Formulación de protectores solares seguros, estables y atractivos para el consumidor

La formulación de protectores solares exige el cumplimiento de altos estándares de seguridad y eficacia, además de un sensorial agradable para el consumidor. Así, es necesario que el producto ofrezca protección UV de amplio espectro, FPS alto, mínima absorción en la piel, aplicación fácil y uniforme, sensación ligera, no grasosa y sin el efecto ‘mimo’.

Autores: IQI. Erika Soriano Guerrero, jefe de Innovación en Pharmachem; Q. Camila Araceli Inzunza Rodríguez, Trainee de Centro de Innovación en Pharmachem

¿Sabías que uno de cada tres casos de cáncer detectados corresponde a cáncer de piel?¹Una exposición prolongada a la radiación solar puede causar efectos nocivos a corto y largo plazos en la estructura de la piel humana.

La radiación UV del espectro electromagnético es la región más representativa causante de daños en la piel. Se clasifica en tres bandas dentro del espectro electromagnético: ultravioleta A (UVA), ultravioleta B (UVB) y ultravioleta C (UVC). Son capaces de penetrar hasta las primeras capas de la piel como la epidermis y la dermis. Cada uno puede tener una variedad de efectos en las células y tejidos, ya que actúan en las proteínas, ácidos nucleicos y ADN.²

Efectos nocivos de la radiación solar en la piel

La radiación UVC es detenida por la capa de ozono, por lo que no figura como peligro para la piel. Los rayos UVB los absorbe en mayor medida la capa externa de la piel. Esta responde a la radiación con mecanismos de protección fisiológica que generan bronceado duradero, eritemas, quemaduras o daños en la función barrera de la piel. Los rayos se absorben a través del ADN de manera que son capaces de generar cáncer.

En el caso de la radiación UVA, logra penetrar de manera más profunda en las capas de la piel hasta alcanzar la epidermis y la dermis. Los rayos UVA activan la oxidación de melanina, lo que genera un bronceado inmediato. También alteran las fibras de colágeno y elastina en la dermis, contribuyendo a los signos del fotoenvejecimiento como arrugas, manchas en la piel, pérdida de elasticidad y sequedad cutánea. Adicional, generan especies reactivas de oxígeno (ROS) en exceso, lo que causa un daño al ADN y aumenta el riesgo de cáncer en la piel.

Importancia de la protección solar

Para salvaguardar la salud humana, es fundamental usar formulaciones cosméticas que contengan filtros solares como activos encargados de proteger la piel contra la radiación UV.

La toma de conciencia sobre los riesgos asociados con la radiación ultravioleta ha aumentado entre los consumidores. En consecuencia, la ciencia, las tecnologías y la formulación de protectores solares ha avanzado significativamente. De tal manera que se han mejorado las características de los productos tanto en eficacia, seguridad y atractivo estético.

Desafíos en la formulación de protectores solares

Hoy en día la formulación de protectores solares busca que el producto tenga la capacidad de brindar una protección de amplio espectro contra los rayos UV. Y también que tenga una absorción mínima a través de la piel para reducir las posibles reacciones de sensibilización.³

En términos de propiedades químicas, se requiere que la fórmula sea inerte, fotoestable, que no cause irritación en la piel y que tenga una buena compatibilidad entre sus ingredientes. En cuanto a las propiedades físicas, se desea un tamaño de partícula pequeño, viscosidad baja para facilitar su extensión durante la aplicación, absorción óptima y que no deje sensación pegajosa.

Los estudios indican que los consumidores suelen aplicar protector solar en cantidades menores a las recomendadas por cuestiones económicas, estéticas y sensoriales. Entre las causas se mencionan la sensación grasosa o pegajosa, el efecto mimo, el brillo que pueden dejar sobre la piel o incluso los precios elevados.⁴

Estos factores pueden traducirse en un FPS considerablemente más bajo en efectividad a la hora de aplicarse. Por lo tanto, mejorar la experiencia sensorial de los productos puede animar a los consumidores a aplicar la cantidad adecuada y, en consecuencia, obtener un FPS más cercano al declarado en la etiqueta.

La formulación de protectores solares debe considerar ingredientes, procesos y empaque — Figura 1. Enfoque 360° de protección solar

Sin duda, la formulación de protectores solares representa un verdadero desafío. El proceso exige cumplir con estándares de eficacia cada vez más rigurosos y buscar ingredientes que satisfagan las necesidades. Además, estos no sólo deben garantizar el rendimiento y estabilidad del producto, sino ser atractivos desde el punto de vista cosmético.

Recomendaciones para la formulación de protectores solares

Es crucial tener en cuenta ciertas recomendaciones en la formulación de protectores solares.

Estabilidad y sensorial

Proceso

Los protectores solares se pueden formular por diversas formas cosméticas. Si bien las emulsiones son las más comunes a nivel mundial, es fundamental prestar atención a cada parte del proceso. En particular a la estabilidad y a la distribución uniforme de los ingredientes por ser un aspecto crítico.

De existir problemas con la estabilidad o la distribución uniforme de los ingredientes, podrían surgir variaciones en el FPS, incluso dentro del producto, ocasionadas por la inestabilidad del mismo. Para evitarlo, es importante mantener el pH de la fórmula dentro del rango adecuado, así como efectuar una completa dispersión e incorporación de los filtros solares y de otros ingredientes para mejorar la estabilidad y eficacia del producto.

Ingredientes

Combinación de filtros solares

Existen sinergias entre los filtros solares que mejoran la estabilidad y eficacia. Por ejemplo, el uso de avobenzona para proporcionar protección en la región UVA es bastante común. Sin embargo, es necesario estabilizarla adecuadamente para prevenir su cristalización durante y después del proceso de formulación. La combinación de avobenzona con octocrileno y eltilhexil salicitato ayuda a aumentar su solubilidad y a evitar la formación de cristales.⁶

Para lograr una protección de amplio espectro es crucial seleccionar cuidadosamente la combinación de filtros UVB y UVA. El objetivo primordial es alcanzar la máxima protección con la menor cantidad de filtros UV. Una alta concentración de filtros solares puede provocar una sensación oleosa en la piel debido a la naturaleza misma de estos.

Antioxidantes

La incorporación de antioxidantes en la formulación ayuda a proteger los filtros solares y otros ingredientes activos de la degradación causada por los radicales libres que genera la radiación UV. Un ejemplo de antioxidante efectivo es la vitamina E (tocoferol).

Agentes de suspensión y formadores de película

El desarrollo de una adecuada viscosidad y textura es uno de los retos a los que se enfrentan los formuladores que buscan innovar en protección solar. Una manera de obtener una amplia gama de texturas es con el uso de Hydroclay, que son modificadores reológicos a base de hectoritas.

Las hectoritas son minerales de origen natural que se encuentran en las arcillas. Después de que se sumergen y dispersan en agua, las hectoritas se hinchan para adquirir propiedades de flujo requeridas dentro de una formulación.⁵

Estos ingredientes aumentan la viscosidad de la formulación, lo que ayuda a suspender los ingredientes activos y a evitar la sedimentación. Así los mantiene uniformemente distribuidos y mejora su estabilidad y desempeño.

Incluso, en algunos casos se sugiere combinar lo mejor de dos modificadores reológicos para potencializar su poder de suspensión. Tal es el caso de Hydroclay 700, una mezcla de hectorita con goma xanthana que puede suspender una alta carga de sólidos sin dejar una sensación pegajosa.

Emolientes y emulsificantes

Los emolientes son indispensables en toda formulación cosmética, ya que el consumidor busca experiencia sensorial y desempeño. Estas propiedades se pueden encontrar en ambos ingredientes, pues además de brindar sensorial suave y sedoso, también pueden solubilizar filtros solares.

Seleccionar los emulsificantes adecuados es fundamental. Por lo general, a medida que aumenta el FPS, también lo hace la concentración de filtros solares oleosolubles. Por lo tanto, se necesitan emulsificantes con un bajo valor de HLB (Hidrófilo-Lipófilo Balance) para lograr una emulsión estable.

Hoy en día existen ingredientes integrales que ayudan a la estabilidad de este tipo de formulaciones. Debido a su estructura, ayudan a solubilizar, emulsificar, estabilizar, suspender y brindar textura y emoliencia inigualable sin necesidad de combinarlos con otros emulsificantes. Adicionalmente, también permiten formular en procesos en frío. Los ingredientes que ofrecen estas ventajas son Bentone Plus Glow y Bentone Luxe XO.

Empaque

Para garantizar la compatibilidad entre todos los ingredientes de la fórmula y el empaque primario, es fundamental realizar pruebas preliminares y de anaquel. Esto asegurará que no haya interacciones negativas que puedan comprometer la estabilidad del producto final.

Factores de estabilidad y sensorial en la formulación de protectores solares — Figura 2. Factores de estabilidad y sensorial de formulación

También es importante realizar pruebas de estabilidad a la luz y al calor para evaluar cómo se comportan los filtros solares y otros ingredientes bajo condiciones de exposición prolongada al sol y a temperaturas elevadas. Esto ayudará a identificar posibles problemas de inestabilidad y a realizar ajustes a la formulación según se requiera.

Referencias

World Health Organization. (2017, octubre 16). Radiation: Ultraviolet (UV) radiation and skin cancer. https://www.who.int/news-room/questions-and-answers/item/radiation-ultraviolet-(uv)-radiation-and-skin-cancer?gad_source=1&gclid=CjwKCAjw48-vBhBbEiwAzqrZVIfIKx9oVQ_bY_7eafeHu1gSITXeBxtRPXV99c_XOAOmsZDEFkliNBoCt4wQAvD_BwE#
Bernabéu, A. (2007). La necesaria fotoprotección. Productos y consejos básicos. OFFARM, 26(5), 51–56.
Geoffrey, K., Mwangi, A. N., & Maru, S. M. (2019). Sunscreen products: Rationale for use, formulation development and regulatory considerations. En Saudi Pharmaceutical Journal (Vol. 27, Número 7, pp. 1009–1018). Elsevier B.V. https://doi.org/10.1016/j.jsps.2019.08.003.
Hewitt, J. P. (2016). Sunscreen formulation: Optimising aesthetic elements for twenty-first-century consumers. En Principles and Practice of Photoprotection (pp. 289–302). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-29382-0_16
Elementis (2020. Junio 20). Chemistry and Properties of BENTONE Hectorite Clay Based Rheology Modifiers.
Lionetti, N., & Rigano, L. (2017). The new sunscreens among formulation strategy, stability issues, changing norms, safety and efficacy evaluations. Cosmetics, 4(2). https://doi.org/10.3390/cosmetics4020015