L'ossido di zinco è un composto inorganico con la formula ZnO. Lo ZnO è una polvere bianca insolubile in acqua ed è ampiamente utilizzato come additivo in numerosi materiali e prodotti tra cui gomme, plastica, ceramica, vetro, cemento, lubrificanti, alimenti e come protezione solare.
Per applicazioni di scienza dei materiali, l'ossido di zinco ha un alto indice di rifrazione , un'alta conducibilità termica , proprietà leganti, antibatteriche e di protezione dai raggi UV.
L'ossido di zinco può essere usato in unguenti, creme e lozioni per proteggere da sunburn e altri danni alla pelle causati dalla luce UV. È l'assorbitore UVA e UVB ad ampio spettro approvato per l'uso dalla FDA ed è completamente fotostabile . Come dichiarato in un articolo intitolato Microfine zinc oxide (Z-Cote) come agente fotostabile UVA/UVB sunblock agent ’ l'idoneità dell'ossido di zinco microfine come agente fotoprotettivo ad ampio spettro è stata valutata esaminando le proprietà considerate importanti nelle schermature solari: spettro di attenuazione , contributo del fattore di protezione solare (SPF), fotostabilità e fotoreattività .
Risultati: L'ossido di zinco microfino attenua tutto lo spettro UVR, compresi gli UVA I. È fotostabile e non reagisce con le schermature solari organiche sotto irraggiamento. Conclusione: L'ossido di zinco microfino è una protezione solare efficace e sicura che fornisce una protezione UV ad ampio spettro, inclusa la protezione da UVA a lunga lunghezza d'onda.
Nel 1999, la FDA ha emesso un avviso di proposta di regola che modificava la monografia finale provvisoria (regola proposta) per i prodotti farmaceutici per la protezione solare over-the counter (OTC). Sunscreen Drug Products for Over-the-Counter Human Use ’ afferma quanto segue:
L'agenzia ha discusso uno studio presentato al Panel utilizzando solo ossido di zinco e in combinazione con il fenil salicilato, un altro ingrediente per la protezione solare (58 FR 28194 a 28213). Lo studio è stato progettato per misurare la capacità dell'ossido di zinco (dal 15 al 33,3 per cento) di assorbire le radiazioni ultraviolette (UV) su un'ampia gamma di lunghezze d'onda.
Nella regola proposta, l'agenzia ha anche discusso l'importanza per la salute pubblica delle radiazioni ultraviolette A (UVA) e le caratteristiche e l'etichettatura proposta dei prodotti farmaceutici per la protezione solare OTC che dichiarano di fornire protezione dalle radiazioni UVA. Un commento ha misurato l'assorbanza spettrale di tre formulazioni: (1) 4 per cento di ossido di zinco, (2) 25 per cento di ossido di zinco, e (3) 2 per cento di ossibenzone.
I campioni di topo senza peli di Albino sono stati preparati mediante rimozione meccanica del derma con una lama di rasoio smussata. I campioni sono stati tagliati in cerchi da 1 pollice e mantenuti in uno stato idratato facendo galleggiare i campioni (lato dermico verso il basso) su un bagno d'acqua. L'assorbanza di ogni campione di pelle è stata misurata e registrata. Dieci microlitri (L) di crema solare sono stati applicati sul substrato della pelle, lasciati asciugare per 15 minuti, e l'assorbanza misurata. L'assorbanza di ogni campione trattato con la protezione solare è stata sottratta dall'assorbanza della pelle (senza protezione solare) per ottenere l'assorbanza della protezione solare. Cinque misurazioni replicate per ogni formula di protezione solare sono state mediate e tracciate con deviazioni standard ad ogni 10 nm.
I diagrammi di assorbanza spettrale hanno stabilito che
…l'ossido di zinco ha una curva di assorbanza relativamente piatta e ampia da 250 nm a 370 nm con un forte calo dell'assorbanza oltre i 370 nm e che si estende nello spettro visibile. Il confronto delle misure dell'ossido di zinco al 4 per cento con il 25 per cento di ossido di zinco ha mostrato che l'entità dell'assorbanza è correlata alla quantità di ossido di zinco nella formulazione.
Queste misure hanno dimostrato adeguatamente che l'ossido di zinco
…assorbe radiazioni tra 290 e 380 nm e, quindi, supporta l'efficacia.
Un altro commento includeva i risultati di test in vitro di una formulazione contenente il 15 per cento di ossido di zinco in un'emulsione stabile. I dati di trasmittanza hanno supportato la premessa che
…l'ossido di zinco può proteggere dalle radiazioni UV, inclusi sia UVB che UVA.
Un commento includeva un profilo spettrale di attenuazione per il solo ossido di zinco in una formulazione cosmetica e da combinazioni 1:1 e 3:1 di ossido di zinco e biossido di titanio. Questi profili spettrali dell'ossido di zinco in varie formulazioni hanno dimostrato che
…l'ossido di zinco come singolo ingrediente può fornire protezione sia nella regione spettrale UVB che in quella UVA.
I recenti progressi scientifici nella comprensione della fotochimica e della fotobiologia dei prodotti farmaceutici per la protezione solare hanno sollevato molte questioni relative ai principi attivi della protezione solare, compresi l'ossido di zinco e il biossido di titanio. Poiché l'ossido di zinco e il biossido di titanio hanno molte caratteristiche fisiche simili e possono essere utilizzati in combinazione in prodotti farmaceutici per la protezione solare OTC, la seguente discussione riguarda entrambi gli ingredienti.
È stato rinnovato l'interesse per l'uso di schermi solari fisici, cioè lo zinco ossido e biossido di titanio, nelle formulazioni di protezione solare perché questi ingredienti possono conferire protezione per un'ampia gamma dello spettro delle radiazioni UV. Alcuni produttori hanno sviluppato forme ultrafini di questi ingredienti nell'intervallo da 0,02 a 0,10 micron che sono trasparenti sulla pelle, possono offrire sia protezione UVA che UVB, e sono esteticamente piacevoli…
Gli schermi solari sono stati generalmente classificati come chimici (organici) o fisici (inorganici) a seconda che assorbano specifiche lunghezze d'onda delle radiazioni UV o riflettano e diffondano le radiazioni UV.
L'ossido di zinco e il biossido di titanio sono stati descritti come ingredienti fisici della protezione solare che forniscono protezione dalle radiazioni UV attraverso la riflessione e la diffusione. Tuttavia, nuovi dati e informazioni indicano che essi assorbono anche la radiazione UV e diffondono la luce visibile.
Vari autori hanno dimostrato che questi ingredienti presentano un gap di assorbimento ottico a semiconduttore, il che significa che assorbono la maggior parte della radiazione a lunghezze d'onda inferiori al gap (circa 380nm) e diffondono la radiazione a lunghezze d'onda superiori al gap.
Quando l'ossido di zinco e il biossido di titanio vengono irradiati con luce contenente energia maggiore della banda di gap (circa 3 elettronvolt), un elettrone della banda di valenza può essere eccitato alla banda di conduzione, creando così una coppia elettrone-foro.
Ci sono molte variabili di formulazione che possono influenzare la capacità fotocatalitica dell'ossido di zinco e del biossido di titanio.
Tali variabili includono i componenti minerali, la dimensione delle particelle, l'area superficiale, la struttura cristallina, i rivestimenti delle particelle, il pH del mezzo, le differenze nell'indice di rifrazione del mezzo e altri componenti nella formulazione.
Sebbene la FDA continui a valutare dati e informazioni allo scopo di proporre un metodo monografico per la determinazione della protezione dalle radiazioni UVA, trova comunque
vi sono ampi dati che dimostrano che l'ossido di zinco fornisce protezione dalle radiazioni UVA.
Poiché si riferisce alla frequenza con cui si dovrebbe applicare la protezione solare, una raccomandazione comune di molte agenzie di sanità pubblica è quella di riapplicare la protezione solare ogni due a tre ore. Questa raccomandazione è efficace nel ridurre al minimo l'esposizione ai raggi ultravioletti della pelle durante il periodo di esposizione al sole? Quando si dovrebbe applicare la protezione solare? ’ ha studiato come il tempo di riapplicazione della protezione solare influisce sull'esposizione ai raggi ultravioletti della pelle.
È stato derivato un modello matematico che ha preso in considerazione le quantità tipiche di applicazione della protezione solare e la sostanziosità della protezione solare per determinare come questi fattori, se combinati con il tempo di riapplicazione della protezione solare, influenzano la fotoprotezione fornita dalla protezione solare durante l'esposizione per diverse ore intorno a metà giornata sotto un forte sole.
I risultati dello studio sono stati i seguenti:
L'utilizzo di una protezione solare che viene facilmente rimossa dalla pelle ottiene poco in termini di protezione solare, indipendentemente dal momento in cui viene riapplicata. Per le creme solari che si legano moderatamente o bene alla pelle, tipiche dei moderni prodotti impermeabili o resistenti all'acqua, l'esposizione cutanea più bassa risulta dalla riapplicazione precoce nel periodo di esposizione al sole, e non a 2 o 3 ore, dopo l'applicazione iniziale. In genere la riapplicazione della protezione solare a 20 minuti comporta dal 60% all'85% dell'esposizione ai raggi ultravioletti che si otterrebbe se la protezione solare fosse riapplicata a 2 ore.
La dichiarazione conclusiva consiglia agli utenti della protezione solare
…di applicare liberamente la protezione solare ai siti esposti da 15 a 30 minuti prima di uscire al sole, seguita dalla riapplicazione della protezione solare ai siti esposti da 15 a 30 minuti dopo l'inizio dell'esposizione al sole. Un'ulteriore riapplicazione è necessaria dopo un'attività vigorosa che potrebbe rimuovere la protezione solare, come il nuoto, l'asciugamano, o l'eccessiva sudorazione e lo sfregamento.
Un altro astratto, Una misura oggettiva non invasiva dell'uso e della riapplicazione della protezione solare ’, ha studiato se una tecnica di tampone non invasiva può rilevare l'uso della protezione solare per un massimo di 6 ore, e se la tecnica può rilevare la riapplicazione della protezione solare.
Trenta impiegati volontari sono stati assegnati a caso per far applicare uno dei vari tipi di protezione solare utilizzando le tecniche di applicazione raccomandate, e la metà è stata assegnata a caso per far riapplicare la protezione solare dopo 3 ore. Sono stati usati tamponi a base di alcool per ottenere un campione dal braccio dei partecipanti a 20 minuti e ogni ora da 1 a 6 ore dopo l'applicazione. Le letture di assorbimento sono state analizzate utilizzando uno spettrofotometro visibile ai raggi UV…La “tecnica del tampone” è stata costantemente in grado di distinguere la protezione solare dai tamponi di controllo per un massimo di 6 ore. Le letture di assorbimento tra 20 minuti e 6 ore erano significativamente più alte dei tamponi di controllo. Non ci sono state differenze tra il gruppo che ha fatto riapplicare la protezione solare e quello che non l'ha fatto. La tecnica del tampone è stata costantemente in grado di distinguere la protezione solare dai tamponi di controllo per un massimo di 6 ore. Le letture di assorbimento tra 20 minuti e 6 ore sono state significativamente superiori ai tamponi di controllo. Non ci sono state differenze tra il gruppo che ha fatto riapplicare la protezione solare e il gruppo che non l'ha fatto.
Lo studio si è concluso con l'evidenza che la tecnica di tampone di protezione solare è
un metodo efficace non invasivo per rilevare una varietà di prodotti di protezione solare negli adulti per un periodo di 6 ore. Non sono state riscontrate differenze nelle letture di assorbimento con la riapplicazione della protezione solare. Questa procedura sarà un utile complemento ad altre misure oggettive di protezione solare e di esposizione ai raggi UV, con il risultato di ottenere un quadro più accurato delle abitudini di protezione solare degli individui.
Inoltre, la Skin Cancer Foundation risponde a diverse domande pertinenti in un articolo intitolato Sunscreens Explained ’.
Quanta protezione solare devo usare e quanto spesso devo metterla? Per assicurarsi di avere la protezione solare completa, è necessario applicare 1 oz - circa un bicchierino pieno. Gli studi dimostrano che la maggior parte delle persone applica solo la metà a un quarto di tale quantità, il che significa che l'SPF effettivo che hanno sul loro corpo è inferiore a quello pubblicizzato. Durante una lunga giornata in spiaggia, una persona dovrebbe usare da metà a un quarto di bottiglia da 8 oz. Le protezioni solari dovrebbero essere applicate 30 minuti prima dell'esposizione al sole per consentire agli ingredienti di legarsi completamente alla pelle. La riapplicazione della protezione solare è importante quanto l'applicazione iniziale, quindi riapplicatene la stessa quantità ogni due ore. Le creme solari dovrebbero essere riapplicate anche subito dopo aver nuotato, asciugato, o aver sudato molto.
Infine, per rispondere alla vostra domanda: “Perché devo riapplicare un filtro solare allo zinco se non è stato esposto al sole o al sudore? "L'Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro IARC Handbook of Cancer Prevention Volume 5 ,‘ spiega nel Capitolo 6: Altri effetti benefici delle protezioni solari , che ci sono altri potenziali effetti benefici delle protezioni solari che non sono collegati alla prevenzione del cancro della pelle, come la prevenzione delle dolorose scottature solari, i danni fotografici e la provocazione di alcune malattie cutanee indotta dai raggi UVR e la soppressione fotoimmune.
L'uso di schermi solari può prevenire l'acuta progressione delle malattie della pelle dopo l'esposizione al sole; queste malattie includono il lupus eritematoso cutaneo… e la riattivazione dell'herpes labiale… Gli altri potenziali benefici degli schermi solari sono legati al tipo e alla durata dell'esposizione agli UVR. La prevenzione del fotodanneggiamento e del fotoinvecchiamento, che sono correlati all'esposizione cumulativa agli UVR, nei paesi in cui l'irraggiamento solare è intenso durante tutto l'anno richiede una protezione solare giornaliera a lungo termine… La prevenzione di eruzioni cutanee acute di malattie cutanee, che possono essere correlate all'esposizione episodica agli UVR, richiede l'uso preventivo della protezione solare.
In determinate circostanze, malattie di varie eziologie possono essere aggravate dalla luce solare in persone che in altre occasioni possono reagire normalmente.
Queste malattie comprendono il lupus eritematoso, il lichene planus e l'herpes simplex. La malattia più frequentemente riconosciuta come che richiede un'attenta fotoprotezione sia dagli UVB che dagli UVA è il lupus eritematoso nelle forme discoide, sistemiche e subacute… Le prove disponibili suggeriscono che l'uso regolare di schermi solari riduce la morbilità sia cutanea che sistemica del lupus eritematoso. Pertanto, se non siete sicuri se sia necessario indossare la protezione solare in ambienti chiusi, potreste voler considerare la vostra anamnesi e la vostra potenziale predisposizione a sviluppare una malattia che potrebbe aumentare la necessità di misure protettive più intensive di "protezione solare”. Tuttavia, è sempre consigliabile consultare il proprio medico di base e/o dermatologo per qualsiasi domanda o preoccupazione personale relativa alla salute.