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