Zonnefilters in cosmetica

088 1 Zonnefilters in cosmetica door G. J. Rundervoort RIGB/Keuringsdienst van Waren Enschede 1. Inleiding 088 3 2. Zonlicht 088 3 3. Zonnebrand 088 5 4. Pigmentatie 088 5 5. Zonnefilters 088 6 6. Zonbeschermingsfactor 088 7 7. Typen zonnefilters en hun toepassingen 088 7 8. Eisen die aan zonnefilters worden gesteld 088 10 9. Wetgeving 088 10 10. Literatuur 088 11

088 3 1. Inleiding De zon wordt aanbeden als onderdeel van de cultuur van de gezonde mens. Een goed uiterlijk, door een gebruinde huid benadrukt, is hier van belang. Veel mensen brengen om dit ideaal te verwezenlijken hun vakantie door aan de zeekust, waar men spaarzaam gekleed doorgaans uren in de zon ligt. Daarnaast wordt in toenemende mate gebruik gemaakt van zonnebanken in zogenaamde bruiningscentra en fitnessinstituten. De natuurlijke vorming van vitamine D 3 vindt plaats onder invloed van zonlicht. Een tekort aan dit vitamine kan leiden tot rachitis. Rachitis wordt ook wel Engelse ziekte genoemd, omdat vooral kinderen uit sloppenwijken in het Verenigd Koninkrijk te weinig zonlicht kregen en daardoor deze ziekte ontwikkelden. Een gematigde blootstelling aan zonlicht draagt bij aan het voorkomen van rachitis. Een overmatige blootstelling aan zonlicht brengt echter risico s met zich mee. Naast zonnebrand en een versnelde veroudering van de huid (rimpels en verlies van elasticiteit) behoort het risico van huidkanker tot de ernstigste. Reeds in de jaren dertig zijn produkten ontwikkeld die bescherming tegen schadelijke zonnestraling bieden. Kenmerkend bestanddeel van deze produkten zijn de zogenaamde zonnefilters. Zonnefilters zijn chemische verbindingen die speciaal bedoeld zijn om specifieke delen van het lichtspectrum te absorberen. 2. Zonlicht Het spectrum van zichtbaar licht (figuur 1) omvat het golflengte gebied van circa 400-800 nm. Het gebied van 100-400 nm heet ultraviolette (UV) straling. Op grond van fotochemische en biologische eigenschappen wordt dit gebied onderverdeeld in UV-A (320-400 nm), UV-B (280-320 nm) en UV-C (200-280 nm). Naarmate de golflengte kleiner wordt, neemt de stralingsenergie toe. Onderzoek met kunstmatige UV-C straling, die met behulp van speciale gasontladingslampen verkregen wordt, heeft uitgewezen dat deze straling door de hoge energie-inhoud een schadelijk effect op de huid heeft.

088 4 Zonnefilters in cosmetica m effect nm nm 0886-034 10 5 warmte 800 elektrische 10 golven licht zichtbaar licht UV-A 400 radio infra-rood 400 UV-B 320 280 zichtbaar licht 10-5 fotochemisch ultra-violet UV-C ultra-violet 10-7 UV 200 180 röntgen 10-10 100 gamma straling kosmische 10-15 100 Figuur 1. Het zogenaamde elektromagnetisch spectrum. Zichtbaar licht omvat het golflengtegebied van circa 400-800 nm. Het gebied van 100-400 nm heet ultraviolette (UV) straling en kan verder worden opgesplitst in UV-A, UV-B en UV-C.

088 5 De hoeveelheid straling die het aardoppervlak bereikt, wordt bepaald door de mate van absorptie in de atmosfeer. Dikte en samenstelling van de absorberende luchtlaag is hierbij van belang. De ozonlaag (zie CF 036) vormt het natuurlijke afweerschild tegen kortgolvige straling van de zon. In figuur 2 is de stralingsintensiteit weergegeven als functie van de golflengte. Straling met een golflengte kleiner dan 280 nm wordt dus volledig geabsorbeerd. Op dit moment staat de afbraak van de ozonlaag onder invloed van onder andere chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK s) volop ter discussie. Bij het achterwege blijven van maatregelen zou schadelijke UV-C straling het aardoppervlak kunnen bereiken. De stralingsintensiteit van het zonlicht is uiteraard afhankelijk van de zonnestand (jaargetijde, uur van de dag). 3. Zonnebrand Zonnebrand (erytheem) treedt vooral op als gevolg van straling in het UV-B gebied. In figuur 2 is dit schematisch weergegeven. De UV-B straling die het meest van invloed is op het ontstaan van zonnebrand heeft een golflengte van circa 305 nm. Immers bij deze golflengte heeft het zonlicht al een grote stralingsintensiteit. Zonnebrand uit zich in roodheid van de huid die een aantal dagen kan aanhouden gevolgd door vervelling. Bovendien zijn er aanwijzingen dat het ontstaan van huidkanker mede gezocht moet worden in een overmatige blootstelling aan UV-B straling. 4. Pigmentatie Zonlicht met een golflengte van 320 tot 400 nm (UV-A) veroorzaakt de pigmentatie (bruining) van de huid (figuur 2). De effecten op de huid zijn afhankelijk van het huidtype. Een donkere, sterk gepigmenteerde huid is veel minder gevoelig voor zonnebrand dan een blanke huid. De biologische effecten van zonnestraling op de huid worden hier niet verder besproken omdat zij buiten het kader van deze rubriek vallen. N.B.: Bruinen zonder zon berust op bruining van de huid onder

088 6 Zonnefilters in cosmetica 100 0886-035 spectraalcurve zonlicht erytheemcurve bruiningscurve intensiteit 0 250 300 350 400 nm golflengte van de straling Figuur 2. In deze figuur is schematisch het effect van straling op de huid weergegeven. Zonnebrand (erytheem) treedt op als gevolg van straling met een golflengte kleiner dan 305 nm. Straling met een golflengte tussen circa 320 en 400 nm veroorzaakt bruining (pigmentatie) van de huid. De intensiteit van zonlicht neemt beneden 310 nm sterk af met kleinere golflengte. invloed van andere middelen zoals dihydroxyaceton. Deze stof reageert met aminozuren of eiwitten in de huid onder vorming van een bruine kleur. 5. Zonnefilters Zonnefilters hebben tot doel de schadelijke straling uit het zonlicht te filtreren. Het zijn chemische stoffen die een specifiek golflengte gebied van de zonnestraling absorberen. Het golflengte-gebied 280-320 nm (UV-B) dient in ieder geval geabsorbeerd te worden om zonnebrand te voorkomen. Gebleken is dat ook straling met een golflengte tussen 320-340 nm schadelijke effecten op de huid kan

088 7 veroorzaken. Versnelde veroudering van de huid is het belangrijkste gevolg. Voor absorptie van straling in dit golflengte-gebied zijn zogenaamde UV-A filters ontworpen. Deze worden doorgaans samen met een UV-B filter aangeboden. 6. Zonbeschermingsfactor Meestal staat op de in de handel verkrijgbare anti-zonnebrandmiddelen een Sun Protection Factor (SPF) vermeld. Deze factor geeft de mate van bescherming aan die men van het produkt mag verwachten. Zij geeft de verhouding aan van de tijd die verstrijkt voordat de eerste verschijnselen van zonnebrand optreden bij een met anti-zonnebrandmiddel behandelde huid tot de tijd die verstrijkt voordat de eerste verschijnselen van zonnebrand optreden bij een onbehandelde huid. Men hanteert hierbij het begrip Mininale Erytheem Dosis (MED). Dit is de dosis zonnestraling die de eerste verschijnselen van zonnebrand veroorzaakt. Deze dosis is voor iedereen verschillend. Voor het vaststellen van de beschermingsfactor zijn verschillende methoden bekend. Enerzijds zijn er fysische methoden. Hierbij wordt de lichtabsorptie van een dunne laag of oplossing van het anti-zonnebrandmiddel gemeten bij een bepaalde golflengte. Als referentie gebruikt men een anti-zonnebrandmiddel waarvan de beschermingsfactor bekend is. Anderzijds zijn er biologische methoden, waarbij onder standaardcondities (lichtbron, duur, meting van de bruining, etc.) de bescherming op de huid van vrijwilligers gemeten wordt. 7. Typen zonnefilters en hun toepassingen Er zijn twee groepen zonnefilters. De ene groep karakteriseert zich door een totale blokkade van de straling. De werking berust op totale afdekking van de huid en reflectie van het opvallende licht. Tot deze groep behoren voornamelijk pigmenten, zoals ijzeroxiden, silicaten, talk, titaandioxide en zinkoxide. Deze stoffen worden aan sommige produkten toegevoegd om een hoge beschermingsfactor te

088 8 Zonnefilters in cosmetica verkrijgen. Dit zijn dan voornamelijk produkten die bedoeld zijn voor de gevoelige huiddelen (neus, borsten). De andere groep absorbeert de schadelijke straling, maar laat de bruinende straling door. In principe is elke stof die straling met een golflengte van 280 tot 320 nm absorbeert, geschikt als zonnefilter. Het mag duidelijk zijn dat er beperkingen zijn in verband met mogelijke effecten van de stof op de huid. Voor toepassing in cosmetische produkten zijn 23 zonnefilters wettelijk toegelaten (tabel 1). Het zijn doorgaans derivaten van een aantal basisstoffen, waarvan de belangrijkste zijn: para-aminobenzoëzuur, anthranilzuur, salicylzuur, kaneelzuur (cinnamaten), benzofenon en kamfer. De keuze voor een bepaalde zonnefilter hangt in belangrijke mate af van de samenstelling van de basiscrème of -olie van het cosmetisch produkt. Er mogen geen ongewenste reacties optreden tussen de zonnefilter en de overige componenten in het produkt. Tevens moet een zonnefilter homogeen door het produkt verdeeld kunnen worden en mag het produkteigenschappen (waaronder kleur, geur, viscositeit) niet nadelig beïnvloeden. Uiteraard is ook de kostprijs een belangrijke factor. Het is van belang dat het zonnefilter een hoge moleculaire lichtabsorptie bezit in het gebied van 280-320 nm, zodat een lage dosering mogelijk is. Hoe lager de dosering des te geringer is de kans op mogelijke bijwerkingen op de huid. Naast de toepassing van zonnefilters in anti-zonnebrandmiddelen worden deze ook gebruikt ter bescherming van bepaalde in cosmetische produkten verwerkte (grond)stoffen tegen licht. Lipsticks bevatten vaak een zonnefilter ter bescherming van de vaak lichtgevoelige kleurstof. Eau de toilettes verpakt in transparante verpakkingen kunnen een zonnefilter bevatten om geurstoffen tegen fotochemische afbraak te beschermen. Haarlak kan een zonnefilter bevatten om het haar te beschermen tegen lichtinvloeden en kleuraantasting van het (geverfde) haar. Zonnefilters worden vaak toegevoegd aan huidbleekmiddelen. Huidbleekmiddelen worden gebruikt door donkergekleurde mensen die een lichtere huidteint wensen en personen met een onregelmatige pigmentatie (onder andere zomersproeten). Huidbleekmiddelen tasten de pigmentatie aan en nemen een deel van de natuur-

088 9 Tabel 1. Toegelaten zonnefilters (Bijlage VI Stoffenbesluit Cosmetica)(tussen haakjes het maximaal toegelaten percentage) 4-aminobenzoëzuur (5 %) n,n,n-trimethyl-4-(2-oxoborn-3-ylideenmethyl)-anilinium-methylsulfaat (6 %) homosalaat (INN*) (10 %) oxybenzon (INN*) (10 %) 3-imidazool-4-acrylzuur en de ethylester daarvan (2 % uitgedrukt als zuur) 2-fenylbenzimidazool-5-sulfonzuur en de kalium-, natrium- en triethanolaminezouten daarvan (8 % uitgedrukt als zuur) ethyl-4-bis(hydroxypropyl)-aminobenzoaat (mengsel van isomeren) (5 %) ethyl-4-polyethoxy-aminobenzoaat (10 %) glyceryl-1-(4-aminobenzoaat) (5 %) 2-ethylhexyl-4-dimethylaminobenzoaat (8 %) 2-ethylhexylsalicylaat (5 %) isopentyl-4-methoxycinnamaat (mengsel van isomeren) (10 %) 2-ethylhexyl-4-methoxycinnamaat (10 %) 2-hydroxy-4-methoxy-4-methylbenzofenon (4 %) 2-hydroxy-4-methoxy-5-sulfonzuur en het natriumzout daarvan (5 % uitgedrukt als zuur) alfa-(2-oxoborn-3-ylideen)tolueen-4-sulfonzuur en de zouten daarvan (6 % uitgedrukt als zuur) 3-(4 -methylbenzylideen)kamfer (6 %) 3-benzylideenkamfer (6 %) 4-isopropyldibenzoylmethaan (5 %) 4-isopropylbenzylsalicylaat (4 %) 1-(4-tert-butylfenyl)-3-(4-methoxyfenyl)-propaan-1,3-dion (5 %) 2,4,6-trianiline-(p-carbo-2 -ethylhexyl-1 -oxy)-1,3,5-triazine (5 %) 3,3 -(1,4-fenyleendimethylidyne)-bis-(7,7-dimethyl-2-oxobicyclo- (2,2,1)heptaan-1-methaansulfonzuur) en zijn zouten (10% uitgedrukt als zuur) * INN staat voor International Nonproprietary Names.

088 10 Zonnefilters in cosmetica lijke bescherming weg. Door toevoegen van een zonnefilter kan dit gecompenseerd worden. Ook worden zonnefilters veelvuldig toegepast voor technische doeleinden. Verpakkingsmaterialen, verfprodukten, en dergelijke worden vaak voorzien van een zonnefilter om de duurzaamheid van het produkt te verhogen. 8. Eisen die aan zonnefilters worden gesteld Aan een zonnefilter worden hoge eisen gesteld, alvorens ze worden toegelaten voor gebruik in cosmetische produkten. Een aantal technische eisen zijn al in de vorige paragraaf genoemd. Daarnaast worden strenge eisen gesteld met betrekking tot gezondheidsrisico s. Belangrijke gegevens in dit verband zijn de toxiciteit (giftigheid) van het zonnefilter en daarmee samenhangend de mate van opname door de huid. Anti-zonnebrandmiddelen worden op grote delen van het lichaam aangebracht en uiteraard aan zonlicht blootgesteld. Bovendien is de concentratie van het zonnefilter in het produkt vaak hoog om voldoende bescherming te verkrijgen. Bijwerkingen die kunnen optreden zijn: irritatie, allergie en contactdermatitis (ontsteking van de huid). Over de frequentie van bijwerkingen bestaat weinig inzicht. Bij de Keuringsdiensten van Waren wordt jaarlijks een klein aantal bijwerkingen van anti-zonnebrandmiddelen gemeld. Hierbij blijkt soms het zonnefilter de oorzaak te zijn. Doorgaans zijn deze bijwerkingen van persoonlijke aard. Het mijden van produkten met dat specifieke zonnefilter lost dit probleem in de meeste gevallen op. Een ander belangrijk punt van onderzoek vormt de mate waarin de in een produkt aanwezige zonnefilter verandering ondergaat of wordt afgebroken onder invloed van UV-straling. 9. Wetgeving De toepassing van zonnefilters in cosmetische produkten is volgens EEG-Richtlijn (76/768/EEG) van 27 juli 1976 geregeld. (Bijlage VII) 11e wijziging van de Richtlijn (89/174/EEG) d.d. 21 februari 1989.

088 11 EG-lidstaten dienen deze richtlijn in de nationale wetgeving op te nemen binnen een gestelde termijn. In Nederland is de toepassing van zonnefilters in cosmetica geregeld in de Warenwet. In het Cosmeticabesluit 1979 (Warenwet) staat de regelgeving nader aangegeven. In het bij het Cosmeticabesluit behorende Stoffenbesluit Cosmetica (Warenwet) zijn de 23 toegelaten zonnefilters vermeld. 10. Literatuur Cosmeticabesluit 1979 (Warenwet) c.q. Stoffenbesluit Cosmetica (Warenwet) Bijlage VI (Lijst van UV-filters die in cosmetica mogen voorkomen). Ultraviolette straling op de huid, Rapport Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer (febr. 1985), VROM 85152/2085 5305/84, ISBN 90 346 0442 X. UV-straling, Blootstelling van de mens aan ultraviolette straling, Rapport Gezondheidsraad (juni 1986). Ultraviolette straling: moelijk om voor- en nadelen af te wegen, Toegepaste Wetenschap, TNO-magazine (febr. 1987). A. Kammeyer en P. Kootstra, Sunscreens ge screend met dunne laag UV-spectrometrie. Laboratoriumpraktijk (aug. 1989).