จากหลายคนที่มีคำถามว่า ค่า SPF จาก ISO 23675 (In vitro determination of sun protection factor (SPF) มีค่าเท่ากันกับค่า in-vivo (ISO 24444)  หรือไม่ ?

เราในฐานะตัวแทนจำหน่ายวัตถุดิบของผู้ผลิตรายใหญ่ระดับโลกไม่อยากจะตอบให้เข้าใจยาก แต่จำเป็นที่ต้องอธิบายเชิง Technical ตามรายละเอียดดังนี้นะคะ

ค่า SPF Final ที่ได้ ISO 23675 มาจากผลเฉลี่ยจาก 3 pairs ( 3 Moulded plates & 3 Sandblast plates) หลังการฉายแสงที่มีรายละเอียดดังนี้

ขอเริ่มต้นด้วยสมการการหาค่า in-vitro SPF ก่อนการฉายแสง ตาม ISO 23675

SPF = “Weighted UV dose without product” ÷ “Weighted UV dose with product”

พลัง UV ที่ได้รับโดยไม่มีการปกป้อง ÷ พลัง UV ที่ได้รับโดยมีการปกป้อง (จากครีมกันแดด)

ตัวบน (numerator) = ปริมาณ UV ทั้งหมดที่ “ก่อให้เกิดผิวไหม้” (ไม่มีกันแดด)

ตัวล่าง (denominator) = ปริมาณ UV ที่ “ทะลุผ่านฟิล์มกันแดด” ไปถึงผิว ดังนั้นถ้าทะลุผ่านน้อย ค่าจะ SPF สูง

SPF = “Weighted UV dose without product” ÷ “Weighted UV dose with product”

พลัง UV ที่

  1. E(λ) = Erythema action spectrum

เป็นค่าที่บ่งบอก ว่า UV แต่ละ wavelength “ทำให้ผิวไหม้มากแค่ไหน” UVB (ประมาณ 300 nm) แรงกว่า UVA

ค่า E(λ) ในแต่ละช่วงคลื่นมีการแสดงผลไว้ใน Annex A ของเอกสาร ISO 23675  สรุปให้เข้าใจง่ายๆ คือ “น้ำหนักความอันตรายในแต่ละความยาวคลื่น”

  1. Iₛₒₗ(λ) = Reference solar spectrum

คือปริมาณแสง UV ในแต่ละ wavelength  ที่ได้จาก Light source จะเป็นค่ามาตรฐานของละ light source ขึ้นอยู่กับว่า standard นั้นๆจะอ้างอิงแสงจากที่ไหน สำหรับ ISO 23675 มีการกำหนดไว้ใน Annex A ของเอกสาร ISO 23675

สรุปคือ “พลัง UV ที่เข้ามาจริงในแต่ละความยาวคลื่น”

  1. 10^(-A(λ)·C)

คือ “Transmittance” หรือ แสงที่ทะลุผ่านฟิล์มกันแดด A(λ) คือ absorbance หรือความสามารถในการดูดกลืนแสงของสูตร C คือ correction factor ใน ISO 23675 ค่า C ขึ้นอยู่กับชนิดของเพลทที่นำมาทดสอบและประเภทของผลิตภัณฑ์  absorbance สูง → แสงผ่านน้อย → SPF สูง

ดังนั้น SPF คืออัตราส่วนของพลังงานรังสี UV ที่ถ่วงน้ำหนักตามการก่อให้เกิดผิวไหม้ (erythema) ก่อนและหลังการผ่านฟิล์มกันแดดโดยคำนวณแบบรวม (integrate) ตลอดช่วงความยาวคลื่น 290–400 นาโนเมตร ถ้าสรุปเชิงระบบจะเป็นผลของ ค่า SPF เกิดจากการรวม 3 ระบบหลัก ดังนี้

  1. Biological response → E(λ)
  2. Environmental exposure → Iₛₒₗ(λ)
  3. Product performance (optics) → A(λ), C

แล้วคำนวณแบบ spectral integration ในการพัฒนาสูตรเชิง RD แม้ค่า SPF จะเน้น Erythema (ที่เกิดจาก UVB ) แต่สมการจะรวมไปถึง UVA ด้วย ดังนั้นสารกันแดด (UV filter) ที่สามารถ absorb แสงได้สูงในทุกๆช่วงคลื่น cover ตั้งแต่ 290 nm – 400 nm จะมีผลกับค่า SPF สูงตามไปด้วย

หลักการในการคำนวณเหมือนกันกับค่าก่อนการฉายแสง ต่างกันที่ค่า A Final ที่ได้จะเป็นค่าที่ผ่านการฉายแสงแล้ว

หากในผลิตภัณฑ์กันแดด ประกอบด้วยสารกันแดดที่มีความเสถียรสูง เนื้อครีมมีความ smooth เกิด coverage ที่ดีทั่วทั้งแผ่น มี film quality ที่ดี จะส่งผลให้ค่า SPF หลังการฉายแสง ไม่ต่างจากก่อนฉายแสงมากนัก

สมการที่แสดงในด้านล่างนี้ พัฒนามาจาก ring test characterization study เพื่อแปลงค่า SPF in vitro หลังการฉายแสง (post-irradiation)  ให้เป็นค่า final SPF ที่สะท้อน performance จริงมากขึ้น

Ring test study เป็นการทดลองแบบ inter-laboratory study (หลาย lab ทดสอบสูตรเดียวกัน) ใช้เพื่อดูว่า ผล SPF in vitro สัมพันธ์กับผลจริง (in vivo / performance) แค่ไหนซึ่งพบว่า:

ค่า SPF in vitro (post-irradiation) ไม่ได้ linear กับ performance จริง โดยเฉพาะช่วง SPF สูงมัก overestimate นักวิจัยจึงนำข้อมูลจำนวนมาก (Big data, ข้อมูลจาก supplier มีค่า in-vivo กว่า 800 results ในหลาย publications) จาก ring test มาทำ curve fitting ได้สมการที่ช่วย “correct” ค่า SPF ให้ใกล้ความจริงมากขึ้นดังนั้นค่าคงที่ในสมการ (1.457 และ 0.107) มาจาก statistical fitting ไม่ใช่ค่าทางฟิสิกส์

เหตุผลที่ต้องมีการทำ Final SPF:  

  • ทำเพื่อแก้ bias ของ in vitro SPF โดยเฉพาะหลัง irradiation มีแนวโน้ม “สูงเกินจริง” สมการนี้ช่วย normalize ค่า
  • สะท้อน photostability effect ใช้ค่า post-irradiation หมายถึงหลังโดน UV แล้ว (simulate การใช้งานจริง) ถ้าสูตร ไม่ photostable ค่า SPF จะ drop final SPF ก็ลดตาม
  • ทำให้ผล reproducible ระหว่าง lab
  • ลด variability จาก operator / method
  • ทำให้ผลจาก ISO in vitro method compare กันได้ดีขึ้น
  • เชื่อมโยงกับ real-life protection แม้จะไม่ใช่ in vivo แต่พยายามทำให้ in vitro SPF ≈ performance จริงบนผิว

Conclusion:

ISO 23675 เป็นอีกหนึ่ง ISO standard ที่เกิดขึ้นเพื่อใช้วัดค่า in-vitro SPF หลังจากที่ไม่เคยมีแบบ in-vitro มาก่อน ก่อนหน้านี้หากเราต้องการทดสอบค่า SPF ตาม ISO standard เรามี ISO 24444 ที่เป็น in-vivo test เพียง method เดียว แน่นอนว่าหากคุณต้องการทดสอบประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์กันแดดให้เหมือนการใช้งานจริงมากที่สุด การทดสอบ in-vivo test คือทางเลือกนั้น
ISO 23675 (และ ISO 23698) in-vitro SPF testing ที่ออกมาใหม่ปลายปี 2024 เป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่เป็นวิธีมาตรฐานเช่นกันที่จะช่วยลดระยะเวลาในการทดสอบ ลด Human error เปลี่ยนจากคนเกลี่ยเป็นการเกลี่ยด้วย Robot ลด variation ระหว่างแลปด้วยการกำหนด factor ต่างๆ ที่มีผลต่อค่าการทดสอบ ไม่ว่าจะเป็น ค่า C factor, น้ำหนักสารบนเพลทที่ระบุเป็นจุดและเฉลี่ยในแต่ละจุดให้ใกล้เคียงกัน, กำหนดอุณหภูมิของสารก่อนการทดสอบ, กำหนดอุณหภูมิและเวลาขณะทำ drying time รวมถึงกำหนดสมการที่คำนวณค่า Final SPF ที่จะช่วยให้ผลการทดสอบระหว่างแลป reproducible มากขึ้น มีความแม่นยำมากขึ้น ผลจาก Ring test study ทำให้มีการนำค่า in-vivo จากหลายๆ publications มาเป็นส่วนหนึ่งในการคำนวณค่า Final SPF ให้มีการเชื่อมโยงกับ real-life protection แม้จะไม่ใช่ in vivo SPF แต่พยายามทำให้ in vitro SPF ใกล้เคียงกับ performance จริงบนผิวให้มากที่สุด

 

บทความโดย:

[live_search]
Cleansing & Deodorant) 3 Oil & Pores) 15 Organic & Sustainable) 11 กำจัดขน (Hair Removal) 2 ซิลิโคน (Silicones) 4 ดูแลช่องปาก (Oral Care) 6 ดูแลผิวหน้า & ผิวกาย (Skin & Body Care) 89 ดูแลริมฝีปาก (Lip Care) 4 ดูแลเส้นผม & หนังศีรษะ (Hair & Scalp Care) 53 ธรรมชาติ ออร์แกนิค & ยั่งยืน (Natural 11 ธรรมชาติ ออร์แกนิค & ยั่งยืน (Natural, Organic & Sustainable) 26 บำรุงขนตา & คิ้ว (Lash & Brow) 1 ปกป้องจากแดด & มลภาวะ (Sun & Pollution Protection) 35 ปลอบประโลม & ผิวแพ้ง่าย (Soothing & Sensitive) 36 ผิวกระจ่างใส & ลดจุดด่างดำ (Brightening & Dark Spots) 44 ลดริ้วรอย & ยกกระชับ (Anti-Aging & Firming) 60 ลดสิว คุมมัน & กระชับรูขุมขน (Acne 15 ลดสิว คุมมัน & กระชับรูขุมขน (Acne, Oil & Pores) 53 สารกันเสีย (Preservatives) 7 สารกันแดด (UV Filters) 30
Contact Us