Tlenek cynku jest związkiem nieorganicznym o wzorze ZnO. ZnO to biały proszek, który jest nierozpuszczalny w wodzie i jest szeroko stosowany jako dodatek do wielu materiałów i produktów, w tym gumy, tworzyw sztucznych, ceramiki, szkła, cementu, smarów, żywności oraz jako blokada przeciwsłoneczna.
Do zastosowań materiałoznawczych, tlenek cynku ma wysoki współczynnik załamania światła , wysoką przewodność cieplną , właściwości wiążące, antybakteryjne i chroniące przed promieniowaniem UV.
Tlenek cynku może być stosowany w maściach, kremach i balsamach chroniących przed oparzeniami słonecznymi i innymi uszkodzeniami skóry spowodowanymi przez promieniowanie UV. Jest to absorber UVA i UVB o najszerszym spektrum działania, który został zatwierdzony do użytku przez FDA i jest całkowicie fotostabilny . Jak stwierdzono w artykule zatytułowanym [ Microfine zinc oxide (Z-Cote) as a photostyable UVA/UVB sunblock agent ](http://www.jaad.org/article/S0190-9622(99)70532-3/fulltext], przydatność mikrodrobnego tlenku cynku jako fotoochronnego środka o szerokim spektrum została oceniona poprzez zbadanie właściwości uważanych za ważne w filtrach przeciwsłonecznych:
Results: Mikro-drobny tlenek cynku tłumi w całym spektrum UVR, w tym UVA I. Jest fotostabilny i nie reaguje z organicznymi osłonami przeciwsłonecznymi pod wpływem promieniowania. Conclusion: Microfine zinc oxide is an effective and safe sunblock that provides broad-spectrum UV protection, including protection from long-wavelength UVA.
In 1999, the FDA issued a notice of proposed rule making that amended the tentative final monograph (proposed rule) for over-the counter (OTC) sunscreen medicine products.
The agency discussed a study submitted to the Panel using zinc oxide alone and in combination with fhenyl salicylate, another sunscreen ingredientient (58 FR 28194 at 28213). Badanie miało na celu zmierzenie zdolności tlenku cynku (15 do 33,3%) do pochłaniania promieniowania ultrafioletowego (UV) w szerokim zakresie długości fal.
W proponowanej regule agencja omówiła również znaczenie promieniowania ultrafioletowego A (UVA) dla zdrowia publicznego oraz charakterystykę i proponowane oznakowanie pozagiełdowych produktów leczniczych z filtrem przeciwsłonecznym, które twierdzą, że zapewniają ochronę przed promieniowaniem UVA. Jedna z uwag dotyczyła pomiaru spektralnej absorbancji trzech preparatów: (1) 4 procent tlenku cynku, (2) 25 procent tlenku cynku i (3) 2 procent oksybenonu.
Próbki bezwłosowej warstwy rogowej/epidermis myszy albinosów zostały przygotowane poprzez mechaniczne usunięcie skóry właściwej za pomocą stępionej żyletki. Próbki zostały pocięte na 1-calowe kręgi i utrzymane w stanie uwodnionym poprzez unoszenie próbek (stroną skórną w dół) na łaźni wodnej. Chłonność każdej próbki skóry została zmierzona i zarejestrowana. Na podłoże skóry nałożono dziesięć mikrolitrów (L) filtru przeciwsłonecznego, pozostawiono do wyschnięcia na 15 minut, a absorbancję zmierzono. Absorpcję każdej próbki poddanej działaniu filtra przeciwsłonecznego odjęto od absorbancji skóry (bez filtra przeciwsłonecznego), aby uzyskać absorbancję filtra przeciwsłonecznego. Pięć powtórzonych pomiarów dla każdego wzoru z filtrem przeciwsłonecznym zostało uśrednionych i wykreślonych z odchyleniami standardowymi przy każdym 10 nm.
Wykresy spektralnej absorbancji wykazały, że
…tlenek cynku ma stosunkowo płaską i szeroką krzywą absorbancji od 250 nm do 370 nm z ostrym spadkiem absorbancji powyżej 370 nm i rozszerzającą się na widmo widoczne. Porównanie pomiarów 4-procentowego tlenku cynku z 25-procentowym tlenkiem cynku wykazało, że wielkość absorbancji jest związana z ilością tlenku cynku w preparacie.
Pomiary te odpowiednio wykazały, że tlenek cynku
…pochłania promieniowanie w zakresie od 290 do 380 nm, a tym samym wspiera skuteczność.
Kolejna uwaga dotyczyła wyników badań in vitro preparatu zawierającego 15-procentowy tlenek cynku w stabilnej emulsji. Dane dotyczące przepuszczalności potwierdziły założenie, że
…tlenek cynku może chronić przed promieniowaniem UV, w tym zarówno UVB, jak i UVA.
Jeden komentarz zawierał profil spektralny odfermentowania samego tlenku cynku w preparacie kosmetycznym oraz kombinacji 1:1 i 3:1 tlenku cynku i dwutlenku tytanu. Te profile spektralne tlenku cynku w różnych recepturach wykazały, że
…tlenek cynku jako pojedynczy składnik może zapewnić ochronę zarówno w regionach spektralnych UVB, jak i UVA.
Najnowsze osiągnięcia naukowe w zakresie zrozumienia fotochemii i fotobiologii produktów leczniczych z filtrem przeciwsłonecznym podniosły wiele kwestii dotyczących składników aktywnych, w tym tlenku cynku i dwutlenku tytanu. Ponieważ tlenek cynku i dwutlenek tytanu mają wiele podobnych cech fizycznych i mogą być stosowane w połączeniu z produktami do opalania bez recepty, poniższa dyskusja dotyczy obu składników.
Ponownie pojawiło się zainteresowanie stosowaniem fizycznych filtrów przeciwsłonecznych, tj. cynku tlenku i dwutlenku tytanu, w preparatach do ochrony przeciwsłonecznej, ponieważ składniki te mogą zapewnić ochronę w szerokim zakresie spektrum promieniowania UV. Niektórzy producenci opracowali ultracienkie formy tych składników w zakresie od 0,02 do 0,10 mikrona, które są przezroczyste dla skóry, mogą oferować zarówno ochronę UVA jak i UVB i są estetyczne…
Filtry przeciwsłoneczne zostały ogólnie sklasyfikowane jako chemiczne (organiczne) lub fizyczne (nieorganiczne) w zależności od tego, czy pochłaniają określone długości fal promieniowania UV, czy odbijają i rozpraszają promieniowanie UV.
Tlenek cynku i dwutlenek tytanu zostały opisane jako fizyczne składniki filtrów przeciwsłonecznych, które zapewniają ochronę przed promieniowaniem UV poprzez odbicie i rozproszenie. Jednak nowe dane i informacje wskazują, że pochłaniają one również promieniowanie UV oraz rozpraszają światło widzialne.
Różni autorzy wykazali, że składniki te wykazują półprzewodnikową szczelinę absorpcji optycznej, co oznacza, że pochłaniają większość promieniowania na długościach fal krótszych od tej szczeliny (ok. 380nm) i rozpraszają promieniowanie na długościach fal dłuższych od tej szczeliny.
Kiedy tlenek cynku i dwutlenek tytanu są napromieniowywane światłem zawierającym energię większą niż szczelina w paśmie (około 3 elektronowoltów), elektron z pasma walencyjnego może być pobudzony do pasma przewodzącego, tworząc w ten sposób parę otworów elektronowych.
Istnieje wiele zmiennych składowych, które mogą wpływać na zdolność fotokatalityczną tlenku cynku i dwutlenku tytanu.
Takie zmienne obejmują składniki mineralne, wielkość cząstek, powierzchnię, strukturę krystaliczną, powłoki cząstek, pH ośrodka, różnice w współczynniku załamania światła ośrodka oraz inne składniki preparatu.
Chociaż FDA nadal ocenia dane i informacje w celu zaproponowania monograficznej metody określania ochrony przed promieniowaniem UVA, to jednak stwierdza, że
istnieje wiele danych wykazujących, że tlenek cynku zapewnia ochronę przed promieniowaniem UVA.
Jako że dotyczy to częstotliwości, z jaką należy stosować filtr przeciwsłoneczny, wiele agencji zdrowia publicznego zaleca ponowne stosowanie filtra przeciwsłonecznego co dwa do trzech godzin. Czy to zalecenie jest skuteczne w minimalizowaniu ekspozycji skóry na promieniowanie ultrafioletowe w czasie przebywania na słońcu?
Uzyskano model matematyczny, w którym uwzględniono typowe ilości nakładanego filtra przeciwsłonecznego i zawartość merytoryczną filtra w celu określenia, w jaki sposób te czynniki w połączeniu z czasem ponownego nałożenia filtra przeciwsłonecznego wpływają na fotoochronę zapewnianą przez filtr przeciwsłoneczny podczas ekspozycji na słońce przez kilka godzin około połowy dnia przy silnym nasłonecznieniu.
Wyniki badań były następujące:
Stosowanie filtra przeciwsłonecznego, który jest łatwo usuwany ze skóry, w niewielkim stopniu wpływa na skuteczność ochrony przeciwsłonecznej, bez względu na to, kiedy jest ponownie nakładany. W przypadku filtrów przeciwsłonecznych, które średnio lub dobrze wiążą się ze skórą, typowych dla nowoczesnych produktów wodoodpornych lub wodoodpornych, najniższy poziom ekspozycji skóry wynika z wczesnej ponownej aplikacji w okresie ekspozycji na słońce, a nie w ciągu 2-3 godzin po pierwszej aplikacji. Zazwyczaj ponowne nałożenie kremu przeciwsłonecznego po 20 minutach daje 60% do 85% ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe, która zostałaby uzyskana, gdyby krem został ponownie nałożony po 2 godzinach.
W oświadczeniu końcowym zaleca się użytkownikom filtrów przeciwsłonecznych
…swobodne stosowanie kremu przeciwsłonecznego w miejscach eksponowanych 15 do 30 minut przed wyjściem na słońce, a następnie ponowne nałożenie kremu przeciwsłonecznego w miejscach eksponowanych 15 do 30 minut po rozpoczęciu ekspozycji na słońce. Dalsze powtórne nakładanie jest konieczne po energicznym działaniu, które może usunąć filtr przeciwsłoneczny, takim jak pływanie, ręcznik lub nadmierne pocenie się i tarcie.
Inny abstrakcyjny, nieinwazyjny obiektywny pomiar użycia i powtórnego nałożenia filtru przeciwsłonecznego ’, badał czy nieinwazyjna technika wymazu może wykryć użycie filtru przeciwsłonecznego do 6 godzin i czy technika ta może wykryć powtórne nałożenie filtru przeciwsłonecznego.
Trzydziestu dobrowolnych pracowników biurowych zostało losowo wyznaczonych do ponownego nałożenia jednego z różnych filtrów przeciwsłonecznych przy użyciu zalecanych technik aplikacji, a połowa z nich została losowo wyznaczona do ponownego nałożenia filtra po 3 godzinach. Wymazy na bazie alkoholu zostały użyte do uzyskania próbki z ramienia uczestnika w ciągu 20 minut, a co godzinę od 1 do 6 godzin po aplikacji. Odczyty absorpcji były analizowane za pomocą spektrofotometru widzialnego w świetle UV… Technika “wymazu” była w stanie konsekwentnie odróżnić filtr przeciwsłoneczny od wymazu kontrolnego nawet przez 6 godzin. Odczyty absorpcji pomiędzy 20 minutami a 6 godzinami były znacząco wyższe niż w przypadku wymazów kontrolnych. Technika “wymazu” była w stanie odróżnić filtr przeciwsłoneczny od wymazu kontrolnego przez okres do 6 godzin. Odczyty absorpcji pomiędzy 20 minutami i 6 godzin było znacznie więcej niż wymazy kontrolne. Nie stwierdzono różnic pomiędzy grupą, która ponownie zastosowała filtr przeciwsłoneczny, a grupą, która tego nie zrobiła.
Badanie zakończyło się uzyskaniem dowodów wskazujących, że technika wymazu z filtrem przeciwsłonecznym jest
skuteczną nieinwazyjną metodą wykrywania różnych produktów z filtrem przeciwsłonecznym u dorosłych w okresie 6 godzin. Nie stwierdzono żadnych różnic w odczytach absorpcji przy ponownym stosowaniu filtrów przeciwsłonecznych. Procedura ta będzie przydatnym uzupełnieniem innych obiektywnych środków ochrony przeciwsłonecznej i ekspozycji na promieniowanie UV, dając dokładniejszy obraz nawyków związanych z ochroną przeciwsłoneczną poszczególnych osób.
Ponadto, Skin Cancer Foundation odpowiada na kilka istotnych pytań w artykule zatytułowanym Sunscreens Explained ’.
How much Sunscreen should I use and How Often should I put it on? Aby upewnić się, że otrzymujesz pełen SPF filtra przeciwsłonecznego, musisz nałożyć 1 uncję - mniej więcej taką samą ilość jak w przypadku szklanki pełnej. Badania pokazują, że większość osób aplikuje tylko połowę do jednej czwartej tej ilości, co oznacza, że rzeczywisty SPF, który mają na swoim ciele jest niższy niż reklamowany. Podczas długiego dnia na plaży, jedna osoba powinna zaaplikować około pół do jednej czwartej butelki 8 uncji. Filtry przeciwsłoneczne powinny być stosowane na 30 minut przed wystawieniem na działanie słońca, aby składniki w pełni związały się ze skórą. Ponowne nałożenie filtra przeciwsłonecznego jest tak samo ważne, jak nałożenie go w pierwszej kolejności, dlatego należy ponownie nakładać tę samą ilość co dwie godziny. Filtry przeciwsłoneczne powinny być również ponownie nakładane natychmiast po kąpieli, ręczniku lub znacznym poceniu się.
Na koniec, aby odpowiedzieć na Twoje pytanie: “Dlaczego muszę ponownie nałożyć cynkowy bloker przeciwsłoneczny, jeśli nie był on wystawiony na działanie promieni słonecznych lub potu? International Agency for Research on Cancer’s IARC Handbook of Cancer Prevention Volume 5 ”, wyjaśnia w rozdziale 6: Inne korzystne efekty działania filtrów przeciwsłonecznych , że istnieją inne potencjalne korzystne efekty działania filtrów przeciwsłonecznych, które nie są związane z profilaktyką raka skóry, obejmują zapobieganie bolesnym poparzeniom słonecznym, fotouszkodzeniom i fotostarzeniu się spowodowanemu promieniowaniem UVR, prowokację niektórych chorób skóry oraz fotoodporność.
Stosowanie filtrów przeciwsłonecznych może zapobiegać ostrym postępom chorób skóry po ekspozycji na słońce; choroby te obejmują toczeń rumieniowaty skóry… i reaktywację opryszczki wargowej… Inne potencjalne korzyści z zastosowania filtrów przeciwsłonecznych są związane z rodzajem i czasem trwania ekspozycji na promieniowanie UVR. Zapobieganie fotouszkodzeniom i fotostarzeniom, które są związane ze skumulowaną ekspozycją na promieniowanie UVR, w krajach, gdzie promieniowanie słoneczne jest intensywne przez cały rok, wymaga codziennej, długotrwałej ochrony przeciwsłonecznej… Zapobieganie ostrym przebłyskom chorób skóry, które mogą być związane z epizodyczną ekspozycją na promieniowanie UVR, wymaga uprzedniego stosowania ochrony przeciwsłonecznej.
W pewnych okolicznościach choroby o różnej etiologii mogą być nasilone przez promieniowanie słoneczne u osób, które przy innych okazjach mogą reagować normalnie.
Te choroby to toczeń rumieniowaty, liszaj płaski i opryszczka zwykła. Chorobą najczęściej uznawaną za wymagającą starannej ochrony przed promieniowaniem UVB i UVA jest toczeń rumieniowaty w postaci dyskoidalnej, układowej i podostrej… Dostępne dowody wskazują, że regularne stosowanie filtrów przeciwsłonecznych zmniejsza zachorowalność zarówno na toczeń rumieniowaty skórny, jak i układowy.
W związku z tym, jeśli nie jesteś pewien, czy konieczne jest noszenie filtrów przeciwsłonecznych w pomieszczeniach, możesz rozważyć swoją historię choroby i potencjalne predyspozycje do rozwoju choroby, która może zwiększyć potrzebę bardziej intensywnych środków ochronnych “blokujących słońce”. Zawsze jednak warto skonsultować się z lekarzem podstawowej opieki zdrowotnej i/lub dermatologiem w przypadku osobistych pytań lub wątpliwości dotyczących zdrowia.