1、 UV-A PROTECTION AND SUNSCREENS CIE 186:2010 UDC: 612.014.481-06 Descriptor: Optical radiation effects on humans 535.31 Ultraviolet rays ISBN 978 3 901906 80 0 THE INTERNATIONAL COMMISSION ON ILLUMINATION The International Commission on Illumination (CIE) is an organisation devoted to international
2、co-operation and exchange of information among its member countries on all matters relating to the art and science of lighting. Its membership consists of the National Committees in about 40 countries. The objectives of the CIE are : 1. To provide an international forum for the discussion of all mat
3、ters relating to the science, technology and art in the fields of light and lighting and for the interchange of information in these fields between countries. 2. To develop basic standards and procedures of metrology in the fields of light and lighting. 3. To provide guidance in the application of p
4、rinciples and procedures in the development of international and national standards in the fields of light and lighting. 4. To prepare and publish standards, reports and other publications concerned with all matters relating to the science, technology and art in the fields of light and lighting. 5.
5、To maintain liaison and technical interaction with other international organisations concerned with matters related to the science, technology, standardisation and art in the fields of light and lighting. The work of the CIE is carried on by seven Divisions each with about 20 Technical Committees. T
6、his work covers subjects ranging from fundamental matters to all types of lighting applications. The standards and technical reports developed by these international Divisions of the CIE are accepted throughout the world. A plenary session is held every four years at which the work of the Divisions
7、and Technical Committees is reviewed, reported and plans are made for the future. The CIE is recognised as the authority on all aspects of light and lighting. As such it occupies an important position among international organisations. LA COMMISSION INTERNATIONALE DE LECLAIRAGE La Commission Interna
8、tionale de lEclairage (CIE) est une organisation qui se donne pour but la coopration internationale et lchange dinformations entre les Pays membres sur toutes les questions relatives lart et la science de lclairage. Elle est compose de Comits Nationaux reprsentant environ 40 pays. Les objectifs de l
9、a CIE sont : 1. De constituer un centre dtude international pour toute matire relevant de la science, de la technologie et de lart de la lumire et de lclairage et pour lchange entre pays dinformations dans ces domaines. 2. Dlaborer des normes et des mthodes de base pour la mtrologie dans les domaine
10、s de la lumire et de lclairage. 3. De donner des directives pour lapplication des principes et des mthodes dlaboration de normes internationales et nationales dans les domaines de la lumire et de lclairage. 4. De prparer et publier des normes, rapports et autres textes, concernant toutes matires rel
11、atives la science, la technologie et lart dans les domaines de la lumire et de lclairage. 5. De maintenir une liaison et une collaboration technique avec les autres organisations internationales concernes par des sujets relatifs la science, la technologie, la normalisation et lart dans les domaines
12、de la lumire et de lclairage. Les travaux de la CIE sont effectus par 7 Divisions, ayant chacune environ 20 Comits Techniques. Les sujets dtudes stendent des questions fondamentales, tous les types dapplications de lclairage. Les normes et les rapports techniques labors par ces Divisions Internation
13、ales de la CIE sont reconnus dans le monde entier. Tous les quatre ans, une Session plnire passe en revue le travail des Divisions et des Comits Techniques, en fait rapport et tablit les projets de travaux pour lavenir. La CIE est reconnue comme la plus haute autorit en ce qui concerne tous les aspe
14、cts de la lumire et de lclairage. Elle occupe comme telle une position importante parmi les organisations internationales. DIE INTERNATIONALE BELEUCHTUNGSKOMMISSION Die Internationale Beleuchtungskommission (CIE) ist eine Organisation, die sich der internationalen Zusammenarbeit und dem Austausch vo
15、n Informationen zwischen ihren Mitgliedslndern bezglich der Kunst und Wissenschaft der Lichttechnik widmet. Die Mitgliedschaft besteht aus den Nationalen Komitees in rund 40 Lndern. Die Ziele der CIE sind : 1. Ein internationaler Mittelpunkt fr Diskussionen aller Fragen auf dem Gebiet der Wissenscha
16、ft, Technik und Kunst der Lichttechnik und fr den Informationsaustausch auf diesen Gebieten zwischen den einzelnen Lndern zu sein. 2. Grundnormen und Verfahren der Messtechnik auf dem Gebiet der Lichttechnik zu entwickeln. 3. Richtlinien fr die Anwendung von Prinzipien und Vorgngen in der Entwicklun
17、g internationaler und nationaler Normen auf dem Gebiet der Lichttechnik zu erstellen. 4. Normen, Berichte und andere Publikationen zu erstellen und zu verffentlichen, die alle Fragen auf dem Gebiet der Wissenschaft, Technik und Kunst der Lichttechnik betreffen. 5. Liaison und technische Zusammenarbe
18、it mit anderen internationalen Organisationen zu unterhalten, die mit Fragen der Wissenschaft, Technik, Normung und Kunst auf dem Gebiet der Lichttechnik zu tun haben. Die Arbeit der CIE wird in 7 Divisionen, jede mit etwa 20 Technischen Komitees, geleistet. Diese Arbeit betrifft Gebiete mit grundle
19、gendem Inhalt bis zu allen Arten der Lichtanwendung. Die Normen und Technischen Berichte, die von diesen international zusammengesetzten Divisionen ausgearbeitet werden, sind von der ganzen Welt anerkannt. Alle vier Jahre findet eine Session statt, in der die Arbeiten der Divisionen berprft und beri
20、chtet und neue Plne fr die Zukunft ausgearbeitet werden. Die CIE wird als hchste Autoritt fr alle Aspekte des Lichtes und der Beleuchtung angesehen. Auf diese Weise unterhlt sie eine bedeutende Stellung unter den internationalen Organisationen. Published by the COMMISSION INTERNATIONALE DE LECLAIRAG
21、E CIE Central Bureau Kegelgasse 27, A-1030 Vienna, AUSTRIA Tel: +43(1)714 31 87 0, Fax: +43(1)714 31 87 18 e-mail: ciecbcie.co.at WWW: http:/www.cie.co.at/ CIE 2010 All rights reserved UV-A PROTECTION AND SUNSCREENS CIE 186:2010 UDC: 612.014.481-06 Descriptor: Optical radiation effects on humans 535
22、.31 Ultraviolet rays ISBN 978 3 901906 80 0 CIE 186:2010 II This Technical Report has been prepared by CIE Technical Committee 6-24 of Division 6 “Photobiology and Photochemistry“ and has been approved by the Board of Administration of the Commission Internationale de lEclairage for study and applic
23、ation. The document reports on current knowledge and experience within the specific field of light and lighting described, and is intended to be used by the CIE membership and other interested parties. It should be noted, however, that the status of this document is advisory and not mandatory. The l
24、atest CIE proceedings or CIE NEWS should be consulted regarding possible subsequent amendments. Ce rapport technique a t labor par le Comit Technique CIE 6-24 de la Division 6 “Photobiologie et Photochimie“ et a t approuv par le Bureau de la Commission Internationale de lEclairage, pour tude et empl
25、oi. Le document expose les connaissances et lexprience actuelles dans le domaine particulier de la lumire et de lclairage dcrit ici. Il est destin tre utilis par les membres de la CIE et par tous les intresss. Il faut cependant noter que ce document est indicatif et non obligatoire. Il faut consulte
26、r les plus rcents comptes rendus de la CIE, ou le CIE NEWS, en ce qui concerne des amendements nouveaux ventuels. Dieser Technische Bericht ist vom CIE Technischen Komitee 6-24 der Division 6 “Photobiologie und Photochemie“ ausgearbeitet und vom Vorstand der Commission Internationale de lEclairage g
27、ebilligt worden. Das Dokument berichtet ber den derzeitigen Stand des Wissens und Erfahrung in dem behandelten Gebiet von Licht und Beleuchtung; es ist zur Verwendung durch CIE-Mitglieder und durch andere Interessierte bestimmt. Es sollte jedoch beachtet werden, dass das Dokument eine Empfehlung und
28、 keine Vorschrift ist. Die neuesten CIE-Tagungsberichte oder die CIE NEWS sollten im Hinblick auf mgliche sptere nderungen zu Rate gezogen werden. Any mention of organisations or products does not imply endorsement by the CIE. Whilst every care has been taken in the compilation of any lists, up to t
29、he time of going to press, these may not be comprehensive. Toute mention dorganisme ou de produit nimplique pas une prfrence de la CIE. Malgr le soin apport la compilation de tous les documents jusqu la mise sous presse, ce travail ne saurait tre exhaustif. Die Erwhnung von Organisationen oder Erzeu
30、gnissen bedeutet keine Billigung durch die CIE. Obgleich groe Sorgfalt bei der Erstellung von Verzeichnissen bis zum Zeitpunkt der Drucklegung angewendet wurde, ist es mglich, dass diese nicht vollstndig sind. CIE 2010 All rights reserved CIE 186:2010 III The following members of TC 6-24 “Sunscreen
31、and UV-A“ took part in the preparation of this Technical Report. The committee comes under Division 6 “Photobiology and Photochemistry“. Members: J.P. Csarini France (Chair) F. Christiaens France C. Cole USA B. Herzog Germany H. Hnigsmann Austria U. Osterwalder Switzerland R. Sayre USA A. Young Grea
32、t Britain Advisors: R. Bimczok Germany M. Brown Great Britain J. Ferguson Great Britain L. Ferrero France H. Gers-Barlag Germany G. Greenoak Australia H. Lim USA D. Moyal France CIE 186:2010 IV CONTENTS SUMMARY VI RESUME VI ZUSAMMENFASSUNG VI ABBREVIATIONS VIII SYMBOLS VIII 1 INTRODUCTION 1 1.1 Term
33、s of Reference (1992) 1 1.2 Scope/State of the Art 1 1.3 Background - Previous Work (Status of TC 6-24 in 1997, see Appendix A) 2 1.4 Comparison of in vivo Methods 2 1.4.1 Phototoxicity 2 1.4.2 UV-A Erythema 2 1.4.3 Human Spectroscopic Method 2 1.4.4 Immediate and Persistent Pigment Darkening (IPD a
34、nd PPD) 2 1.5 Conclusion from Previous Work 3 2 ASSESSMENT OF UV-A PROTECTION BY SUNSCREENS - MECHANISMS OF UV-A ATTENUATION 3 2.1 General Principles 3 2.2 Chemistry 5 2.3 Factors that affect UVR Transmittance of Sunscreens 5 3 ASSESSMENT OF UV-A PROTECTION BY SUNSCREENS - MATERIALS AND METHODS 5 3.
35、1 Materials 5 3.2 Galenics of Sunscreens 8 3.3. Methods 9 3.4 In vivo Methods 9 3.4.1 UV Sources and Cut-off Filters for in vivo Studies 9 3.4.2 Subjects 10 3.4.3 Persistent Pigment Darkening 10 3.4.4 Diffuse Reflectance Spectroscopy 11 3.5 Ex vivo Methods 11 3.6 In vitro Methods (Instrumental) 11 3
36、.6.1 UV Sources and Cut-off Filters for in vitro Studies 12 3.6.2 Instruments for in vitro Measurements 12 3.6.3 Substrates for in vitro Testing 14 3.6.4 UV-A/UV-B Ratio 15 3.6.5 Critical Wavelength 16 3.6.6 Australian Standard 16 3.6.7 UV-A Balance (DIN 67502) 16 3.6.8 COLIPA Method (DIN 67502 + Pr
37、e-Irradiation of Test Sample) 18 3.7 In silico Methods 19 3.7.1 Calculated SPF 19 3.7.2 Calculated UV-A Parameters, Demonstration of the Characteristics of the Various UV-A Methods 19 4 CURRENT NATIONAL AND REGIONAL STANDARD DOCUMENTS AND GUIDELINES 20 4.1 Current National Standards 20 4.2 Proposed
38、Methods/Standards 21 5 DISCUSSION AND RECOMMENDATION OF TEST METHODS 21 5.1 In vivo 21 5.2 In vitro 21 5.3 In silico 22 5.4 Conclusion 22 CIE 186:2010 V 6 REFERENCES 23 APPENDIX A TC 6-24 REPORT SUNSCREEN UV-A STATE OF THE ART 1997 27 A1 Introduction 27 A2 Considered Methods 27 A2.1 In vitro Determi
39、nation 27 A2.2 In vivo Protection against UV-A Phototoxic Reactions 28 A2.3 In vivo Pigmentation and Erythema 28 A2.4 Human Spectroscopic Method 28 A2.5 In vivo Immediate Pigment Darkening 28 A3 Advantages of the Test Based on the Persistent Pigment Darkening Dose 29 A4 Considered Specific Points fo
40、r a UV-A Photoprotection Test Based on PPD 29 A4.1 Selection of Subjects 29 A4.2 Test Site 29 A4.3 Sources of Irradiation 30 A4.4 Determination of the Persistent Pigment Darkening Dose 30 A4.5 Number of Subjects and Calculation of the UV-A Protection Factor 30 A4.6 Water Resistance 30 A5 Considerati
41、ons for Ongoing and Future Work 30 A6 Annex to TC 6-24 Report 1997: Relevant Publications 31 A6.1 UV-A Induced Pigmentation and Erythema 31 A6.2 Evaluation Methods for Sunscreens (UV-A) 32 A6.3 Effects of UV-A on Human Skin and Health 33 APPENDIX B TC 6-31 REPORT IMMEDIATE PIGMENT DARKENING (IPD) 34
42、 B1 History of the Phenomenon 34 B2 Nature of the Phenomenon 34 B3 Action Spectrum 35 B4 Practical Interest 37 B5 References 38 B6 Bibliography 40 APPENDIX C CROSS REFERENCE OF ALL UV FILTERS BY INCI AND USAN DESIGNATION 43 CIE 186:2010 VI UV-A PROTECTION AND SUNSCREENS SUMMARY Technical Committee T
43、C 6-24 was formed in 1992 due to the importance of the deleterious effects associated with exposure to UV-A radiation and because of a lack of existing guidance/regulations on tests for UV-A protection. The objective was to arrive at an international consensus on such tests. By 1997 the committee ha
44、d identified one in vivo method worth pursuing, i.e. Persistent Pigment Darkening, and several in vitro methods that had not yet been validated. It was not possible to reach a consensus at that time, however. In the meantime the development of methods to assess UV-A protection continued and is still
45、 on-going, especially on in vitro methods. Furthermore, the computer-aided calculation of sunscreen performance - referred to as in silico - became more sophisticated and useful. Rather than trying to find a consensus on sunscreen testing the objective of the reactivated TC 6-24 has now been reduced
46、 to giving, in the form of a Technical Report, a comprehensive overview as well as an assessment and ranking of the UV-A methods currently under discussion. This report starts with the general principles of UV protection and an overview of UV-A and broad-spectrum UV filters. Then a description and a
47、ssessment of in vivo, ex vivo, in vitro and in silico methods is given. PROTECTION ANTI-UV-A ET PRODUITS DE PROTECTION SOLAIRE RESUME Le comit technique TC 6-24 a t initi en 1992 pour prendre en compte limportance des effets dltres entrans par les expositions au rayonnement UV-A et, en raison de lab
48、sence de normalisation, pour tester la protection anti-UV-A. Son objectif tait de parvenir un consensus international pour raliser de tels tests. En 1997, le comit a slectionn un test in vivo pour une tude approfondie base sur la raction cutane appele pigmentation immdiate et persistante. Plusieurs
49、mthodes in vitro ntaient pas encore valides. Il fut impossible de parvenir un consensus. Paralllement, le dveloppement de mthodes pour valuer la protection anti-UV-A continuait et se poursuit actuellement, particulirement vers les mthodes in vitro. De plus lvaluation, aide par informatique, des performances des crans solaires - mthode appele “in silico“ - devint plus sophistique et utilise. Plutt qu
