Solari | Ingredienti e Filtri Solari | Come Funzionano?

In questo articolo parliamo dei Prodotti Solari, analizzandone ingredienti e principio di funzionamento. Filtri Chimici, Filtri Fisici e Agenti Funzionali Utili per Proteggere la Pelle e Lenire il Rossore

Solari e DopoSole
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Generalità

I prodotti solari contengono sostanze in grado di difendere la nostra pelle dalle radiazioni elettromagnetiche prodotte dal sole (raggi UV).

L'abbronzatura è la difesa che la pelle mette in atto per proteggersi dalle radiazioni: infatti la melanina che viene prodotta, e che provoca la pigmentazione della pelle, è in grado di assorbire buona parte delle radiazioni solari.

La maggior parte dei sistemi naturali di fotoprotezione diviene tuttavia insufficiente dopo una intensa e prolungata esposizione UV.

I metodi di fotoprotezione sono perciò  diretti a potenziare i sistemi presenti nella cute mediante sostanze introdotte

  • per via sistemica (integratori solari)
  • o applicate sulla cute, come i prodotti solari contenenti filtri fisici e chimici.

I filtri fisici sono sostanze che agiscono fisicamente riflettendo le radiazioni solari.

I filtri chimici, invece, ricalcano il meccanismo della melanina, quindi assorbono "energia elettromagnetica" e la restituiscono sotto forma di altra energia.

I filtri chimici

Sono sostanze di sintesi con una struttura chimica che consiste, in genere, di un anello aromatico e di due gruppi funzionali in grado di agire da donatori o da accettori di elettroni. Assorbono selettivamente i raggi UV a corta lunghezza d'onda e li convertono in radiazioni a lunghezza d'onda maggiore e meno energetiche.

L'energia assorbita da parte del filtro solare corrisponde all'energia richiesta per causarne l'eccitazione fotochimica a uno stato di energia più alto rispetto a quello nel quale si trova; ritornando allo stato energetico iniziale, emette radiazioni di una lunghezza d'onda maggiore, non dannose per la nostra cute.

Anche i filtri solari sono regolati dal Nuovo Regolamento sui prodotti cosmetici; le sostanze attualmente ammesse sono 28, di cui 27 di tipo chimico e solo una di tipo fisico.

L'unico filtro fisico è il biossido di titanio, con una concentrazione massima autorizzata pari al 25%.

Requisiti di un filtro solare ideale:

  • Assorbimento massimo sia UVA che UVB;
  • Efficace a basso dosaggio;
  • Stabile e fotostabile;
  • Sostantivo sulla cute;
  • Solubile in acqua e nei veicoli oleosi;
  • Compatibile con gli altri componenti della formulazione;
  • Buon profilo tossicologico;
  • Inodore;
  • Incolore;
  • Insapore;
  • Resistente all'acqua;
  • Non assorbito dalla cute.

Filtri Chimici

Quali Sono e Come Funzionano?

I filtri chimici mimano il meccanismo della melanina; sono quindi efficaci nell'assorbire energia elettromagnetica restituendola sotto forma di altra energia.

La molecola di partenza è sempre un anello aromatico cui viene collegato un gruppo che può attirare elettroni o cederli, allo scopo di creare un composto in grado di assorbire una lunghezza d'onda simile a quella assorbita dalla melanina, pari a circa 290 nm. Ad esempio, se al benzene aggiungiamo un gruppo - OH e un gruppo - NH2, l'assorbimento della lambda (lunghezza d'onda) è di circa 280 nm, quindi ci si avvicina molto alla λ della melanina.

I vari gruppi legati all'anello aromatico sono sempre in posizione orto e para, perché in questo modo si assicura un'ottima delocalizzazione degli elettroni. Se invece i sostituenti si trovassero in posizione meta non permetterebbero una buona distribuzione della nube elettronica.

La macro-categoria dei filtri chimici può essere divisa in filtri che assorbono le radiazioni UVB e quelli in grado di assorbire le radiazioni UVA.

I filtri chimici UVB sono:

  1. derivati dell'acido amminobenzoico;
  2. derivati dell'acido salicilico;
  3. derivati dell'acido cinnamico;
  4. derivati della canfora;
  5. derivati a struttura varia.

I filtri chimici UVA sono:

  1. derivati del benzofenone;
  2. derivati del di-benzoilmetano.

Nelle tabelle successive vengono illustrati i vari filtri chimici con le loro caratteristiche e le concentrazioni ammesse nei prodotti solari.

FILTRI UVB DERIVATI DELL'ACIDO AMMINOBENZOICO
MOLECOLA NOME

Concentrazione

Filtri chimici: Para amminobenzoato di glicerolo 5%
Filtri chimici:

Para dimetrilammino-benzoato di amile

5%
Filtri chimici:

Para dimetilammino-benzoato di 2-etil-esile

8%

 

FILTRI UVB DERIVATI DELL'ACIDO SALICILICO
MOLECOLA NOME

Concentrazione

Filtri chimici: Salicilati di sodio, potassio e trietilammonio 2%
Filtri chimici: Salicilati di 2-etil-esile 5%
Filtri chimici:

Salicilato di 3,3,5-trimetil-cicloesile

10%

 

FILTRI UVB DERIVATI DELL'ACIDO CINNAMICO
MOLECOLA NOME

Concentrazione

Octil metossicinnamato 10%
Esistono anche altri prodotti che presentano dei sostituenti sul ciclo aromatico e la loro Concentrazione è del 10%

 

FILTRI UVB DERIVATI DELLA CANFORA
MOLECOLA NOME

Concentrazione

Filtri chimici: 3-benziliden-canfora 6%
Filtri chimici: 3-(4-metil)beniliden-canfora 6%
Filtri chimici:

3-(4-solfo)beniliden-canfora

6%
Filtri chimici:

3-(3-solfo-4-metil)beniliden-canfora

6%
Filtri chimici:

N,N,N-trimetil[2-cheto-3-borniliden) 4- metil]anilina metilsofato

6%
Filtri chimici:

5-(3,3-dimetil-2-norborniliden)-3 penten 2-one

3%

FILTRI UVB DERIVATI A STRUTTURA VARIA
MOLECOLA NOME

Concentrazione

Filtri chimici: Acido 2-fenil-benzimidazol-5-solforico
+
sali di K+, Na+ e TEA
8%
Filtri chimici: Acido (4-imidazolil) 3-acrilico
+
estere etilico
2%

 

FILTRI UVA DERIVATI DEL BENZOFENONE
MOLECOLA NOME

Concentrazione

Filtri chimici: 2-idrossi-4-metossi-benzofenone 10%
Filtri chimici: 2-idrossi-4-metossi-4-metil-benzofenone 4%
Filtri chimici:

2-(4-fenilbenzoil)benzoato di 2-etil-esile

10%

 

FILTRI UVA DERIVATI DEL DI-BENZOIL-METANO
MOLECOLA

Concentrazione

Filtri chimici: Bis-(4-metossifenil)1,3-propandione PARSOL DAM 6%
Filtri chimici: 1-(4-metossifenil)-3-(4-ter-butil-fenil)-propandione PARSOL 1789 5%

Filtri Fisici

I filtri fisici sono pigmenti opachi alla radiazione luminosa e riflettono e/o diffondono la luce ultravioletta e la radiazione visibile. I più comuni sono: il biossido di titanio (TiO2), l'ossido di zinco (ZnO), il biossido di silicio (SiO2), il caolino e l'ossido di ferro o magnesio.

Di questi, solo il TiO2 è presente nell'allegato VI (relativo ai filtri UV autorizzati) del Nuovo Regolamento sui prodotti cosmetici; gli altri, in particolare l'ossido di zinco, sono ampiamente utilizzati in prodotti solari ma non possono essere dichiarati responsabili dell'azione filtrante.

Ifiltri fisici sono fotostabili, non reagiscono con i filtri organici e  vengono spesso usati in associazione a questi, anche ad elevate concentrazioni, determinando un effetto sinergico che permette di raggiungere valori molto elevati di SPF.

In passato, i filtri fisici, avendo una notevole consistenza solida, erano totalmente riflettenti e presentavano il problema di creare un effetto bianco all'atto dell'applicazione del prodotto solare sulla pelle; attualmente sono presenti sul mercato forme micronizzate di biossido di titanio e ossido di zinco le quali, riducendo le dimensioni delle particelle all'ordine di grandezza dei nanometri, consentono di schermare radiazioni a bassa lunghezza d'onda quali gli UV ma non la luce visibile, evitando così qualsiasi effetto bianco.

Per impedire l'agglomerazione delle microparticelle a seguito dell'attrazione elettrostatica, il biossido di titanio viene rivestito (allimina, stearati, simeticone, dimeticone) ed eventualmente pre-disperso e stabilizzato in acqua o in veicolo lipofilo (trigliceride caprilico/caprico, C12-15 alchilbenzoato). Le pre-dispersioni, di più facile manipolazione e incorporazione in formula, offrono in genere maggior performance protettiva. E' infatti dimostrato che influiscono sul valore di SPF le dimensioni delle particelle e l'assenza di aggregati macroscopici (diminuiscono la superficie di interazione con la luce incidente).

Anche l'ossido di zinco, in grado di riflettere sia radiazioni UVA che UVB, è disponibile sul mercato sia in polvere sia in forma pre-dispersa.

Sostanze funzionali

Nelle varie formulazioni dei prodotti solari non sono presenti soltanto filtri chimici o fisici, ma anche sostanze funzionali che aiutano i filtri a proteggere la cute. Tra queste, ricordiamo le vitamine, i lipidi, gli estratti vegetali e le molecole di sintesi o purificate.

Tra le vitamine più impiegate ricordiamo la vitamina A e i carotenoidi, la vitamina E con tocoferoli e tocotrienoli, e la vitamina C.

Si ricorda anche il licopene, un carotenoide abbondante nel pomodoro rosso maturo dotato di una forte attività antiossidante.

Anche i lipidi svolgono una funzione molto importante per la protezione della pelle contro i raggi solari. Molti sono i lipidi, sia oli che burri, in grado di assorbire radiazioni solari comprese nel range degli UV. Per esempio, il burro di Karité agisce in sinergia con i filtri UVB, visto che riesce ad assorbire lunghezze d'onda comprese tra i 250 ed i 300 nm. Altri lipidi impiegati nella formulazione di prodotti solari sono l'olio d'avocado, la frazione sterolica ricavata dall'olio di semi di melograno, l'olio di annato ecc...

Gli estratti vegetali scelti dal formulatore sono soprattutto sostanze ricche di antiossidanti, come calendula, carota, aloe, pomodoro e cardo mariano.

Infine, tra le sostanze di sintesi utilizzate ricordiamo la trimetilglicina, il β-glucano, il γ-orizanolo e l'ectoina. La trimetilglicina ed il β-glucano sono dei potenti stabilizzanti delle membrane, mentre il γ-orizanolo e l'ectiona sono filtri solari in grado di prevenire il fotoinvecchiamento delle cellule, noto come Sunburn Cells.

Prodotti Doposole

Oltre al problema della protezione cutanea, il prodotto solare deve fronteggiare l'inconveniente della disidratazione.

La disidratazione si manifesta quando ci si espone per un tempo prolungato ai raggi solari. Per evitare il fenomeno della disidratazione o della sensazione di pelle secca, vengono utilizzati dei prodotti denominati doposole.

La funzione principale del doposole è quella di dare un effetto rinfrescante e decongestionante alla pelle arrossata dai raggi solari. Il doposole può avere diverse formulazioni e diversi obiettivi, in base alla persona che lo utilizza. Ad esempio, se il prodotto è utilizzato principalmente da bambini, lo scopo principale sarà lenitivo, emolliente e riparatore. Invece, se il prodotto è destinato a persone che possiedono già una certa abbronzatura lo scopo del doposole sarà quello di prolungarne la durata.

Negli ultimi anni si è studiato l'inserimento nel doposole di insetto-repellenti e sostanze perlescenti.
Gli ingredienti di spicco delle formulazioni doposole sono principalmente due:

  1. agenti idratanti per contrastare il fenomeno disidratazione e pelle secca;
  2. agenti lenitivi e decongestionanti per contrastare il possibile dolore e/o arrossamento della pelle.

Dal punto di vista formulativo, il doposole trova maggiore stabilità come emulsione O/A, ma anche in gel acquosi che offrono il vantaggio della facile evaporazione dell'acqua, che sottrae calore al corpo donando al consumatore una sensazione immediata di frescura e sollievo.

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