daha uyumlu olması gibi olumlu etkileri olumsuz etkilerden daha ağır bastığından, tüketicilerin gelecekte mineral güneş koruyucuları daha sık talep etmesi muhtemeldir.
Referanslar
1) Skin Cancer Foundation, August 2021. www.skincancer.org/risk-factors/uv-radiation/
2) Mintel report: A year of innovation in suncare, 2021
3) Future Market Insights, July, 2020. https://www.futuremarketinsights.com/reports/ mineral-sunscreen-market
4) Google Search data, average monthly search volume and year-over-year growth comparing the past 12 months ending August 2021 vs the 12 months prior (US)
5) P. Stamatakis and B. R. Palmer, J. Coating Tech., Vol. 62, No. 789, p95, October, 1990
6) M. Sakamoto, H. Okuda, H. Futamata, A. Sakai and M. Iida, J. Jpn. Soc. Mater. (Shikizai), 68 (4), P 203- 210, 1995.
7) COMMISSION REGULATION (EU) 2016/1143 of 13 July 2016 amending Annex VI to Regulation (EC)
8) No 1223/2009 https://oehha.ca.gov/proposition-65/chemicals/titanium-dioxide-airborne-unbound-particles-respirable-size
9) COMMISSION REGULATION (EU) 2016/621 of 21 April 2016, amending Annex VI to Regulation (EC) No 1223/2009
10) Mintel analysis, May 2022 where Sub-Category matches Sun - Sun/Sunbed Exposure
11) COMMISSION RECOMMENDATION of 22 September 2006 on the efficacy of sunscreen products and the claims made relating thereto
Yazarlar
Yun Shao, David Schlossman; Marek Busch, Ev Suess Kobo Products Inc.; Symrise AG
Çeviren
Özgür Çelen - Türkiye Satış Müdürü
Symrise AG
