Коллектив
ученых из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН,
Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова и Института
теоретической и экспериментальной биофизики РАН продемонстрировали перспективы использования
принципиально новых активных компонентов солнцезащитной косметики – фосфатов
четырехвалентного церия. Работа выполнена при поддержке Российского научного
фонда (грант 21-73-00294). Результаты исследования опубликованы
в журнале Journal of Materials Chemistry B https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2022/TB/D1TB02604F
Пребывание
на солнце оказывает положительное воздействие на здоровье человека – недаром
многие стараются проводить отпуск на море, где на открытом воздухе можно не
только получить заряд положительных эмоций, но и пополнить запасы витамина D, что особенно актуально для
жителей северных стран. Тем не менее, длительное воздействие ультрафиолетового
излучения на кожу может привести к негативным эффектам – появлению солнечных
ожогов и даже развитию онкозаболеваний. Для защиты кожи от действия ультрафиолета
используют солнцезащитные кремы, в состав которых входят органические или неорганические
компоненты (так называемые УФ-фильтры), эффективно поглощающие или рассеивающие
излучение. Однако последние данные указывают на небезопасность традиционных
УФ-фильтров – например, органические компоненты солнцезащитной косметики могут
проникать в кровоток и их системное воздействие на организм может приводить к плохо
предсказуемым последствиям. В ряде стран использование органических УФ-фильтров
полностью запрещено, так как они токсичны по отношению к морской биоте. В свою
очередь, неорганические УФ-фильтры (оксиды цинка и титана) под действием
ультрафиолета способны разлагать компоненты солнцезащитной косметики с
образованием реакционноспособных свободных радикалов.
Таким
образом, поиск новых безопасных УФ-фильтров является важной задачей, однако за
последние десятилетия так и не появлялось альтернативы материалам, традиционно
используемым в солнцезащитных средствах. Активные компоненты солнцезащитных
средств должны одновременно соответствовать ряду важных критериев – они должны
эффективно поглощать ультрафиолетовое излучение, прежде всего в ближнем
УФ-диапазоне (UVA); они не должны быть токсичными по отношению к клеткам кожи,
в первую очередь при воздействии света; они не должны быть интенсивно окрашены,
чтобы при нанесении крема на кожу она сохраняла естественный вид.
Ученые
из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Московского
государственного университета им. М.В. Ломоносова и Института теоретической и
экспериментальной биофизики РАН исследовали потенциал принципиально новых
неорганических активных компонентов солнцезащитной косметики – фосфатов
четырехвалентного церия.
Работу
комментирует ключевой автор публикации, руководитель проекта Российского
научного фонда кандидат химических наук Таисия Козлова: «Проблема создания
новых компонентов солнцезащитной косметики является очень актуальной, при этом
ее решение требует совместных усилий множества специалистов – химиков,
материаловедов и биологов. В нашей научной группе мы впервые осуществили синтез
ряда фосфатов четырехвалентного церия, и тщательный анализ их свойств натолкнул
нас на мысль, что они могут оказаться многообещающими УФ-фильтрами. Совместно с
коллегами мы провели детальную проверку этой идеи, и она оказалась вполне
плодотворной. По своим ключевым характеристикам – солнцезащитному фактору (SPF), фактору защиты от длинноволнового
УФ-излучения (UVAPF), а также значению критической длины волны эти материалы
оказались сопоставимы с коммерческими оксидами титана и цинка, входящими в
состав многих солнцезащитных кремов. Выгодным отличием фосфатов церия от этих материалов
является крайне низкая фотокаталитическая активность, что обусловливает
безопасность их применения при нанесении на кожу в составе косметических
композиций. Кроме того, даже в высоких концентрациях фосфаты церия оказались
нетоксичными по отношению к клеткам млекопитающих; более того, в их присутствии
выживаемость клеток в условиях ультрафиолетового излучения значительно увеличивалась.
Учитывая доступность этих соединений (распространенность церия в природе
примерно соответствует распространенности цинка) и простоте их получения, наши
результаты однозначно подтверждают высокий потенциал фосфатов церия для
использования в составе солнцезащитных средств».
T.O.
Kozlova, A.L. Popov, I.V. Kolesnik, D.D. Kolmanovich, A.E. Baranchikov, A.B.
Shcherbakov, V.K. Ivanov. Amorphous
and crystalline сerium(IV) phosphates: biocompatible ROS-scavenging
sunscreens // J. Mater. Chem. B. 2022. DOI: 10.1039/D1TB02604F
