Ученые UCLA создали минеральный солнцезащитный крем без белого налета

Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе нашли способ сделать минеральный солнцезащитный крем менее заметным, не снижая его защитных свойств. Credit: Shutterstock

Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) создали формулу минерального солнцезащитного крема, которая оставляет гораздо меньше бледного, мелового налета, часто отпугивающего людей от ежедневного использования солнцезащиты.

Дерматологи давно рекомендуют ежедневно наносить солнцезащитный крем для снижения воздействия ультрафиолетового излучения. Чрезмерное ультрафиолетовое облучение является основной предотвратимой причиной рака кожи, который является самым распространенным видом рака в США.

Несмотря на эти риски, многие люди не пользуются солнцезащитным кремом регулярно. Одна из частых жалоб заключается в том, что минеральные солнцезащитные кремы, содержащие оксид цинка, могут оставлять заметную белую или серую пленку на коже.

Изменение формы оксида цинка для уменьшения белого налета

Исследование, проведенное под руководством ученых из Комплексного онкологического центра Джонссона при UCLA Health, предполагает, что проблему можно решить без создания нового химического ингредиента. Вместо этого исследователи изменили физическую форму частиц оксида цинка, уже используемых во многих минеральных солнцезащитных кремах.

Команда разработала оксид цинка в виде микроскопических четырехконечных структур, известных как тетраподы. По словам исследователей, эти частицы обеспечивали надежную защиту от вредного ультрафиолетового излучения, оставляя при этом меньше белого налета, чем обычные формулы с оксидом цинка.

Результаты, опубликованные в журнале ACS Materials Letters, могут способствовать профилактике рака кожи, делая минеральный солнцезащитный крем более привлекательным и стимулируя его регулярное использование среди людей с разными оттенками кожи.

«Это не просто вопрос косметики, — сказал старший автор исследования Пол С. Вайс (Paul S. Weiss), обладатель президентского кресла Калифорнийского университета, выдающийся профессор химии, биохимии, биоинженерии и материаловедения в UCLA, а также исследователь Комплексного онкологического центра Джонссона при UCLA Health. — Если улучшение внешнего вида солнцезащитного крема приведет к более регулярному его использованию, это может иметь реальные последствия для профилактики рака кожи».

Почему внешний вид солнцезащитного крема имеет значение

Потенциальные преимущества могут быть особенно значимы для людей с более темными оттенками кожи. Они часто реже используют солнцезащитный крем и с большей вероятностью получают диагноз «рак кожи» на более поздней стадии.

Хотя меланома, самая смертоносная форма рака кожи, менее распространена среди людей с темной кожей, исследования показывают, что они значительно чаще умирают от этого заболевания. Одна из причин заключается в том, что меланому часто обнаруживают позже, когда лечение становится более сложным.

Для первого автора Эй Джей Аддае (AJ Addae), аспиранта-химика UCLA и предпринимателя в области косметической науки, исследование выросло из личного опыта.

«Я начал думать об этом, потому что меня раздражало, как минеральный солнцезащитный крем выглядит на моей собственной коже, — сказал Аддае. — Большая часть моей мотивации исходила из моего собственного опыта попыток использовать минеральный солнцезащитный крем и борьбы с белым налетом и другими неприглядными эстетическими проблемами. Это привело к тому, что я просто перестал пользоваться солнцезащитным кремом. Это разочарование и стало отправной точкой для этой работы».

Почему минеральные солнцезащитные кремы выглядят меловыми

Оксид цинка широко используется в минеральных солнцезащитных кремах, поскольку он блокирует лучи UVA, способствующие старению кожи, а также лучи UVB, вызывающие солнечные ожоги и повышающие риск рака кожи. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) классифицирует оксид цинка как безопасный и эффективный.

Минеральные солнцезащитные кремы обычно рекомендуются людям с чувствительной кожей, склонной к акне, розацеа или тем, кто предпочитает нехимические варианты.

Однако стандартные частицы оксида цинка часто собираются в комки. Это может сделать формулы солнцезащитных кремов менее стабильными и заставить частицы рассеивать видимый свет, создавая белый или серый налет, который особенно заметен на более темных оттенках кожи.

Команда UCLA исследовала, может ли изменение структуры частиц предотвратить это слипание и улучшить внешний вид солнцезащитного крема.

Большая часть оксида цинка, используемого в солнцезащитных кремах, состоит из очень маленьких, примерно сферических наночастиц, полученных химическими методами производства. В новом исследовании ученые изучили гораздо более крупные частицы, созданные с помощью запатентованного высокотемпературного пламенного процесса. Эти частицы имеют форму крошечных тетраподов.

«Из-за своей структуры эти частицы в форме тетраподов имеют распорки и образуют пористые сети вместо того, чтобы слипаться в комки, — сказал Аддае. — Они не могут плотно упаковываться и агрегировать, поэтому остаются равномерно распределенными в солнцезащитном креме».

Защита SPF 30 с лучшей стабильностью

Исследователи сравнили оксид цинка в форме тетраподов с обычными наночастицами оксида цинка, обычно встречающимися в минеральных солнцезащитных кремах. Формулы с тетраподами показали несколько практических преимуществ.

При использовании обоих типов оксида цинка в одинаковой концентрации солнцезащитный крем с тетраподами достиг фактора защиты от солнца (SPF) около 30. Такой уровень защиты аналогичен тому, что обеспечивают стандартные минеральные солнцезащитные кремы.

Лосьоны с тетраподами также оставались более стабильными с течением времени. Они демонстрировали меньше признаков расслаивания или чрезмерного загустевания.

Наиболее заметным улучшением стало то, как частицы взаимодействуют со светом. В лабораторных экспериментах и контролируемых нанесениях на кожу солнцезащитный крем с тетраподами создавал более теплый вид, который больше соответствовал естественным тонам кожи. Он не создавал такого же интенсивного белого или серого налета, как обычный оксид цинка.

Исследователи достигли этого эффекта без использования дополнительных пигментов или специальных покрытий для маскировки налета.

«Когда я нанес его на свою кожу, я не увидел того белого налета, который обычно появляется при использовании оксида цинка, — сказал Аддае. — В тот момент я понял, что это действительно может сработать».

«Что нас удивило, так это то, как быстро это сработало, — добавил Вайс, который также является членом Калифорнийского института наносистем при UCLA и Центра микробиома UCLA Goodman-Luskin. — Уже самые первые формулы показали видимую разницу».

От материаловедения к профилактике рака кожи

Технология солнцезащитного крема потребует дополнительных испытаний, прежде чем она сможет появиться в продаже. Тем не менее, исследователи говорят, что полученные результаты демонстрируют, как материаловедение может помочь устранить практический барьер на пути профилактики рака кожи.

«Лучший солнцезащитный крем — это тот, который люди действительно будут использовать, — сказал Аддае. — Если оксид цинка можно сделать так, чтобы он лучше выглядел на большем количестве оттенков кожи, не жертвуя защитой, это может помочь большему количеству людей защитить себя от самых опасных последствий воздействия солнца».

В настоящее время исследователи сотрудничают с отделением дерматологии UCLA Health, включая Клинику кожи цвета UCLA Health. Они планируют изучить, как частицы-тетраподы взаимодействуют с микробиомом кожи, и продолжить работу над практическим применением.

Ключевые выводы

• Минеральные солнцезащитные кремы на основе оксида цинка часто оставляют на коже заметный белый или меловой слой.
• Исследователи UCLA обнаружили, что изменение формы частиц оксида цинка на четырехконечные тетраподы может уменьшить этот эффект.
• В лабораторных тестах и при контролируемом нанесении на кожу формулы с тетраподами выглядели более теплыми и близкими к естественному тону кожи, вместо того чтобы создавать сильный белый или серый налет.

Другими авторами исследования являются Дженнифер Уянга (Jennifer Uyanga) и научный руководитель диссертации Аддае, профессор Джастин Карман (Justin Carman) из кафедры химии UCLA, а также профессор Йогендра Кумар Мишра (Yogendra Kumar Mishra) из Университета Южной Дании.

Исследование частично финансировалось Национальным научным фондом, Инициативой Challenge Initiative в UCLA и грантом Sigma Xi IFoRE Grant-in-Aid.

Источники:

Материалы предоставлены Калифорнийским университетом в Лос-Анджелесе, отделом медицинских наук.

Ajoa J. Addae, Jennifer Uyanga, Yogendra Kumar Mishra, Justin Caram, Paul S. Weiss. Flame-Synthesized Zinc Oxide Tetrapods for Photoprotection in Sunscreen Formulations. ACS Materials Letters, 2025; 8 (4): 1055 DOI: 10.1021/acsmaterialslett.5c01351