العناية بالشمس، وخاصة الحماية من الشمس، هي إحدى أهم الأمورأسرع قطاعات سوق العناية الشخصية نمواً.كما يتم الآن دمج الحماية من الأشعة فوق البنفسجية في العديد من منتجات التجميل للاستخدام اليومي (على سبيل المثال، منتجات العناية ببشرة الوجه ومستحضرات التجميل الزخرفية)، حيث أصبح المستهلكون أكثر وعياً بأن الحاجة إلى حماية أنفسهم من الشمس لا تنطبق فقط على العطلات الشاطئية.
مُصنِّع منتجات العناية من الشمس اليوميجب أن تحقق معايير عالية للحماية من أشعة الشمس (SPF) ومعايير صارمة للحماية من الأشعة فوق البنفسجية UVA، مع الحرص أيضاً على جعل المنتجات أنيقة بما يكفي لتشجيع امتثال المستهلك، وفعالة من حيث التكلفة بما يكفي لتكون في متناول الجميع في الأوقات الاقتصادية الصعبة.
تعتمد الفعالية والأناقة في الواقع على بعضهما البعض؛ فتعظيم فعالية المكونات النشطة المستخدمة يُمكّن من ابتكار منتجات ذات عامل حماية عالٍ من الشمس (SPF) بأقل قدر من فلاتر الأشعة فوق البنفسجية. وهذا يمنح مُصنّع المنتج حرية أكبر في تحسين ملمس البشرة. في المقابل، يُشجع المظهر الجذاب للمنتج المستهلكين على استخدام كميات أكبر منه، وبالتالي الاقتراب من عامل الحماية من الشمس (SPF) المذكور على العبوة.
خصائص الأداء التي يجب مراعاتها عند اختيار مرشحات الأشعة فوق البنفسجية لمستحضرات التجميل
• السلامة لمجموعة المستخدمين النهائيين المستهدفة- تم اختبار جميع مرشحات الأشعة فوق البنفسجية على نطاق واسع لضمان أنها آمنة بطبيعتها للاستخدام الموضعي؛ ومع ذلك، قد يعاني بعض الأفراد ذوي الحساسية من ردود فعل تحسسية تجاه أنواع معينة من مرشحات الأشعة فوق البنفسجية.
• فعالية عامل الحماية من الشمس- يعتمد هذا على طول موجة الامتصاص القصوى، ومقدار الامتصاص، وعرض طيف الامتصاص.
• فعالية واسعة النطاق في الحماية من الأشعة فوق البنفسجية UVA- تتطلب تركيبات واقي الشمس الحديثة تلبية معايير معينة للحماية من الأشعة فوق البنفسجية UVA، ولكن ما لا يُفهم جيدًا في كثير من الأحيان هو أن الحماية من الأشعة فوق البنفسجية UVA تساهم أيضًا في عامل الحماية من الشمس (SPF).
• التأثير على ملمس الجلد- تختلف تأثيرات مرشحات الأشعة فوق البنفسجية المختلفة على ملمس الجلد؛ على سبيل المثال، قد تشعر بعض مرشحات الأشعة فوق البنفسجية السائلة بأنها "لزجة" أو "ثقيلة" على الجلد، بينما تساهم المرشحات القابلة للذوبان في الماء في الشعور بجفاف الجلد.
• المظهر على الجلد- يمكن أن تسبب المرشحات غير العضوية والجسيمات العضوية تبييض الجلد عند استخدامها بتركيزات عالية؛ وهذا عادة ما يكون غير مرغوب فيه، ولكن في بعض التطبيقات (مثل العناية بالأطفال من الشمس) يمكن اعتباره ميزة.
• الثبات الضوئي- تتحلل العديد من المرشحات العضوية للأشعة فوق البنفسجية عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية، مما يقلل من فعاليتها؛ ولكن يمكن لبعض المرشحات الأخرى أن تساعد في تثبيت هذه المرشحات "الحساسة للضوء" وتقليل التحلل أو منعه.
• مقاومة للماء- غالبًا ما يؤدي تضمين مرشحات الأشعة فوق البنفسجية المائية جنبًا إلى جنب مع المرشحات الزيتية إلى زيادة كبيرة في عامل الحماية من الشمس، ولكنه قد يجعل من الصعب تحقيق مقاومة الماء.
» عرض جميع مكونات وموردي منتجات العناية من الشمس المتوفرة تجارياً في قاعدة بيانات مستحضرات التجميل
المواد الكيميائية لمرشحات الأشعة فوق البنفسجية
تُصنّف المواد الفعّالة في واقيات الشمس عمومًا إلى واقيات شمس عضوية وواقيات شمس غير عضوية. تمتص واقيات الشمس العضوية الأشعة بقوة عند أطوال موجية محددة وتكون شفافة للضوء المرئي. أما واقيات الشمس غير العضوية فتعمل عن طريق عكس أو تشتيت الأشعة فوق البنفسجية.
دعونا نتعرف عليهم بعمق:
واقيات الشمس العضوية
تُعرف واقيات الشمس العضوية أيضاً باسمواقيات الشمس الكيميائيةتتكون هذه المواد من جزيئات عضوية (قائمة على الكربون) تعمل كواقيات من الشمس عن طريق امتصاص الأشعة فوق البنفسجية وتحويلها إلى طاقة حرارية.
نقاط القوة والضعف في واقيات الشمس العضوية
| نقاط القوة | نقاط الضعف |
| الأناقة التجميلية - معظم المرشحات العضوية، سواء كانت سوائل أو مواد صلبة قابلة للذوبان، لا تترك أي بقايا مرئية على سطح الجلد بعد استخدامها من التركيبة | نطاق ضيق – العديد منها يوفر الحماية فقط ضمن نطاق ضيق من الأطوال الموجية |
| يفهم خبراء التركيبات المواد العضوية التقليدية جيداً. | "الكوكتيلات" مطلوبة للحصول على عامل حماية من الشمس عالي |
| فعالية جيدة عند التركيزات المنخفضة | قد يصعب إذابة بعض الأنواع الصلبة والحفاظ عليها في المحلول |
| تساؤلات حول السلامة والتهيج والتأثير البيئي | |
| بعض المرشحات العضوية غير مستقرة ضوئياً |
استخدامات واقيات الشمس العضوية
يمكن استخدام المرشحات العضوية من حيث المبدأ في جميع منتجات العناية بالشمس/الحماية من الأشعة فوق البنفسجية، ولكنها قد لا تكون مثالية في منتجات الأطفال أو البشرة الحساسة نظرًا لاحتمالية حدوث ردود فعل تحسسية لدى الأشخاص ذوي البشرة الحساسة. كما أنها غير مناسبة للمنتجات التي تدّعي أنها "طبيعية" أو "عضوية" لأنها جميعها مواد كيميائية اصطناعية.
مرشحات الأشعة فوق البنفسجية العضوية: الأنواع الكيميائية
مشتقات حمض بارا-أمينوبنزويك (PABA)
• مثال: إيثيل هكسيل ثنائي ميثيل PABA
• مرشحات الأشعة فوق البنفسجية ب
• نادراً ما يُستخدم في الوقت الحاضر بسبب مخاوف تتعلق بالسلامة
الساليسيلات
• أمثلة: ساليسيلات إيثيل هكسيل، هوموسالات
• مرشحات الأشعة فوق البنفسجية ب
• تكلفة منخفضة
• فعالية منخفضة مقارنة بمعظم المرشحات الأخرى
سينامات
• أمثلة: إيثيل هكسيل ميثوكسي سينامات، إيزو-أميل ميثوكسي سينامات، أوكتوكريلين
• فلاتر فعالة للغاية للأشعة فوق البنفسجية UVB
• الأوكتوكريلين مستقر ضوئيًا ويساعد على تثبيت مرشحات الأشعة فوق البنفسجية الأخرى ضوئيًا، لكن السينامات الأخرى تميل إلى أن تكون ذات استقرار ضوئي ضعيف
البنزوفينونات
• أمثلة: بنزوفينون-3، بنزوفينون-4
• يوفر امتصاصًا لكل من الأشعة فوق البنفسجية ب والأشعة فوق البنفسجية أ
• فعالية منخفضة نسبيًا، لكنها تساعد على تعزيز عامل الحماية من الشمس عند استخدامها مع فلاتر أخرى
• نادراً ما يُستخدم البنزوفينون-3 في أوروبا في الوقت الحاضر بسبب مخاوف تتعلق بالسلامة
مشتقات التريازين والتريازول
• أمثلة: إيثيل هكسيل تريازون، ثنائي إيثيل هكسيلوكسيفينول ميثوكسي فينيل تريازين
• فعال للغاية
• بعضها مرشحات للأشعة فوق البنفسجية UVB، والبعض الآخر يوفر حماية واسعة النطاق من الأشعة فوق البنفسجية UVA/UVB
• ثبات ضوئي جيد جداً
• غالي
مشتقات ثنائي البنزويل
• أمثلة: بوتيل ميثوكسيديبنزويل ميثان (BMDM)، ثنائي إيثيل أمينو هيدروكسي بنزويل هيكسيل بنزوات (DHHB)
• مواد فعالة للغاية في امتصاص الأشعة فوق البنفسجية UVA
• يتميز BMDM بثبات ضوئي ضعيف، بينما يتميز DHHB بثبات ضوئي أكبر بكثير
مشتقات حمض البنزيميدازول السلفونيك
• أمثلة: حمض فينيل بنزيميدازول سلفونيك (PBSA)، ثنائي صوديوم فينيل ثنائي بنزيميدازول رباعي السلفونات (DPDT)
• قابل للذوبان في الماء (عند معادلته بقاعدة مناسبة)
• PBSA هو مرشح للأشعة فوق البنفسجية UVB؛ DPDT هو مرشح للأشعة فوق البنفسجية UVA
• غالباً ما تُظهر تآزراً مع المرشحات القابلة للذوبان في الزيت عند استخدامها معاً
مشتقات الكافور
• مثال: 4-ميثيل بنزيليدين الكافور
• فلتر الأشعة فوق البنفسجية ب
• نادراً ما يُستخدم في الوقت الحاضر بسبب مخاوف تتعلق بالسلامة
الأنثرانيلات
• مثال: أنثرانيلات المنثيل
• فلتر الأشعة فوق البنفسجية UVA
• فعالية منخفضة نسبياً
• غير معتمد في أوروبا
بولي سيليكون-15
• بوليمر سيليكوني يحتوي على كروموفورات في السلاسل الجانبية
• فلتر الأشعة فوق البنفسجية ب
واقيات الشمس غير العضوية
تُعرف هذه الواقيات الشمسية أيضاً باسم الواقيات الشمسية الفيزيائية. وهي تتكون من جزيئات غير عضوية تعمل كواقيات شمسية عن طريق امتصاص وتشتيت الأشعة فوق البنفسجية. تتوفر الواقيات الشمسية غير العضوية إما على شكل مساحيق جافة أو معلقات جاهزة.
نقاط القوة والضعف في واقيات الشمس غير العضوية
| نقاط القوة | نقاط الضعف |
| آمن / غير مهيج | إدراك سوء المظهر الجمالي (ملمس الجلد وتبييض البشرة) |
| طيف واسع | قد يكون تركيب المساحيق صعباً |
| يمكن تحقيق عامل حماية من الشمس عالي (30+) باستخدام مادة فعالة واحدة (TiO2). | لقد تورطت المواد غير العضوية في الجدل الدائر حول تقنية النانو |
| يسهل دمج المواد المشتتة | |
| قابل للصور |
تطبيقات واقيات الشمس غير العضوية
تُعدّ واقيات الشمس غير العضوية مناسبة لجميع تطبيقات الحماية من الأشعة فوق البنفسجية باستثناء التركيبات الشفافة أو البخاخات. وهي مناسبة بشكل خاص للعناية ببشرة الأطفال من الشمس، ومنتجات البشرة الحساسة، والمنتجات التي تدّعي أنها "طبيعية"، ومستحضرات التجميل.
أنواع المواد الكيميائية لمرشحات الأشعة فوق البنفسجية غير العضوية
ثاني أكسيد التيتانيوم
• فلتر للأشعة فوق البنفسجية UVB بشكل أساسي، ولكن بعض الأنواع توفر أيضًا حماية جيدة من الأشعة فوق البنفسجية UVA
• تتوفر درجات مختلفة بأحجام جسيمات وطلاءات متنوعة وما إلى ذلك.
• تندرج معظم الدرجات ضمن نطاق الجسيمات النانوية
• أصغر أحجام الجسيمات شفافة للغاية على الجلد ولكنها توفر حماية ضئيلة من الأشعة فوق البنفسجية UVA؛ أما الأحجام الأكبر فتمنح حماية أكبر من الأشعة فوق البنفسجية UVA ولكنها تسبب تبييضًا أكبر للبشرة
أكسيد الزنك
• مرشح للأشعة فوق البنفسجية UVA بشكل أساسي؛ فعالية عامل الحماية من الشمس (SPF) أقل من ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2)، ولكنه يوفر حماية أفضل من ثاني أكسيد التيتانيوم في منطقة الأشعة فوق البنفسجية UVA-I ذات الطول الموجي الطويل
• تتوفر درجات مختلفة بأحجام جسيمات وطلاءات متنوعة وما إلى ذلك.
• تندرج معظم الدرجات ضمن نطاق الجسيمات النانوية
مصفوفة الأداء / الكيمياء
معدل من -5 إلى +5:
-5: تأثير سلبي كبير | 0: لا يوجد تأثير | +5: تأثير إيجابي كبير
(ملاحظة: بالنسبة للتكلفة والتبييض، فإن "التأثير السلبي" يعني زيادة التكلفة أو التبييض.)
| يكلف | عامل الحماية من الشمس | جامعة فرجينيا | ملمس الجلد | تبييض | الثبات الضوئي | ماء | |
| بنزوفينون-3 | -2 | +4 | +2 | 0 | 0 | +3 | 0 |
| بنزوفينون-4 | -2 | +2 | +2 | 0 | 0 | +3 | 0 |
| ثنائي إيثيل هكسيلوكسي فينول ميثوكسي فينيل تريازين | -4 | +5 | +5 | 0 | 0 | +4 | 0 |
| بوتيل ميثوكسي-ديبنزويل ميثان | -2 | +2 | +5 | 0 | 0 | -5 | 0 |
| ثنائي إيثيل أمينو هيدروكسي بنزويل هيكسيل بنزوات | -4 | +1 | +5 | 0 | 0 | +4 | 0 |
| ثنائي إيثيل هكسيل بوتاميدو تريازون | -4 | +4 | 0 | 0 | 0 | +4 | 0 |
| ثنائي صوديوم فينيل ثنائي بنزيميازول رباعي السلفونات | -4 | +3 | +5 | 0 | 0 | +3 | -2 |
| إيثيل هكسيل ثنائي ميثيل PABA | -1 | +4 | 0 | 0 | 0 | +2 | 0 |
| إيثيل هكسيل ميثوكسي سينامات | -2 | +4 | +1 | -1 | 0 | -3 | +1 |
| ساليسيلات إيثيل هكسيل | -1 | +1 | 0 | 0 | 0 | +2 | 0 |
| إيثيل هكسيل تريازون | -3 | +4 | 0 | 0 | 0 | +4 | 0 |
| هوموسالات | -1 | +1 | 0 | 0 | 0 | +2 | 0 |
| إيزوأميل بارا-ميثوكسيسينامات | -3 | +4 | +1 | -1 | 0 | -2 | +1 |
| أنثرانيلات المنثيل | -3 | +1 | +2 | 0 | 0 | -1 | 0 |
| 4-ميثيل بنزيليدين الكافور | -3 | +3 | 0 | 0 | 0 | -1 | 0 |
| ميثيلين ثنائي بنزوتريازوليل رباعي ميثيل بيوتيل فينول | -5 | +4 | +5 | -1 | -2 | +4 | -1 |
| أوكتوكريلين | -3 | +3 | +1 | -2 | 0 | +5 | 0 |
| حمض فينيل بنزيميدازول سلفونيك | -2 | +4 | 0 | 0 | 0 | +3 | -2 |
| بولي سيليكون-15 | -4 | +1 | 0 | +1 | 0 | +3 | +2 |
| ثلاثي ثنائي فينيل تريازين | -5 | +5 | +3 | -1 | -2 | +3 | -1 |
| ثاني أكسيد التيتانيوم - درجة شفافة | -3 | +5 | +2 | -1 | 0 | +4 | 0 |
| ثاني أكسيد التيتانيوم – درجة واسعة النطاق | -3 | +5 | +4 | -2 | -3 | +4 | 0 |
| أكسيد الزنك | -3 | +2 | +4 | -2 | -1 | +4 | 0 |
العوامل المؤثرة على أداء مرشحات الأشعة فوق البنفسجية
تختلف خصائص أداء ثاني أكسيد التيتانيوم وأكسيد الزنك بشكل كبير اعتمادًا على الخصائص الفردية للدرجة المحددة المستخدمة، على سبيل المثال الطلاء، والشكل الفيزيائي (مسحوق، تشتت قائم على الزيت، تشتت قائم على الماء).ينبغي على المستخدمين استشارة الموردين قبل اختيار الدرجة الأنسب لتحقيق أهداف الأداء الخاصة بهم في نظام التركيبات الخاص بهم.
تتأثر فعالية مرشحات الأشعة فوق البنفسجية العضوية القابلة للذوبان في الزيت بمدى ذوبانها في المُرطبات المستخدمة في تركيبتها. وبشكل عام، تُعد المُرطبات القطبية أفضل المذيبات للمرشحات العضوية.
يتأثر أداء جميع مرشحات الأشعة فوق البنفسجية بشكل كبير بالسلوك الريولوجي للمستحضر وقدرته على تكوين طبقة متجانسة ومتماسكة على الجلد. وغالبًا ما يُسهم استخدام مواد مناسبة لتكوين الطبقة ومواد مضافة ريولوجية في تحسين فعالية هذه المرشحات.
مزيج مثير للاهتمام من مرشحات الأشعة فوق البنفسجية (التآزر)
توجد العديد من تركيبات مرشحات الأشعة فوق البنفسجية التي تُظهر تأثيرات تآزرية. وعادةً ما تتحقق أفضل التأثيرات التآزرية من خلال الجمع بين مرشحات تُكمل بعضها البعض بطريقة ما، على سبيل المثال:
• الجمع بين المرشحات القابلة للذوبان في الزيت (أو المشتتة في الزيت) والمرشحات القابلة للذوبان في الماء (أو المشتتة في الماء)
• الجمع بين مرشحات الأشعة فوق البنفسجية UVA ومرشحات الأشعة فوق البنفسجية UVB
• الجمع بين المرشحات غير العضوية والمرشحات العضوية
وهناك أيضًا تركيبات معينة يمكن أن تؤدي إلى فوائد أخرى، على سبيل المثال من المعروف أن الأوكتوكريلين يساعد على تثبيت بعض المرشحات الحساسة للضوء مثل بوتيل ميثوكسيديبنزويل ميثان.
مع ذلك، يجب مراعاة حقوق الملكية الفكرية في هذا المجال. فهناك العديد من براءات الاختراع التي تغطي تركيبات محددة من مرشحات الأشعة فوق البنفسجية، ويُنصح مصنّعو التركيبات بالتحقق دائمًا من أن التركيبة التي يعتزمون استخدامها لا تنتهك أي براءات اختراع لأطراف ثالثة.
اختر فلتر الأشعة فوق البنفسجية المناسب لتركيبة مستحضرات التجميل الخاصة بك
ستساعدك الخطوات التالية في اختيار مرشح (مرشحات) الأشعة فوق البنفسجية المناسبة لتركيبة مستحضرات التجميل الخاصة بك:
1. حدد أهدافًا واضحة للأداء والخصائص الجمالية والادعاءات المقصودة للتركيبة.
2. تحقق من الفلاتر المسموح بها للسوق المستهدف.
3. إذا كان لديك هيكل تركيبة محدد ترغب في استخدامه، فضع في اعتبارك المرشحات التي تتوافق مع هذا الهيكل. مع ذلك، يُفضّل اختيار المرشحات أولاً وتصميم التركيبة بناءً عليها، إن أمكن. وينطبق هذا بشكل خاص على المرشحات غير العضوية أو المرشحات العضوية الجزيئية.
4. استخدم نصائح الموردين و/أو أدوات التنبؤ مثل برنامج محاكاة واقي الشمس من BASF لتحديد التركيبات التي ينبغيتحقيق عامل الحماية من الشمس (SPF) المطلوبوأهداف جامعة فرجينيا.
يمكن بعد ذلك تجربة هذه التركيبات في المستحضرات. تُعدّ طرق اختبار عامل الحماية من الشمس (SPF) والأشعة فوق البنفسجية (UVA) في المختبر مفيدة في هذه المرحلة لتحديد التركيبات التي تُعطي أفضل النتائج من حيث الأداء - ويمكن الحصول على مزيد من المعلومات حول تطبيق هذه الاختبارات وتفسيرها وحدودها من خلال دورة التدريب الإلكتروني SpecialChem.الأشعة فوق البنفسجية/عامل الحماية من الشمس: تحسين بروتوكولات الاختبار الخاصة بك
تُمكّن نتائج الاختبار، إلى جانب نتائج الاختبارات والتقييمات الأخرى (مثل الاستقرار، وفعالية المواد الحافظة، وملمس الجلد)، مُصنِّع التركيبة من اختيار الخيار (الخيارات) الأفضل وتوجيه التطوير الإضافي للتركيبة (التركيبات).
تاريخ النشر: 3 يناير 2021