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Bisher wurde dieser Faktor durch in vivo-Tests an menschlichen Freiwilligen ermittelt, was ethische und praktische Probleme aufwirft (Krebsrisiken, Kosten...). Wissenschaftler haben nun vielversprechende in vitro-Experimente entwickelt, die die Zuverlässigkeit und das Verständnis dieser Art von Tests verbessern.
Der Schutzfaktor eines Sonnenschutzprodukts wurde bisher bestimmt, indem die Haut von Freiwilligen schrittweise höheren Dosen von UV-Strahlung ausgesetzt wurde, bis die ersten Rötungen auftraten. Obwohl diese in vivo-Tests seit Jahrzehnten zur Ermittlung des Lichtschutzfaktors kommerzieller Produkte dienen, werfen sie zahlreiche Probleme auf.
Zunächst ethische, da die Exposition von Personen gegenüber potenziell krebserregender Strahlung fragwürdig ist, aber auch, weil diese Tests teuer und zeitaufwändig sind. Aus regulatorischer Sicht gefährden die zunehmenden Einschränkungen bei in vivo-Versuchen zudem ihre mittelfristige Zukunft.
Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, arbeiten Wissenschaftler des Centre de recherche Paul Pascal (CNRS/Université de Bordeaux) an der Verbesserung von in vitro-Tests, die diesmal auf Kunststoffsubstraten durchgeführt werden. Eine kostengünstige Methode, die schnell Ergebnisse liefert, bei der die Wissenschaftler jedoch noch Schwierigkeiten haben, die in vivo erhaltenen Werte zu reproduzieren.
Durch die Verwendung von Substraten mit unterschiedlichen Rauigkeiten, die denen der Haut nahekommen, untersuchten die Forscher die Korrelation zwischen in vivo- und in vitro-Ergebnissen. Die Untersuchung des Verhaltens der Sonnencreme auf Platten unterschiedlicher Rauheit mittels UV-Fotografie und Spektroskopie zeigte, dass die Creme einen dünnen Film auf der Substratoberfläche bildet, dessen Textur, Dicke und Homogenität die Wirksamkeit stark beeinflussen.
Zum ersten Mal stellten sie durch die Anwendung des Beer-Lambert-Gesetzes – das beschreibt, wie Licht absorbiert wird, wenn es eine Substanz durchdringt – auf diese inhomogenen Filme einen analytischen Zusammenhang zwischen Absorption, Dickeverteilung, Filmhomogenität und Schutzwirkung her.
Dieses an drei Sonnencremes validierte Modell erklärt die schlechte Korrelation zwischen in vitro- und in vivo-Ergebnissen bei hohen Schutzfaktoren. Es ist auch ein großer Schritt zum Verständnis der Variabilität in Abhängigkeit von der Art der Sonnenschutzprodukte (Stick, Creme, Lotion, Spray).
Diese in der Zeitschrift ACS Applied Materials & Interfaces veröffentlichten Arbeiten zeigen, wie stark die Eigenschaften der von Sonnencremes auf der Haut gebildeten Filme deren Wirksamkeit beeinflussen.
Diese Ergebnisse stimmen mit der im Dezember 2024 veröffentlichten neuen in vitro-Norm überein, die nun die alleinige Verwendung von in vitro-Tests für die Angabe des Lichtschutzfaktors ermöglicht. Dieser Ansatz sollte eine Verallgemeinerung auf alle Arten von Darreichungsformen ermöglichen und so einen immer zuverlässigeren Lichtschutzfaktor liefern, der dem entspricht, was tatsächlich beim Menschen beobachtet wird.