Fotostabilitas bemotrizinol dan iscotrizinol memastikan perlindungan matahari yang tahan lama

SPF sebuah tabir surya diukur pada lapisan film yang baru dioleskan. Apa yang terjadi pada film itu selama beberapa jam berikutnya di bawah sinar matahari adalah pertanyaan tersendiri, dan itulah yang dijawab oleh fotostabilitas.

Hal ini lebih penting daripada kebanyakan informasi pada label. Filter yang terdegradasi di bawah iradiasi membawa serta perlindungannya: bukan karena tercuci, bukan karena keringat, melainkan karena molekulnya terurai oleh radiasi yang justru ingin diserapnya. Dua filter dapat mencatat absorbansi awal yang identik namun memberikan perlindungan dunia nyata yang sangat berbeda menjelang sore.

Dua filter organik paling fotostabil yang digunakan saat ini adalah bemotrizinol dan iscotrizinol. Berikut apa yang sebenarnya ditunjukkan oleh datanya.

Pengantar bemotrizinol dan iscotrizinol

Keduanya adalah filter organik kelas triazina yang larut minyak dengan bobot molekul tinggi, dan itu penting, karena molekul besar menembus kulit dengan buruk dan tetap berada di tempat yang berguna.

Bemotrizinol (INCI Bis-Ethylhexyloxyphenol Methoxyphenyl Triazine, CAS 187393-00-6) adalah filter spektrum luas, menyerap pada kedua pita: absorpsi puncak pada 310 nm di UV-B dan kembali pada 343 nm di UV-A. Bobot molekul 627,8 g/mol. Penggunaan tipikal hingga 5%.

Iscotrizinol (INCI Diethylhexyl Butamido Triazone, CAS 154702-15-5) terutama merupakan filter UV-B dengan puncak pada 310 nm, meluas ke UV-A II dari 320–340 nm. Pada 765,98 g/mol bahan ini adalah salah satu filter terberat yang dipakai dalam kosmetik, dan koefisien ekstingsi molarnya sangat tinggi (absorpsi kuat pada dosis rendah). Sendirian pada 10% bahan ini memberikan kira-kira SPF 12,5. Penggunaan tipikal 5–10%.

Pentingnya fotostabilitas pada bahan tabir surya

Fotostabilitas adalah proporsi absorbansi UV sebuah filter yang masih tersisa setelah dosis iradiasi tertentu. Kasus pembandingnya memberi pelajaran: avobenzone adalah penyerap UV-A yang sangat baik dengan puncak pada 360 nm, tetapi bahan ini terkenal peka cahaya dan terdegradasi cukup berarti tanpa bantuan. Itulah sebabnya bahan ini hampir tidak pernah dipakai sendirian.

Fotostabilitas yang buruk terlihat sebagai perlindungan yang diam-diam menghilang selama paparan. Penggunanya tidak melakukan kesalahan apa pun (tidak berenang, tidak mengeringkan badan dengan handuk) namun tetap kurang terlindungi pada pukul 14.00 dibandingkan yang dijanjikan botolnya pada pukul 10.00.

Absorbansi tersisa: angkanya

Retensi terukur pada pengujian Helioscience (Prancis), untuk filter triazina dalam rangkaian Sunbest:

• Iscotrizinol: kira-kira 90% tersisa setelah 24 jam. Hanya sekitar sepersepuluh perlindungannya yang hilang selama satu hari penuh, dan itu menempatkannya di antara filter organik paling fotostabil yang tersedia.
• Ethylhexyl triazone (Sunbest-EHT): 76–81% tersisa. Penyerap UV-B yang sangat kuat, puncak 314 nm, dengan ketahanan tercuci yang baik.
• Bemotrizinol: 57–58% tersisa pada pengujian Helioscience yang sama. Lebih rendah daripada dua lainnya, dan layak diketahui alih-alih diabaikan. Data produsen dari protokol yang berbeda melaporkan 98,4% senyawa induk tetap utuh setelah 50 dosis eritema minimal, diukur dengan HPLC. Kedua angka itu mengukur hal yang berbeda (absorbansi tersisa versus molekul yang bertahan) dan tidak dapat dibandingkan.

Angka bemotrizinol layak diberi konteks, bukan pembelaan. Bahan ini dipilih untuk hal yang tidak dapat dilakukan dua lainnya: cakupan yang sesungguhnya di seluruh UV-A dan UV-B dari satu molekul, ditambah kemampuan yang terdokumentasi baik untuk menstabilkan avobenzone. Diformulasikan bersama, bemotrizinol memperpanjang masa guna avobenzone secara berarti, sehingga kontribusinya terhadap fotostabilitas keseluruhan sebuah formula lebih besar daripada yang tersirat dari angka retensinya sendiri.

Faktor yang memengaruhi fotostabilitas

Struktur kimia

Cincin triazina saja tidak menjelaskannya. Pada bemotrizinol, setiap gugus o-hidroksifenil membentuk ikatan hidrogen intramolekul dengan sebuah atom nitrogen pada cincin triazina. Setelah menyerap UV, molekul memindahkan proton itu pada keadaan tereksitasi (excited-state intramolecular proton transfer, ESIPT) dan kembali ke keadaan dasar sebagai panas, alih-alih menempuh jalur fotokimia yang memutus ikatan. Iscotrizinol dan ethylhexyl triazone memiliki cincin triazina yang sama tetapi tidak membawa gugus o-hidroksifenil, sehingga jalur ini tidak berlaku bagi keduanya. Bobot molekul yang tinggi juga membantu, baik untuk fotostabilitas maupun untuk menahan filter di permukaan kulit.

Paparan sinar UV

Degradasi bergantung pada dosis, pada panjang gelombang, dan pada lingkungan lokal molekul tersebut. Karena itu pengujian harus menyebutkan iradiansi dan dosis total, atau angkanya tidak dapat dibandingkan antarsumber.

Interaksi dengan bahan lain

Fotostabilitas adalah properti formula, bukan hanya filternya. Polaritas pelarut, fase minyak, pilihan emulsifier, antioksidan dan filter lain semuanya menggesernya: kadang menjadi lebih baik, seperti pada pasangan bemotrizinol–avobenzone, kadang menjadi lebih buruk. Inilah sebabnya angka sebuah filter secara terisolasi tidak pernah menggantikan pengujian produk jadi.

Bagaimana fotostabilitas diukur

Sebuah film dengan ketebalan tertentu dioleskan pada substrat berpermukaan kasar dan diiradiasi dalam simulator surya pada dosis yang dinyatakan. Absorbansi di sepanjang 290–400 nm dicatat sebelum dan sesudahnya dengan spektrofotometri UV-tampak, lalu fraksi yang tersisa dihitung. HPLC kemudian mengukur berapa banyak senyawa induk yang bertahan dan mengidentifikasi produk degradasi.

Detail yang krusial adalah bahwa protokolnya harus dinyatakan. Angka retensi hanya dapat dibandingkan bila dosis iradiasi, ketebalan film dan substratnya sepadan.

Fotostabilitas menentukan apakah SPF bertahan sepanjang hari

Fotostabilitas (bukan fotosensitivitas, yang merupakan fenomena yang sama sekali berbeda dan menggambarkan reaksi kulit yang abnormal terhadap cahaya) adalah yang menentukan apakah SPF terukur sebuah tabir surya bertahan menghadapi satu hari nyata di luar ruangan.

Menurut angkanya, iscotrizinol menonjol dengan retensi sekitar 90%, dengan ethylhexyl triazone mengikuti dari dekat. Bemotrizinol menukar sebagian retensinya sendiri dengan keluasan cakupan dan peran penstabil yang tidak diisi oleh filter lain dalam kelompok ini. Dipakai bersama, keduanya membangun formula yang perlindungannya pada jam keempat menyerupai perlindungannya pada jam nol, dan itulah intinya.