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
- 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”
- 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”
- 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
- Biological response → E(λ)
- Environmental exposure → Iₛₒₗ(λ)
- 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:
บทความโดย:
