Materiali ibridi inorganici-organici per protezioni solari innovative: verifica della fotostabilità e formulazione di una crema solare

In recent decades, the depletion of the ozone layer due to increased air pollution has exacerbated the negative effects of excessive exposure to the Sun's ultraviolet radiation (UVR) and skin cancer has become a major public health concern. The alarming numbers explain why sunscreen products are becoming of utmost importance. Organic and inorganic UV filters have different absorption profiles, which, when combined, provide broad UVR spectrum protection and are considered the main means of protection against UV radiation. There are approximately 30 UV filters that can be used in sunscreen products in the European Union and must follow the requirements of Regulation 1223/2009 to ensure their efficacy and safety for humans. However, low photostability and suspected toxicity to humans and the environment have been reported for some UV filters. Some research into the effectiveness of UV filters applied to the skin surface has shown that they can be systematically absorbed through the skin surface or even released during bathing and washing activities. In addition, some UV filters have been reported to cause allergic reactions. To address these issues, in this research project, the encapsulation of two of the most commonly used organic filters in commercially available sunscreens, octinoxate and avobenzone, within synthetic zeolites (L-type zeolite, LTL) was investigated. Zeolites are porous materials whose size and cavity geometry are determined by their crystallographic structure. Encapsulation aims to limit contact between sunscreens and skin components, but can also eliminate interaction between the various active ingredients in a sunscreen cocktail, given the limited diffusion within the zeolites, thus preventing their photodegradation. Zeolites loaded with UV filters were used for the formulation of a sunscreen in the form of an oil-in-water emulsion. These sunscreens were then subjected to UV irradiation at increasing times and, by means of combined IR and UV-vis spectroscopy measurements, their photostability was assessed. Finally, the in-vitro permeability test of each cream was performed with a synthetic membrane with a molecular weight cut-off of 14,000 Da.

Negli ultimi decenni, l'assottigliamento dello strato di ozono dovuto all'aumento dell'inquinamento atmosferico ha esacerbato gli effetti negativi dell'eccessiva esposizione ai raggi ultravioletti solari (UVR) e il cancro della pelle è diventato una delle principali preoccupazioni per la salute pubblica. I numeri allarmanti spiegano il motivo per cui i prodotti per la protezione solare stanno diventando della massima importanza. I filtri UV organici e inorganici presentano diversi profili di assorbimento, che, se combinati, forniscono un'ampia protezione dello spettro UVR e sono considerati i principali mezzi di protezione dai raggi UV. Sono circa 30 i filtri UV che possono essere utilizzati nei prodotti per la protezione solare nell'Unione Europea e devono seguire i requisiti del regolamento 1223/2009 per garantire la loro efficacia e la loro sicurezza per l'uomo. Tuttavia, per alcuni filtri UV sono state segnalate una bassa fotostabilità e una presunta tossicità per l'uomo e l'ambiente. Alcune ricerche sull'efficacia dei filtri UV applicati sulla superficie cutanea hanno dimostrato che essi possono essere sistematicamente assorbiti attraverso la superficie della pelle o addirittura rilasciati durante le attività di bagno e lavaggio. In aggiunta, alcuni filtri UV sono stati segnalati a causa di reazioni allergiche. Per ovviare a queste problematiche, in questo progetto di ricerca, è stato approfondito l’incapsulamento di due dei filtri organici più comunemente utilizzati all’interno delle creme solari presenti in commercio, l’octinoxato e l’avobenzone, all’interno di zeoliti sintetiche (zeolite di tipo L, LTL). Le zeoliti sono materiali porosi, la cui dimensione e geometria della cavità sono determinate dalla loro struttura cristallografica. L'incapsulamento ha l’obiettivo di limitare il contatto tra filtri solari e componenti della pelle, ma può anche eliminare l'interazione tra i vari principi attivi in un cocktail di filtri solari, data la limitata diffusione all'interno delle zeoliti, evitando così la loro fotodegradazione. Le zeoliti caricate con i filtri UV sono state impiegate per la formulazione di una protezione solare nella forma di emulsione olio-in-acqua. Queste creme solari sono state quindi sottoposte ad irraggiamento UV a tempi crescenti e, tramite misure combinate di spettroscopia IR e UV-vis, è stata valutata la loro fotostabilità. Infine è stato eseguito il test di permeabilità in vitro di ciascuna crema con una membrana sintetica con un cut-off di peso molecolare di 14.000 Da.