In vitro testing to assess the UVA protection performance of sun care products

Abstract

Synopsis The UVA protection delivered by sunscreens is an issue of increasing importance due to the increasing knowledge about UVA‐induced skin damage. In Europe there is no officially accepted method available to determine the degree of UVA protection. Therefore, the objective of the present study was to design a protocol combining the merits of an in vitro model, which are simple and reproducible, with aspects known to be relevant from in vivo studies. The principle is: an UV‐transparent support to which the test product is applied, a (pre)irradiation and a transmission measurement. Transpore® tape (standard support for SPF determinations) was found to be incompatible with many preparations on prolonged contact times. Roughened quartz was adopted as a suitable alternative. Transmission measurements on this support are not reliable with a layer of 2 mg cm⁻² (standard for SPF) due to detection limitations of spectrophotometers, hence a reduced layer of 0.75 mg cm⁻² was adopted. Overall, it is very difficult to apply products in a reproducible thin layer on appropriate substrates. As a consequence, absolute parameters derived from the transmission profile show relatively large dispersion, whereas relative parameters, such as critical wavelength λ_c[1] or UVA/UVB ratio are much less sensitive to unavoidable variations in layer thickness. An increase in deviations was observed when the samples were irradiated before measurement. It is crucial to control the output carefully (spectral distribution and even more importantly, irradiance and dose delivered) of the light source. By doing so and also taking into account the previous learning steps, a protocol was drafted and tested in a ringtest (four samples in six laboratories). The results are encouraging and show that if relative parameters (e.g. λ_c, UVA/UVB ratio) are considered, the intra‐ as well as interlaboratory reproducibility is clearly better than can be obtained in vivo.In general, we describe a suitable method, which can be considered in any future official discussions about the methodology to determine UVA protection. Résumé La protection contre les UVA apportée par les écrans solaires est un sujet d’importance croissante en raison de la progression des connaissances concernant les dommages à la peau causés par les UVA. En Europe il n’existe pas de méthode disponible officiellement reconnue pour déterminer le degré de protection contre les UVA. Par conséquent, l’objectif de la présente étude est de concevoir un protocole associant les avantages d’un modèle in vitro, qui est simple et reproductible, avec des aspects connus comme appartenant aux études in vivo. Le principe est le suivant: un support transparent aux UV auquel le produit testé est appliqué, une (pré)irradiation et une mesure de transmission. Le ruban Transpore® (support standard pour la détermination des SPF) se révèle incompatible avec de nombreuses préparations lors de temps de contact prolongés. Le quartz rugueux est adopté comme alternative appropriée. Les mesures de transmission sur ce support ne sont pas fiables avec une couche de 2 mg/cm² (norme pour les SPF) en raison des limites de détection des spectrophotomètres, et on adopte donc une couche réduite de 0,75 mg/cm². Il est surtout très difficile d’appliquer des produits en une couche fine reproductible sur des substrats appropriés. En conséquence, les paramètres absolus tirés du profil de transmission montrent une assez grande dispersion, tandis que les paramètres relatifs, tels que la longueur d’onde critique λ_c[l] ou le rapport UVA/UVB sont beaucoup moins sensibles aux variations inévitables de l’épaisseur de la couche. On observe une augmentation des écarts lorsque les échantillons sont irradiés avant la mesure. Il est crucial de contrôler soigneusement la sortie (distribution spectrale et encore plus important, irradiation et dose délivrée) de la source lumineuse. Dans ces conditions, et en tenant aussi compte des enseignements des étapes précédentes, un protocole a étéébauché et testé lors d’un essai tournant (quatre échantillons dans six laboratoires). Les résultats sont encourageants et montrent que si on considère les paramètres relatifs (par exemple λ_c, rapport UVA/UVB), la reproductibilité intra et interlaboratoires est clairement meilleures que ce qu’on peut obtenir in vivo.D’une façon générale, nous décrivons une méthode appropriée, qui peut être considérée dans tout échange officiel futur concernant la méthodologie pour déterminer la protection contre les UVA.