護膚保養品DIY 知識集-如何設計"防曬"配方？ @MSMF 知識PART
「防曬」配方應考量：1.防護UV波段範圍、2.物理/化學性防曬劑、3.使用場合/條件需求──建構更完善的防曬品。
雖然紫外線總量最少，但是其對皮膚的傷害，最快速且顯著。
主要因為紫外線波長短，單位能量高，尤其容易破壞分子的雙鍵結構，使皮膚的 DNA 與蛋白質發生異常，導致皮膚組織病變。
因此防曬產品，主要針對「紫外線」──防止: 曬傷、曬黑、與誘發皮膚癌的高風險。
完善護膚保養品「防曬」配方設計考量：
1. 防護UV波段範圍
紫外線依波長可分為 UVC、UVB 與 UVA──
● UVC(波長範圍 100~280nm)：波長最短，單位時間內殺傷力最強，但幾乎無法到達地表，全被大氣中臭氧層吸收。不過近年來，臭氧層的破壞，UVC 穿透大氣機率提升。
● UVC(波長範圍 100~280nm)：波長最短，單位時間內殺傷力最強，但幾乎無法到達地表，全被大氣中臭氧層吸收。不過近年來，臭氧層的破壞，UVC 穿透大氣機率提升。
● UVB(波長範圍 280~320nm)：中等波長，與 UVC 一樣會被臭氧層大量吸收，僅約 2~5%能到達地表。會造成皮膚曬傷，與之後的曬黑反應。因 UVB 能直接破壞 DNA，被認為是陽光導致皮膚癌症的主要因素。
● UVA(波長範圍 320~400nm)：長波紫外線，穿透力最高，約有超過 95%的UVA 能到達地表。因為能穿透雲層或普通窗戶玻璃，因此即使是陰天、室內或車內，均有機會暴露於 UVA 下，導致光老化──例如著名的卡車司機大叔(老半側臉-照片, 如下)，即使在車內，防曬一樣有需要。
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H/T and photo link: Gizmodo
Citation: Jennifer R.S. Gordon, M.D., and Joaquin C. Brieva, M.D., 'Unilateral Dermatoheliosis', N Engl J Med 2012; 366:e25 |
UVA 可再細分為 UVA-1(波長 340~400nm)與 UVA-2(波長 320~340nm)──
* UVA-1 波長較長，穿透力最強，可達真皮層深處。因能量弱，不易察覺(如熱感或曬紅跡象)，故容易被忽略。特別是在冬季時，UVA-1強度雖然較弱，但仍然存在，會因為長時間累積的量，反而造成皮膚更大的傷害。
* UVA-2 波長則比 UVB 稍長一點，所以能穿透表皮層更深處，引起皮膚曬傷、發紅腫痛現象。
因為UVA容易被忽視(──沒感覺)，卻又與光老化現象高度相關，故針對 UVA 的防護，尤其 UVA-1，便衍生出「臨界波長(Critical Wavelength)，即 90%的 UVB~UVA吸收曲線面積之臨界點波長(參下圖)」的判定需求，來確認防曬品的防護廣度。
另外近年來化妝品界，也開始有針對「紅外線(波長範圍 760nm~1mm)防護」的聲音出現──
因紅外線的「熱能(高溫)」確實，會造成膠原蛋白受損、自由基增加......等傷害。
而紅外線又佔陽光輻射中總量的50%，長期的劑量累積，可能會促使皮膚發生光老化現象。
只是目前科學界尚不清楚：自然陽光中的 IR，對皮膚的傷害程度，及其因果關係──故現今防曬產品並無明文規定對 IR 的防範標準。
2. 物理/化學性防曬劑
● 物理性防曬，主要為無機顆粒，透過對光的反射與散射，來防止皮膚接觸到紫外線。
一般來說，物理性防曬劑對光穩定性高，不會滲入皮膚，故不易引起刺激過敏反應。廣受敏感性膚質歡迎。
但用量%高時，容易影響膚色，產生白感現象。
當今主流的物理性防曬劑為：二氧化鈦(TiO2)與氧化鋅(ZnO)粉體。
*各國對防曬劑的規定均有不同，目前衛福部對化妝品使用物理防曬劑相關規定如下
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| 資料來源：https://www.fda.gov.tw/ |
● 化學性防曬，則藉由有機化合物，吸收紫外線(光能)轉換成熱能方式釋放，來減弱紫外線對皮膚的傷害。
相對物理防曬粉體，化學性防曬更容易幫助配方，達成所需SPF、PA+或★值......等防曬係數要求。
且使用時透明度高，不影響膚色。
不過由於化學性防曬劑，在吸收UV及轉換能量的過程中──可能出現：轉換速率太慢，UV吸收飽和；或激發態結構分子與其它成分，發生交互作用；或被UV光反應，降解變成其它次級產物──而失去防曬力。故必要時，配方應搭配適宜之抗氧化劑或保護劑，確保防曬劑效力。
也因此，而導致化學性防曬劑，需要定時補充，以維持同等的防曬力。另外，光反應後的二次產物，或來不及迅速回復的激發態分子，都是潛在的刺激過敏原，易造成皮膚不適。
相較於物理性防曬劑，化學性防曬成分眾多，可依原料廠商提供的資料，搭配選用。
*各國對防曬劑的規定均有不同，目前衛福部對化妝品防曬劑相關規定如下(共49項，以下為部分擷取)
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| 資料來源：https://www.fda.gov.tw/ |
不管是物理性或化學性防曬劑，均有其各自的「最佳UV吸收波段」。
在設計防曬配方時，可透過彼此搭配方式，組合建立更完善的UV防護廣度。
例如：二氧化鈦，最佳吸收峰在UVB波段，那麼可以搭配Avobenzone成分，提升對UVA波段的防曬力。
3.使用場合/條件需求
防曬產品，通常供外出時使用，而不同「使用場合」，適用不同的配方設計(劑型)，以達防曬最佳使用效果。例如：泳池戲水，可配合疏水性較強的W/O劑型；或者上/下班通勤，低SPF值防曬劑組合+普通O/W劑型即可，也能提供更清爽的膚感。
另外「膚況需求」亦是配方考慮的重點──
例如：敏感肌膚，選用物理性防曬劑，會優於化學防曬劑；或可在配方中，加入「舒緩」活性成分，可幫助減低日曬下的不適感。
防曬指標
配方的防曬劑組合，能否達所需防曬力要求？
防曬效力需要實際測試驗證──目前主流的測定量為 2 mg/cm² 的防曬產品內容物，均勻塗抹於人體皮膚(in vivo test)或人工薄膜(in vitro test)上，然後比較「塗抹前、塗抹後」的皮膚出現「變紅/變黑劑量」、或薄膜上「UV 被防曬劑吸收量」的差異──並衍生出不同的防曬係數體系。
SPF (Sun Protection Factor)──UVB 防曬係數
SPF 主要針對 UVB 曬傷發紅的防護效能指標。表示：皮膚塗抹防曬品後，在相同強度的 UV 照射下，能延長多少倍時間，才會達裸膚時的最低致紅斑劑量(Minimal Erythema Dose，MED)。例如：原本皮膚達 MED 為 10 分鐘，那麼SPF15 的防曬品，能幫助皮膚在相同 UV 照射下，150 分鐘才會被曬紅(即延長15 倍×10 分鐘=150 分鐘)。
PPD (Persistent Pigment Darkening)──UVA 持續性曬黑係數
PPD 針對 UVA 曬黑的防護指標，類似 SPF 測試，只是將判斷指標，由曬紅改為曬黑。PPD 數值表示：防曬品塗抹與未塗抹之皮膚，照射 UVA 後 2~24 小時仍持續存在的曬黑程度比值。例如 PPD10 的防曬品，表示能使原本10 分鐘曬黑的皮膚，延長至 100 分鐘(在相同 UVA 照射)，才能達一樣的曬黑程度。
SPF (Sun Protection Factor)──UVB 防曬係數
SPF 主要針對 UVB 曬傷發紅的防護效能指標。表示：皮膚塗抹防曬品後，在相同強度的 UV 照射下，能延長多少倍時間，才會達裸膚時的最低致紅斑劑量(Minimal Erythema Dose，MED)。例如：原本皮膚達 MED 為 10 分鐘，那麼SPF15 的防曬品，能幫助皮膚在相同 UV 照射下，150 分鐘才會被曬紅(即延長15 倍×10 分鐘=150 分鐘)。
PPD (Persistent Pigment Darkening)──UVA 持續性曬黑係數
PPD 針對 UVA 曬黑的防護指標，類似 SPF 測試，只是將判斷指標，由曬紅改為曬黑。PPD 數值表示：防曬品塗抹與未塗抹之皮膚，照射 UVA 後 2~24 小時仍持續存在的曬黑程度比值。例如 PPD10 的防曬品，表示能使原本10 分鐘曬黑的皮膚，延長至 100 分鐘(在相同 UVA 照射)，才能達一樣的曬黑程度。
PA+系統(Protection Grade of UVA)──UVA 防護等級
同樣基於 PPD 的測試方法，只是將 UVA 曬黑程度的表示方式，改以「+」代表。
基本上對應 PPD 等級如下：
PA+ =PPD 2~4 (不含 4)
PA++ =PPD 4~8 (不含 8)
PA+++ =PPD 8~16 (不含 16)
PA++++ =PPD 16~
PA++ =PPD 4~8 (不含 8)
PA+++ =PPD 8~16 (不含 16)
PA++++ =PPD 16~
針對 UVA 防護能力，還有 2 種常見標示(如下圖表)，係利用計算方式而得──
★值：代表產品防曬劑對 UV 吸收能力的「UVA / UVB」比值，
例如 3顆★之防曬品，表示產品對 UVA 的防護力，達 UVB 者 61~80%。
PS.護膚保養品DIY 知識/配方，一次擁有《保養品DIY教戰手冊》https://myskinmyforum.blogspot.tw/p/diy_6.html
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