Die Bestimmung des Lichtschutzfaktors (LSF) von Sonnenschutzmitteln erfolgt aktuell durch ein invasives Verfahren, bei dem Proband*innen genau den UV-Strahlen ausgesetzt werden, vor denen die Testprodukte sie eigentlich schützen sollten. Eine alternative in-vitro Methode ist derzeit nicht verfügbar. Mithilfe eines Hybridverfahrens konnte in den letzten Jahren jedoch gute Ergebnisse erzielt werden: Dabei wird das von der Haut reflektierte Licht vor und nach dem Auftragen eines Sonnenschutzmittels verglichen (DRS), um ein Absorptionsspektrum im gesamten UV-Bereich zu bestimmen. Der UV-B-Bereich wird dabei jedoch nicht ausreichend erfasst; deshalb wird die Form der UV-Absorptionskurve zusätzlich in-vitro bestimmt und das Spektrum anschließend im UVA-Bereich an die in-vivo Messung angepasst, sodass der UVB-Teil des in-vitro Spektrums mit den in-vivo DRS-Ergebnissen kombiniert werden kann (HDRS). Hier wird ein neues LED-basiertes Testsystem zur Bestimmung des LSF und UV-A-Schutzes (UVA-PF) vorgestellt, das sowohl für HDRS- als auch für reine in-vivo Anwendungen geprüft wurde. Dafür wurden insgesamt 11 Testprodukte mit je 10 Proband*innen untersucht. Die in-vivo Messungen wurden mit einer multi-lambda-LED-Lichtquelle, einer Glasfasersonde mit sieben Messpositionen und einem Spektrographen mit 84 Kanälen durchgeführt. Es wurden unterschiedliche Berechnungsmethoden zur Anwendung des HDRS-Verfahrens miteinander verglichen und schließlich ein Ansatz ausgewählt, der valide Ergebnisse mit guter Übereinstimmung zur Referenzmethode erzeugte (LSFHDRS: R2 = 0,86; UVA-PF: R2 = 0,92). Dabei wurde das in-vivo Spektrum mit dem in-vitro Spektrum der nicht photogealterten Creme verknüpft. Die Alterskorrektur erfolgte anschließend für das Hybrid-Spektrum mithilfe eines Wellenlängen-abhängigen Faktors. Für Sonnenschutzmittel mit LSF ≤ 26 wurde im reinen in-vivo Modus ebenfalls eine gute Korrelation (R2 = 0,78) erzielt. Bei dem LSFHDRS-LED-Verfahren handelt es sich um eine schnelle, nicht-invasive Methode zur Beurteilung des LSF von Sonnenschutzmitteln auf der menschlichen Haut. Die eingesetzte UV-Dosis beträgt maximal 0,2 der MED. Das kompakte LED-basierte Testsystem bietet im Vergleich zu anderen HDRS-Verfahren ein hohes Maß an zeitlicher und spektraler Flexibilität. Zusätzlich sind auch reine in-vivo Messungen im UV-A- und im UV-B-Bereich möglich. Diese lassen sich zu Forschungszwecken verwenden.
Sun protection factor (SPF) values are currently determined using an invasive procedure, in which subjects are exposed to high doses of ultraviolet (UV) light. There is no alternative in- vitro method available yet. But in the last years good results could be obtained by a hybrid approach: By measuring the amount of reflected light before and after the application of sunscreen, an absorption spectrum in the UV-range is calculated (DRS). Yet, the UVB-range cannot be captured sufficiently. Therefore the shape of the UV-absorption curve is additionally determined in vitro and scaled to the in-vitro spectrum in the UVA-range, so that the UVB-part of the in-vitro spectrum can be combined with the in vivo DRS-results (HDRS). Here, we present a novel LED-based test system for the determination of SPFs and UVA-PFs, that was examined using a pure in vivo and the HDRS approach. Each of the 11 test products was investigated with 10 test subjects. The in vivo measurements were performed with a multi-lambda-LED light source, a fiber optic probe with seven detection subunits and an 84-channel imaging spectrograph. Having examined various approaches to apply the HDRS principle, the method we present was found to produce valid results, that were in good accordance with the reference method (LSFHDRS: r2 = 0.86; UVA- PF: r2 = 0.92). The preexposure in vitro spectrum was fitted to the in vivo spectrum and a wavelength-dependent scaling factor of photodegradation was calculated. Pure in vivo values showed a good accuracy (r2 = 0,78) in sunscreen products with SPF 26 and lower. The LSFHDRS-LED approach is a fast, non-invasive method for the determination of LSF values on the human skin. The UV-dose never exceeded 0,2 of the MED. The compact LED- based test system offers a high flexibility in terms of spectrum and time, compared to other HDRS methods. Additionally, pure in-vivo measurements can be performed in the UVA and the UVB range, which can be used for research purposes.
