1紫外線及其對人體的影響
1.1紫外線
陽光由電磁波譜的許多波長組成。當陽光穿透地球大氣層時，壹些波長的光被過濾掉，其余的輻射到達地球表面，這種光被稱為紫外線和紅外線。紫外線與皮膚細胞相互作用，造成大面積損傷。見表1。
1.2紫外線對皮膚的傷害
UVR是壹種免疫抑制因子，對免疫功能的損害可能導致皮膚腫瘤。Toewa等人首先觀察到紫外線輻射改變了抗原呈遞細胞(APC)-朗格漢斯細胞(Lc)的功能。在正常皮膚組織中，Lc在表皮形成網狀結構，其功能之壹是攝取外來抗原，遷移到局部淋巴結，將抗原提呈給T細胞。紫外線照射改變表皮Lc的形態，破壞網狀結構，使Lc數量減少，功能改變。炎癥細胞增多導致免疫耐受。此外，尿苷酸是組氨酸脫氨基的產物，在上表皮中含量豐富。紫外線照射後，由反式結構變為順式結構，從而抑制T細胞的功能。許多實驗室已經證實尿苷酸具有免疫抑制作用。
紫外線對皮膚的影響還表現在皮膚的光老化上。過度暴曬的人會顯得很老，光老化的皮膚上會長出各種植被。有很深的皺紋，皮膚松弛，有很多色素斑點。這些現象反映了皮膚結構的變化，但與生理衰老變化完全不同。UVB可引起皮膚紅斑、DNA損傷和皮膚腫瘤。Sams等人的研究結果表明，UVB會損害結締組織。他們用紅斑嘔吐最小量UVB的30-50倍照射毛鼠，導致中度彈性纖維增生。長期慢性照射後，膠原蛋白的分解速度大於細胞合成能力。結果真皮變薄和萎縮導致可見的皮膚光老化。暴露在uVA輻射下會引起紅斑反應和血管損傷。雖然彈力纖維沈積的密度比UVB低，但是彈力纖維的變性可以延伸到真皮深處，對人的皮膚傷害很大。
1.3紫外線對頭發的傷害
紫外線不僅影響皮膚，還會對頭發造成傷害。當頭發暴露在大劑量的紫外線下時。頭發會變色，棕色頭發容易褪色。金發和紅發變黃。這是由於光氧化漂白和氨基酸(胱氨酸、酪氨酸和色氨酸)的光降解。氨基酸的光降解也會導致頭發的張力降低。為了保護皮膚和頭發免受紫外線的傷害，最直接的方法就是用衣服、帽子或雨傘遮擋。此外，科學家通過研究發現了各種吸收或阻擋紫外線輻射的物質。
2化妝品晶體領域的防曬霜
2.1防曬霜
目前國際上廣泛使用的防曬劑，根據其作用機理的不同，壹般可分為兩類，即紫外線吸收劑和紫外線散射劑。紫外線散射書桌主要是利用壹些無機物的散射或反射來減少紫外線對皮膚的傷害，如高嶺土、氧化鋅、滑石粉、氧化鈦、新型有機粉末等。它們主要是在皮膚表面形成壹層屏障，防止紫外線直接照射皮膚，但這種物質有用量大、防曬效果差的缺點。過量使用容易堵塞毛孔，導致新的皮膚病等不良後果。目前防曬劑指的是能吸收紫外線的紫外線吸收劑。它們的分子從紫外線中吸收的光能等於引起分子“光化學激發”所需的能量，可以將光能轉化為熱能或無害的可見光進行輻射，從而有效防止紫外線曬黑、曬傷皮膚。防曬霜可以分為以下幾種:
2.1.1對氨基苯甲酸(PABA)衍生物
對氨基苯甲酸衍生物能有效吸收280―300 nm的紫外線，是最早使用的紫外線吸收劑。作為UVB吸收劑，它們對皮膚有刺激性。後來經過改進，出現了它的同系物——對二甲氨基苯甲酸。在預防紫外線紅斑和皮炎的防曬化妝品中，主要用作紫外線吸收劑。國外重要產品有:對氨基苯甲酸、對氨基苯甲酸甘油酯、對氨基苯甲酸乙氧基乙酯、對二甲氨基苯甲酸戊酯。國內常用的這類紫外線吸收劑產品有:4-氨基苯甲酸、氨基苯甲酸單甘油酯、苯甲酸氫薄荷酯、對氨基苯甲酸異丁酯、對氨基苯甲酸辛酯、對二甲氨基苯甲酸辛酯、2-乙基乙基酯等。其中對二甲氨基苯甲酸戊酯和對氨基苯甲酸甘油酯都是很好的UVB吸收劑。
然而，根據美國皮膚癌基金會的報告，對這種紫外線吸收劑制成的化妝品進行分析後發現，其中可能含有致癌物質。這種物質可能是紫外線吸收劑的分解產物。因此在使用上壹直受到限制。
2.1.2鄰氨基苯甲酸酯衍生物
鄰氨基苯甲酸酯衍生物可以阻擋290-380 nm的紫外線，具有阻擋UVA和UVB射線的能力，因此是有效的紫外線吸收劑。其價格低廉，但吸收率低，對皮膚也有刺激性。國外生產的這類紫外線吸收劑產品主要有:鄰氨基苯甲酸薄荷醇和鄰氨基苯甲酸高薄荷醇。此外，辛基，N-二甲基對氨基苯甲酸酯作為UVB吸收劑可以有效地防止光化學致癌。
2.1.3肉桂酸酯
肉桂酸酯由於能阻擋280-310 nm的紫外線，吸收率高，所以應用廣泛。P-ParsoMCX(甲氧基肉桂酸辛酯醋)是目前世界上最常見的防曬霜。具有優異的紫外吸收曲線，安全性好，在油性原料中溶解性好。它幾乎是壹種理想的防曬霜。
目前防曬化妝品中使用最廣泛的防曬劑或紫外線吸收劑無疑是ocMMethoxveinnamate，以下簡稱OMC，歐盟COLPA防曬系列號為$28，以下簡稱Colipa$28，但其耐光性或耐光性並不太高。通常經過10MED的太陽光照射後，約有70%的有效成分被光降解。因此，通常需要在配方中添加更高的劑量才能使其有效發揮作用。同時，為了減少皮膚敏感的使用者在塗抹防曬化妝品後，在陽光的刺激下產生的過度刺激反應。有必要添加過量的刺激性成分，以盡量減少對產品的刺激性投訴。
在過去的幾年裏。北歐壹些媒體曾報道，化妝品中使用的壹些紫外線吸收劑，如OMC、二苯甲酮、3和4、甲基芐叉樟腦等，可能具有雌激素活性，不適合用於兒童化妝品晶體，這在歐洲消費者中引起了壹定程度的恐慌。歐盟負責化妝品安全的歐盟化妝品與非食品科學委員會經過仔細研究後認為，上述三種疑似紫外線吸收劑僅具有微弱的壯陽作用，與許多其他常用化妝品原料和壹些藥物類似，在化妝品中使用不會影響消費者健康。
2.1.4水楊酸鹽
水楊酸鹽是最早的紫外線吸收劑，可以在分子中形成氧鍵。對紫外線吸收能力低，吸收波長範圍極窄(小於340 Iiin)，可防280-330 nm的紫外線。但吸收壹定能量後，由於分子重排，形成抗紫外線能力強的二苯甲酮結構，產生較強的光穩定性。如下圖所示。
具有上述結構式的化合物也被稱為先鋒紫外線吸收劑。它們的防曬效果不是很高，但價格低廉，制備工藝簡單，毒性低。可以和其他防曬霜搭配使用。
目前歐盟只允許使用3.3.5，三甲基環己醇水楊酸醋和水楊酸異辛酯(c15H22O3)，但之前允許使用的水楊酸對異丙基芐酯因毒理問題已停止使用。美國FDA放寬了對水楊酸類化合物的限制:允許使用3，3，5，3-環己醇水楊酸鹽、水楊酸異辛酯和水楊酸三乙醇胺鹽。
壹般來說，水楊酸類化合物對短波紫外線UVB的吸收效率是相當低的，這必然導致配方者為了達到壹定的SPF值而增加劑量。然而，這些化合物的光穩定性非常低。它的光降解產物會對皮膚造成很大的問題。
2.1.5二苯甲酮化合物
二苯甲酮甲基酮防曬劑對幾乎整個紫外區都有很強的吸收作用，這是因為其結構中存在分子內氫鍵，苯環上的羥基氫與相鄰的羰基氧之間形成壹個完整的環。當吸收紫外線能量時，分子發生熱振動，氫鍵斷裂，積分環打開，使有害的紫外線轉化為無害的熱能釋放出來。另外，二苯甲酮吸收紫外光後，不僅氫鍵被破壞，羰基也被激發，產生互變異構和烯醇結構，也消耗了壹些能量。比如:
分子內氫鍵的強度與其光穩定效應有關。氫鍵越強，破壞它需要的能量越多，吸收的紫外線能量越多，效果越好。或者反之亦然，達拉斯到禮堂這種防曬霜具有很高的熱穩定性和光穩定性。但對氧化不穩定，所以在配制有色化妝品時，配方中必須添加抗氧化劑。這種防曬霜對皮膚和粘腹的親和力好，無光敏反應，毒性低。例如，2，4-羥基-甲氧基二苯甲酮是廣譜紫外吸收的有效物質。在國外廣泛使用。2.2 '-二羥基，4。4 '，二甲氧基二苯甲酮在紫外線A區和紫外線B區的防曬效果相同。它具有很高的熱穩定性和光穩定性。四羥基苯基酮是壹種廣譜紫外線吸收劑，其特點是在鞣制領域功效最高，在同類產品中熱穩定性和光穩定性最大。這種防曬霜有鄰位和對位。鄰位顯示UVA的吸收峰。對位顯示了UVB的吸收峰，因此比其他防曬霜吸收紫外線更廣，其安全性較好，只有少數人會出現暫時性過敏反應。因此，它是壹種應用廣泛的紫外線吸收劑。
2.1.6樟腦衍生物
3-苯癸基樟腦能有效吸收曬傷範圍的紫外線，但能完全通過曬黑範圍的紫外線。例如，3-(4-甲基芐叉)樟腦可用於各種鞣劑和防曬劑中，在儲存過程中穩定，無刺激性，無光敏性和不變性，毒性低，但不易被皮膚吸收。其中，芐叉樟腦被確定為光穩定紫外線吸收劑的較好框架結構。這種結構最大的優點是在紫外線照射下會發生光敏異構化過程。也就是能吸收紫外線能量。而簡單地采取旋轉連接苯環和降冰片烷雙環的雙鍵的方法，以不易察覺的熱量釋放紫外線。這種抗異構擺可以反轉，既能保證光的穩定性，又能保證使用的安全性。
2.1.7甲烷衍生物
是壹種高效的UVA紫外線吸收劑，可制成SPF防曬霜。在國外，這些產品主要是4-異丙基苯甲酰甲烷和4-叔丁基4-甲氨基苯甲酰甲烷，近年來德國Givandan公司開發的產品商品名為Parsol 1789。DTFA的名稱是丁基甲氧基二芐基甲烷，全稱為4-丁基-4-甲氧基苯甲酰甲烷，分子式為C20H22O3。淡黃微香，重要功能是防曬，Kmax為357 nm，紫外吸收帶為332。在385 nm處，防曬系數的SPF值與其用量呈遞增關系，SPF值可達9-10。以前，Pars01 1789是最有效的UVA吸收劑。
有些植物，如蘆薈、牛蒡、薏苡仁和魚腥草、核桃和米糠油等，由於含有能吸收紫外線的化學成分，也具有很高的防曬效果和很好的皮膚安全性。不會對皮膚造成不良反應。此外，維生素A可以防止結締組織的萎縮，彌補紫外線造成的損傷，改善皮膚的成分，防止結締組織的斷裂，促進糖胺聚糖的合成。維生素E是理想的抗氧化劑和抗衰老劑，能抑制不飽和脂質的氧化，抵抗紫外線對皮膚的傷害。
2.1.8無機防曬制劑
Unlqema公司負個人護理產品研發經理Cb和andler M表示:“維持我們公司產品承諾的最新研究成果包括透明無機TIO2。懸浮液，可以作為保濕劑，修復液，海邊雜物。”他特別提到Solaveil CT-100是最新的TiO2分散體，在配方中具有優異的透明度。
Unlqema公司的創新成果還包括防曬噴霧用的Arise vorsaex乳化穩定劑技術，可使Ar]acel P135發揮最大活性效果，並具有抗水性，Arlace2121液晶穩定劑可使洋蔥獲得特別誘人的差異化膚感。
湯姆森強調指出，“最近完成的壹項研究表明，臺灣micro-ZnO的防曬配方具有持久的抗UVA和UVB效果，這是由於micro-ZnO在陽光下完全耐光，可以為產品提供重要的持久保護功能。”
湯姆森還表示，除了無機精細ZnO，巴斯夫還開發了壹種新的有機UVA過濾器，這種過濾器在陽光下也完全耐光，並在國際化妝品展上以商品名Uvinul A Plus推出。這種新的專利技術比傳統的有機過濾器Avobe nzono有許多優點。Uvinul A Plus完全耐光，不需要穩定劑，並且與OMC和ZnO兼容。通過實用專利，可與其他常見的紫外線濾光器搭配使用，具有廣闊的應用前景。
2.2防曬產品
在配方中使用不同種類的防曬劑(或使用復合防曬劑)已成為防曬化妝品水晶配方技術發展的重要內容。包括UVB和UVA防曬霜的復合使用，UVB和UVA防曬霜的復合使用，吸收劑和散射劑的復合使用等。，以便更好地發揮防曬單體之間的協同效應。同時，使用紫外線吸收劑的超細散射劑和蘆薈提取物等壹些天然防曬成分成為新的趨勢。為了減少壹些化學吸收劑可能引起的皮膚問題，壹些配方師還在產品中添加壹些抗炎劑，如A、紅沒藥醇和DP300。
另外，不同劑型的化妝品要選擇不同類型的防曬霜。配制防曬乳液和凝膠時，必須使用水溶性和醇溶性紫外線吸收劑；配制防曬油時必須使用油溶性紫外線吸收劑。買壹些美容化妝品。可以使用紫外線散射劑；面霜類化妝品最好使用兼具油溶性和水溶性的復合紫外線吸收劑，保證有效成分能均勻分布在皮膚上。
防曬系數越高(SPP值是在防曬產品保護的皮膚上產生紅斑所需的最小能量與在無保護的皮膚上產生同等程度紅斑所需的最大能量之比)，對太陽紫外線的屏蔽效果越好；但添加的有機紫外線吸收劑濃度越高，皮膚過敏的可能性越大，帶來的負面影響也越多。皮膚科醫生認為，壹般情況下使用SPF值為15的防曬產品就足夠了。最高不要超過30。
西北核技術研究所的塗等人篩選提取了紫草、國槐、肉桂等幾十種具有紫外吸收的植物。提取的天然黃酮類物質對紫外線有很好的吸收作用，同時還具有抑制脂質氧化、抗炎、抗變態的作用。
近日，瑞士汽巴精化有限公司推出新型UVA紫外線吸收劑天籟詩M，天籟詩M具有雙重物理防曬功能，其高光穩定性賦予其在實際應用中的高安全性。
另外，在選擇防曬霜的時候，也要選擇和準備合適的基質，好的基質會充分發揮防曬霜的防曬效果。對於吸收型防曬霜來說，選擇好的防曬霜載體非常重要。易於塗抹、與皮膚親和力好、抗水性強的載體無疑會更適合防曬。壹些特殊聚合物的加入可以提高產品的實際防曬能力。對於散射型防曬霜來說，選擇合適的基質同樣重要。無機粉體的折射率與光散射有很大關系。粉末的折射率與基質的折射率之比越大，在粉末表面上反射的紫外線量就越大。因此，人們開始重視二氧化鈦、氧化鋅等無機防曬劑的使用，同時在配方中盡量選擇折射率小的基質原料。
3展望
隨著人們對紫外線的危害和益處的辯證認識的深入；從防曬新技術和原材料的發展來看，世界各地都在進行許多有前途的研究。它們是:超細無機粒子散射和吸收紫外線的效率及其應用的研究；氨基酸UVA吸收劑和富含氨基酸、高濃度酪氨酸的海洋生物用於防曬化妝品；具有良好防曬性能(包括天然的、生物的和合成的)的黑色素用於防曬產品的研究。紫外線吸收劑在防曬化妝品中的應用將進壹步擴大，光穩定性好、皮膚滲透性低、全波段高吸收的新型紫外線吸收劑將帶來配方技術的創新和進步。我們用紫外線能量分析儀測量了紫外線在不耐環境下到達地面時的能量變化。結果發現，即使在陰天或陰天，能量較強的紫外線仍能到達地面，而且春季到達地面的紫外線能量並不比夏季低多少。紫外線更能穿透衣服、玻璃和水，到達人體皮膚。不僅炎熱的夏天需要防曬，皮膚也需要防曬。圍繞現代化妝品技術和市場的發展，防曬將是壹個長期的話題。