L'oxyde de zinc est un composé inorganique de formule ZnO. Le ZnO est une poudre blanche insoluble dans l'eau et est largement utilisé comme additif dans de nombreux matériaux et produits, notamment les caoutchoucs, les plastiques, les céramiques, le verre, le ciment, les lubrifiants, les aliments et comme écran solaire.
Pour les applications en science des matériaux, l'oxyde de zinc a un [ indice de réfraction ] élevé (https://www.britannica.com/science/refractive-index), une [ conductivité thermique ] élevée (http://www.dictionary.com/browse/thermal-conductivity), des propriétés liantes, antibactériennes et de protection contre les UV.
L'oxyde de zinc peut être utilisé dans des pommades, des crèmes et des lotions pour protéger contre les brûlures de soleil et d'autres dommages causés à la peau par les rayons UV. Il s'agit de l'absorbeur d'UVA et d'UVB à plus large spectre dont l'utilisation est approuvée par la FDA et qui est complètement photostable . Comme indiqué dans un article intitulé “Microfine zinc oxide (Z-Cote) as a photostyable UVA/UVB sunblock agent , l'adéquation de l'oxyde de zinc microfin comme agent photoprotecteur à large spectre a été évaluée en examinant les propriétés considérées comme importantes dans les écrans solaires : spectre d'atténuation ](https://www.britannica.com/science/attenuation-spectrum), contribution au facteur de protection solaire (SPF), photostabilité, et photoréactivité .
Résultats: L'oxyde de zinc microfin s'atténue sur tout le spectre des UV, y compris les UVA I. Il est photostable et ne réagit pas avec les écrans solaires organiques sous irradiation. Conclusion: L'oxyde de zinc microfin est un écran solaire efficace et sûr qui offre une protection à large spectre contre les UV, y compris contre les UVA de longue longueur d'onde.
En 1999, la FDA a publié un avis de proposition de réglementation qui modifiait la monographie finale provisoire (proposition de réglementation) pour les produits solaires en vente libre. Sunscreen Drug Products for Over-the-Counter Human Use ’ indique ce qui suit :
L'agence a discuté d'une étude soumise au Panel utilisant l'oxyde de zinc seul et en combinaison avec le salicylate de phényle, un autre ingrédient de l'écran solaire (58 FR 28194 à 28213). L'étude a été conçue pour mesurer la capacité de l'oxyde de zinc (15 à 33,3 %) à absorber le rayonnement ultraviolet (UV) sur une large gamme de longueurs d'onde.
Dans la proposition de règlement, l'agence a également discuté de l'importance du rayonnement ultraviolet A (UVA) pour la santé publique, ainsi que des caractéristiques et de l'étiquetage proposé des produits de protection solaire en vente libre qui prétendent offrir une protection contre le rayonnement UVA. Un commentaire a mesuré l'absorbance spectrale de trois formulations : (1) 4 pour cent d'oxyde de zinc, (2) 25 pour cent d'oxyde de zinc, et (3) 2 pour cent d'oxybenzone.
Des échantillons de couche cornée/épiderme de souris sans poils albinos ont été préparés par enlèvement mécanique du derme à l'aide d'une lame de rasoir émoussée. Les échantillons ont été découpés en cercles d'un pouce et maintenus à l'état hydraté en faisant flotter les échantillons (côté dermique vers le bas) sur un bain d'eau. L'absorbance de chaque échantillon de peau a été mesurée et enregistrée. Dix microlitres (L) d'écran solaire ont été appliqués sur le substrat cutané, laissés à sécher pendant 15 minutes, et l'absorbance a été mesurée. L'absorbance de chaque échantillon traité avec un écran solaire a été soustraite de l'absorbance de la peau (sans écran solaire) pour obtenir l'absorbance de l'écran solaire. La moyenne de cinq mesures répétées pour chaque formule d'écran solaire a été calculée et reportée sur un graphique avec des écarts types à chaque 10 nm.
Les graphiques d'absorbance spectrale ont établi que
…l'oxyde de zinc a une courbe d'absorbance relativement plate et large de 250 nm à 370 nm avec une forte baisse d'absorbance au-delà de 370 nm et s'étendant dans le spectre visible. La comparaison des mesures des 4 pour cent d'oxyde de zinc avec les 25 pour cent d'oxyde de zinc a montré que l'ampleur de l'absorbance est liée à la quantité d'oxyde de zinc dans la formulation.
Ces mesures ont démontré de manière adéquate que l'oxyde de zinc
…absorbe le rayonnement entre 290 et 380 nm et, par conséquent, étaye l'efficacité.
Un autre commentaire a porté sur les résultats des tests in vitro d'une formulation contenant 15 pour cent d'oxyde de zinc dans une émulsion stable. Les données de transmission confirment l'hypothèse selon laquelle
…l'oxyde de zinc peut protéger contre les rayons UV, y compris les UVB et les UVA.
Un commentaire comprend un profil spectral d'atténuation pour l'oxyde de zinc seul dans une formulation cosmétique et pour des combinaisons 1:1 et 3:1 d'oxyde de zinc et de dioxyde de titane. Ces profils spectraux de l'oxyde de zinc dans diverses formulations ont démontré que
…l'oxyde de zinc en tant qu'ingrédient unique peut assurer une protection dans les régions spectrales UVB et UVA.
Les progrès scientifiques récents dans la compréhension de la photochimie et de la photobiologie des produits de protection solaire ont soulevé de nombreuses questions concernant les ingrédients actifs des écrans solaires, y compris l'oxyde de zinc et le dioxyde de titane. L'oxyde de zinc et le dioxyde de titane ayant de nombreuses caractéristiques physiques similaires et pouvant être utilisés en combinaison dans des produits de protection solaire en vente libre, la discussion suivante porte sur ces deux ingrédients.
On constate un regain d'intérêt pour l'utilisation d'écrans solaires physiques, c'est-à-dire le zinc et le dioxyde de titane, dans les formulations de filtres solaires, car ces ingrédients peuvent conférer une protection pour une large gamme du spectre des rayons UV. Certains fabricants ont développé des formes ultrafines de ces ingrédients dans la gamme de 0,02 à 0,10 microns qui sont transparentes sur la peau, peuvent offrir une protection à la fois contre les UVA et les UVB et sont esthétiquement agréables…
Les écrans solaires ont été généralement classés comme chimiques (organiques) ou physiques (inorganiques) selon qu'ils absorbent des longueurs d'onde spécifiques de rayonnement UV ou qu'ils réfléchissent et diffusent le rayonnement UV.
L'oxyde de zinc et le dioxyde de titane ont été décrits comme des ingrédients physiques d'écran solaire qui offrent une protection contre le rayonnement UV par réflexion et diffusion. Cependant, de nouvelles données et informations indiquent qu'ils absorbent également les rayons UV et diffusent la lumière visible.
Plusieurs auteurs ont montré que ces ingrédients présentent un écart d'absorption optique semi-conducteur, ce qui signifie qu'ils absorbent la plupart des rayons à des longueurs d'onde plus courtes que l'écart (environ 380 nm) et diffusent les rayons à des longueurs d'onde plus longues que l'écart.
Lorsque l'oxyde de zinc et le dioxyde de titane sont irradiés avec une lumière contenant une énergie supérieure à la bande interdite (environ 3 électrons-volts), un électron de la bande de valence peut être excité vers la bande de conduction, créant ainsi une paire électron-trou.
Il existe de nombreuses variables de formulation qui peuvent affecter la capacité photocatalytique de l'oxyde de zinc et du dioxyde de titane.
Ces variables comprennent les composants minéraux, la taille des particules, la surface, la structure cristalline, les revêtements de particules, le pH du milieu, les différences d'indice de réfraction du milieu et d'autres composants de la formulation. Bien que la FDA continue d'évaluer les données et les informations dans le but de proposer une méthode de monographie pour déterminer la protection contre les rayons UVA, elle trouve néanmoins que
il existe de nombreuses données démontrant que l'oxyde de zinc offre une protection contre les rayons UVA.
En ce qui concerne la fréquence à laquelle il faut appliquer un écran solaire, une recommandation commune de nombreuses agences de santé publique est de réappliquer l'écran solaire toutes les deux à trois heures. Cette recommandation est-elle efficace pour minimiser l'exposition de la peau aux ultraviolets pendant l'exposition au soleil ? Un modèle mathématique a été élaboré en tenant compte des quantités typiques de crème solaire et de sa composition pour déterminer comment ces facteurs, combinés à la durée de réapplication de la crème solaire, influencent la photoprotection fournie par la crème solaire lors d'une exposition de plusieurs heures vers le milieu de la journée en cas de fort ensoleillement. Les résultats de l'étude sont les suivants :
L'utilisation d'un écran solaire qui s'enlève facilement de la peau n'apporte qu'une protection solaire limitée, quel que soit le moment où il est réappliqué. Pour les écrans solaires qui se fixent modérément ou bien sur la peau, typiques des produits modernes imperméables ou résistants à l'eau, l'exposition cutanée la plus faible résulte d'une réapplication précoce dans la période d'exposition au soleil, et non de 2 à 3 heures, après l'application initiale. En général, la réapplication d'un écran solaire après 20 minutes entraîne 60 à 85 % de l'exposition aux ultraviolets qui serait reçue si l'écran solaire était réappliqué après 2 heures.
La déclaration finale conseille aux utilisateurs d'écran solaire
…d'appliquer l'écran solaire généreusement sur les sites exposés 15 à 30 minutes avant de s'exposer au soleil, puis de réappliquer l'écran solaire sur les sites exposés 15 à 30 minutes après le début de l'exposition au soleil. Une nouvelle application est nécessaire après une activité vigoureuse qui pourrait enlever la protection solaire, comme la baignade, le fait de s'essuyer ou de transpirer et de se frotter excessivement.
Un autre résumé, A noninvasive objective measure of sunscreen use and reapplication ’, a étudié si une technique de prélèvement non invasive peut détecter l'utilisation d'une protection solaire jusqu'à 6 heures, et si la technique peut détecter une nouvelle application de protection solaire.
Trente employés de bureau volontaires ont été choisis au hasard pour recevoir l'un des divers écrans solaires appliqués selon les techniques d'application recommandées, et la moitié d'entre eux ont été choisis au hasard pour recevoir une nouvelle application d'écran solaire après 3 heures. Des écouvillons à base d'alcool ont été utilisés pour obtenir un échantillon du bras des participants à 20 minutes, et toutes les heures de 1 à 6 heures après l'application. Les mesures d'absorption ont été analysées à l'aide d'un spectrophotomètre UV-visible… La "technique des écouvillons” a permis de distinguer de façon constante la crème solaire des écouvillons témoins pendant une période allant jusqu'à 6 heures. Les lectures d'absorption entre 20 minutes et 6 heures étaient significativement plus élevées que les écouvillons de contrôle. Il n'y avait pas de différences entre le groupe qui avait réappliqué de la crème solaire et le groupe qui ne l'avait pas fait. La technique de l'écouvillonnage a permis de distinguer la crème solaire des écouvillons de contrôle pendant 6 heures. La technique d'écouvillonnage a permis de distinguer l'écran solaire des écouvillons de contrôle pendant une période allant jusqu'à 6 heures. L'absorption a été mesurée entre 20 minutes et 6 heures étaient significativement plus élevées que les écouvillons de contrôle. Il n'y avait pas de différences entre le groupe qui avait réappliqué de la crème solaire et le groupe qui n'en avait pas appliqué.
L'étude s'est conclue par des preuves indiquant que la technique de prélèvement de crème solaire est
une méthode non invasive efficace pour détecter une variété de produits de protection solaire chez les adultes sur une période de 6 heures. Aucune différence dans les lectures d'absorption n'a été constatée avec la réapplication de la crème solaire. Cette procédure sera un complément utile à d'autres mesures objectives de protection solaire et d'exposition aux rayons UV, ce qui permettra d'obtenir une image plus précise des habitudes de protection solaire des individus.
De plus, la Fondation contre le cancer de la peau répond à plusieurs questions pertinentes dans un article intitulé Sunscreens Explained ’.
Quelle quantité de crème solaire dois-je utiliser et à quelle fréquence dois-je l'appliquer ? Pour vous assurer que vous bénéficiez de tout le SPF d'un écran solaire, vous devez en appliquer 1 oz, soit environ un verre plein. Des études montrent que la plupart des gens n'appliquent que la moitié ou le quart de cette quantité, ce qui signifie que le SPF réel qu'ils ont sur leur corps est inférieur à celui annoncé. Pendant une longue journée à la plage, une personne devrait utiliser environ la moitié ou le quart d'une bouteille de 8 oz. Les écrans solaires doivent être appliqués 30 minutes avant l'exposition au soleil pour permettre aux ingrédients de se fixer complètement sur la peau. Il est tout aussi important de renouveler l'application de la crème solaire que de la mettre en place au départ, aussi faut-il renouveler l'application de la même quantité toutes les deux heures. Les écrans solaires doivent également être réappliqués immédiatement après une baignade, un bain de soleil ou une transpiration abondante.
Enfin, pour répondre à votre question : “Pourquoi dois-je réappliquer un écran solaire au zinc s'il n'a pas été exposé au soleil ou à la sueur ? "Le Centre international de recherche sur le cancer IARC Handbook of Cancer Prevention Volume 5 , explique au chapitre 6 Other beneficial effects of sunscreens , qu'il existe d'autres effets bénéfiques potentiels des écrans solaires qui ne sont pas liés à la prévention du cancer de la peau, notamment la prévention des coups de soleil douloureux, la provocation de certaines maladies cutanées par les rayons UV et la suppression photo-immune.
L'utilisation d'écrans solaires peut empêcher la progression aiguë de maladies de la peau après une exposition au soleil ; ces maladies comprennent le lupus érythémateux cutané…et la réactivation de l'herpès labial… Les autres avantages potentiels des écrans solaires sont liés au type et à la durée d'exposition aux UV. La prévention des photodommages et du photovieillissement, qui sont liés à l'exposition cumulative aux UV, dans les pays où l'irradiation solaire est intense tout au long de l'année, nécessite une protection solaire quotidienne et à long terme… La prévention des poussées aiguës de maladies cutanées, qui peuvent être liées à une exposition épisodique aux UV, nécessite une utilisation anticipée de la protection solaire.
Dans certaines circonstances, des maladies d'étiologies diverses peuvent être aggravées par le soleil chez des personnes qui, en d'autres occasions, peuvent réagir normalement.
Ces maladies comprennent le lupus érythémateux, le lichen plan et l'herpès simplex. La maladie la plus fréquemment reconnue comme nécessitant une photoprotection soigneuse contre les UVB et les UVA est le lupus érythémateux sous ses formes discoïde, systémique et subaiguë… Les preuves disponibles suggèrent que l'utilisation régulière d'écrans solaires réduit la morbidité due au lupus érythémateux tant cutané que systémique.
Par conséquent, si vous n'êtes pas sûr de la nécessité de porter un écran solaire à l'intérieur, vous pouvez prendre en compte vos antécédents médicaux et votre éventuelle prédisposition à développer une maladie qui pourrait accroître le besoin de mesures de protection "anti-soleil” plus intensives. Toutefois, il est toujours conseillé de consulter votre médecin traitant et/ou votre dermatologue pour toute question ou préoccupation personnelle liée à la santé.