자외선과 자외선차단제의 종류 (선크림)

여름이 다가오며 햇빛이 점점 따가워지고 있습니다. 오존층 파괴가 지표에 도달하는 태양광선 자외선의 양을 증폭시키고 있다는 사실은 전 세계적으로 화제가 된 지 오랜 시간이 지났으며 이 자외선 방어에 대해서 많은 고민을 하고 있습니다.

남극에 출현하는 오존 홀이 1998년부터 악화되어가고 있다는 사항이 보고되면서 NASA가 같은 해에 발표한 데이터에서 세계인구가 집중되는 중위도 지역도 자외선이 증폭되어가고 있다는 것이 판명되었습니다.

 

이와 같이 자연환경의 변화 속에서 자외선의 원인이라고 할 수있는 피부 암도 늘어나고 있는 추세라고 합니다. 오존층이 50% 감소한 경우에는 DNA 손상이 약 2.5배 정도 증가한다고 하고 피부암 발생률은 약 8배가 늘어난다고 추정하고 있습니다. 앞으로도 오존층의 파괴는 계속될 것이며 자외선으로부터 인체를 방어하는 일은 더욱더 중요한 일로 여겨질 것입니다.

 

자외선은 일반적으로 100nl ~400nm 사이의 파장을 일컫는데, 파장이 짧은 쪽부터 진공자외선(100~190nm), UVC(190~280nm), UVB(280~320nm), UVA(320~400nm)로 분류할 수 있습니다. 이 중 태양광에 포함되는 자외선 중 지표에 닿는 자외선은 UVB의 장파장 부분과 UVA이기는 하지만 인체의 가장 바깥 층을 구성하고 있는 피부는 자외선에 의해 여러 상해를 입을 수 있습니다. 단파장인 UVB는 표피 속에서 흡수, 산란되지만 생물에 대한 파괴력이 높아 표피 속에서 많은 손상을 일으킵니다. 여기에 비해 상대적으로 장파장인 UVA는 생물에 대한 상해성이 낮기 때문에 피부 상해에 관한 관여가 지금까지는 중요하게 여겨지지는 않았습니다. 그러나 태양광 속에 포함된 UVA의 영향도 이제는 더 이상 간과할 수 없습니다. 더불어 UVA는 피부 속으로 침투하여 진피 하층까지 도달하기 때문에 진피층에 관한 자외선의 직접적인 영향이 광노화라 불리는 만성적인 자외선 상해와 관련된다는 것도 생각해볼 수 있습니다. 이들 자외선에 의한 상해를 방어하기 위해 생화학적인 접근 방법을 병용하는 것이 필요합니다.

 

이런 자외선 차단제(선크림)의 자외선 차단 효과는 SPF(Sun Protection Factor)로 표시하는데 계산방법은,

SPF = 자외선 차단제품을 바른 피부의 MED / 자외선 차단 제품을 바르지 않은 피부의 MED 

로 구할 수 있습니다. 여기서 MED는 Minimal Erythma Dose는 홍반을 일으키는 최소 자외선의 양(시간)을 의미하는데, 자외선에 15분간 노출되었을 때 홍반이 발생하는 사람(MED 15)이 SPF 20인 자외선 차단 제품을 사용하면 5시간 만에 홍반이 발생되는 것을 알 수 있습니다. 

20 = X / 15분 이니 이때 X는 300분(5시간)이 되겠지요.

 

다만 자외선에 노출되어 홍반이 발생되는 시간은 날씨, 인종, 개인차에 따라 다른데 한국인의 경우 여름철에 MED는 약 10~30분 정도인 것으로 알려져 있습니다.

 

SPF는 자외선에 의해 홍반이 일어나는 것을 막아주는 정도를 나타내는 것으로, 주로 UVB 차단 효과를 의미합니다. 이것은 SPF가 높은 제품을 바르고 햇빛에 노출되면 상대적으로 피부 흑화 및 노화에 영향이 강한 UVA에는 무방비 상태로 노출될 가능성이 있다는 것입니다. 따라서 높은 SPF 뿐  아니라 UVA도 효과적으로 차단할 수 있는 제품을 선택하는 것이 무엇보다 중요합니다. 한편 자외선 A 차단효과는 PA로 표시하는데 아래와 같이 계산합니다.

PFA = 자외선 차단제품을 바른 피부의 MPPD / 자외선 차단 제품을 바르지 않은 피부의 MPPD

이때, MPPD(Minimal Persistent Pigment Darkening Dose)는 흑화를 일으키는데 소요되는 최소 흑화량(시간)입니다. 이는 SPF와는 다르게 구체적으로 수치로 나타내는데 한계가 있어 PA+, PA++ 이런 식으로 표기하게 됩니다.

 

그렇다면 이어 자외선차단제의 종류는 어떻게 되는지 알아보겠습니다.

자외선 차단제는 크게 자외선 흡수제, 자외선 산란제 및 피막 형성제 등으로 구분할 수 있습니다

 

1) 자외선 흡수제

자외선 흡수제는 분자 내 이중결합을 갖는 화합물로 자외선을 받으면 분자 내 전자의 에너지 준위가 상승하여 여기 상태가 되면서 자외선을 흡수하게 됩니다. 자외선 흡수제로는 PABA(p-aminobenzoic acid) 유도체, 계피산(cinnamic acid) 유도체, 살리실산 유도체, 벤조페논 유도체 등이 주로 사용됩니다. 또한 자외선 흡수 파장대에 따라 이들 자외선 흡수제는 주로 장파장 자외선인 UVA를 차단하는 소재가 널리 쓰이고 대표적인 것으로는 옥틸메톡시신나메이트(octyl methoxy cinnamate) 같은 성분을 들 수 있습니다.

 

2) 자외선 산란제

자외선 산란제는 물리적으로 자외선을 산란시킴으로써 자외선이 피부에 직접적으로 닿지 않도록 하는 소재로서 산화티탄, 산화아연 등의 분말이 사용되어 왔습니다  이들은 굴절률이 높아 자외선을 산란하는 효고가 크기 때문에 널리 이용되지만 피부 도포시 백탁 현상이 있는 단점이 있습니다. 하지만 최근에는 메이크업 베이스 겸용 선크림으로 약간의 톤업 효과가 있는 제품이 젊은 층을 중심으로 선호되고 있습니다. 최근에도 올리브영 매장에 갔을 때 톤업 선크림으로 홍보하는 제품이 많은 것을 확인할 수 있었습니다. 그 외에 아동용 선크림의 경우 자외선 흡수제가 자극의 우려가 있기 때문에 안전한 자외선 산란제 형태로 개발을 많이 하고 있습니다. 그래서 아동용 선크림을 사용하면 뽀얗게 백탁 현상이 있는 것이지요.

 

3) 피막 형성제

자외선 차단제품은 내수성이 무엇보다 중요하기 때문이 피막 형성제를 사용합니다. 소재로는 셀룰로오스계, 아크릴산 중합체, 실리콘 수지, 불소 변성 실리콘 수지 등 여러 종류의 수지나 고분자 소재가 사용되고 있습니다. 이들 피막 형성제는 휘발성 성분이 휘발하면서 피부 상에 도포막이 형성되는 원리입니다.