防曬乳

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防曬乳
在一般照片與紫外線（UV）照片中呈現的皮膚防曬乳塗抹情形
別稱Sun screen（防曬劑）, sunblock（防曬霜）, sunburn cream, sun cream（防曬油）, block out[1]

防曬劑（Sunscreen），亦稱為防曬霜（Sunblock）、[a]防曬乳（Sun lotion）或防曬油（Sun cream），是一種用於皮膚上的光防護外用製品，有助於防止曬傷，並預防皮膚癌。防曬劑的形式多樣，例如乳液、噴霧、凝膠、泡沫（例如膨脹泡沫乳液或慕斯乳液[4]）、棒狀、粉末及其他外用製品。防曬劑是衣物（特別是太陽眼鏡、遮陽帽及防曬衣）以及其他光防護形式（如遮陽傘）之外的常見補充手段。此製品已列入世界衛生組織基本藥物標準清單之中。[5]

防曬製品可根據配方中所含活性成分的類型（無機化合物或有機分子）分類為：

  • 礦物防曬劑。[6][7]
  • 化學性防曬劑。
  • 混合型防曬劑 。

美國癌症協會等醫療機構建議使用防曬劑，因為其有助於預防鱗狀細胞癌 。[8]常規使用防曬劑亦可能降低出現黑色素瘤的風險。[9]為有效防護紫外線可能造成的各式傷害，醫療機構建議使用廣譜防曬劑（涵蓋長波紫外線（UVA）和中波紫外線（UVB）輻射）。[3]

防曬劑發展史

圖中是一位塗抹Masonjoany的馬達加斯加婦女。這種利用天然木粉調製的防曬傳統，最早可追溯至18世紀。
緬甸女孩為防曬與美容目的而於臉上塗抹塔納卡。
早期文明與傳統智慧

古代文明人類早已懂得利用植物保護皮膚免受日曬傷害。古希臘人使用橄欖油，古埃及人則使用大米、茉莉和羽扇豆屬萃取物，這類成分至今仍用於護膚產品中。[10]氧化鋅膏用於防護已有數千年歷史。[11]在東南亞，巴瑤人使用由水草、大米與香料製成的"borak"糊保護臉部，[12]緬甸人則使用木頭研磨而成的塔納卡 (thanaka)。馬達加斯加人自18世紀起便流行使用 "masonjoany"木糊，同時具防曬與防蟲功效。[13][14]

科學研究與商品化

名為Everard Home的英國醫生於1820年發現日曬傷害並非僅由熱能引起，指出深色皮膚具有保護效果。[15][16]Erik Johan Widmark於1889年透過實驗確立紫外線與曬傷的聯繫。[16]第一款商業防曬產品是以七葉苷為原料，商品名稱為Zeozon的製品。[17]進入1930年代，隨著科學家確定引起曬傷的紫外線波長為297奈米，研究進入爆發期。[18]科學家Emil Klarfeld鑑定出水楊酸甲酯等成分能吸收此波長，而由Lehn & Fink公司推相關產品 。[17]澳大利亞化學家H.A. Milton Blake於1932年研發含10%單寧酸的防曬劑，並獲阿得雷德大學驗證。[19][20][21]隨後德國IG Farben公司的Erich Merkel與Christian Wiegand研發出新安妥索酸 (novantisolic acid)，並以"Delial"為名上市。[22][23]萊雅則於1936年推出首款防曬劑產品。[19]

軍事應用與現代標準

美國軍方於二戰期間為駐紮太平洋戰區的士兵配發由Benjamin Green研發的"Red Vet Pet"（紅色獸用凡士林）[24][25]戰後，Franz Greiter研發出商品名為"Gletscher Crème"（冰河霜）的製品，並在1974年引入防曬係數(SPF) 概念，成為測量UVB防護的全球標準。[24][26]防水防曬劑於1977年問世。[19]現代研發重心已轉向長效、廣譜 防護、環境友善，以及應對製品中石油化學成分的安全性疑慮。[27][28]

健康影響

益處

使用防曬劑有助於預防黑色素瘤與鱗狀細胞癌。[29][30][31][32]但對基底細胞癌的預防效果證據較少。[33]研究指出每日規律塗抹廣譜防曬劑能顯著延緩，或是暫時阻止皺紋與皮膚鬆弛，讓皮膚更具彈性且平滑。[34]另一項研究顯示，每日使用SPF30的產品可在12週內改善光老化現象。[35]

由於日照是導致皮膚早衰的首要因素，防曬劑本質上具有抗老化作用。對於兒童、淺膚色者及因醫療原因（如使用維生素A酸產品）而對陽光敏感的人士，減少紫外線傷害尤為重要。[36]

一管在美國販售的SPF30防曬乳。

風險

美國食品藥物管理局（FDA）從2019年開始重新分類防曬活性成分。目前僅氧化鋅與二氧化鈦被列為公認安全有效(GRASE)，而對胺基苯甲酸 （PABA）等成分則因安全疑慮遭禁。[37][38] [39]雖然有觀點認為日曬致癌風險高於防曬劑成分毒性，環保人士則主張市場已有更安全的礦物替代品（如非奈米級氧化鋅或二氧化鈦），足以在不破壞環境的前提下提供有效防護。 [40][41]

此外，監管機構高度關注產品遭苯等致癌物污染的問題。美國獨立實驗室Valisure發現27%的受測產品受到苯污染，導致部分品牌主動回收。[42][43][44]苯這類揮發性有機化合物透過皮膚吸收的風險會因噴霧推進劑（如丁烷中的苯雜質）而增加。[45][46]最後，部分使用者對防曬成分可能產生過敏性接觸性皮膚炎，導致塗抹部位或其他區域出現皮疹。[47]

維生素D的產生

長期大量使用防曬劑，因為防曬劑會阻擋誘發維生素D合成的UVB輻射，而引發使用者會出現維生素D缺乏的疑慮。[48][49][50][51]然而臨床研究顯示常規使用防曬劑通常不會導致維生素D缺乏，因為即使是高SPF產品仍有少量UVB會穿透，足以維持合成所需。[52]

值得注意的是高UVA防護能力的產品被發現能使維生素D合成效率更高，推測是因為其會讓更多UVB傳輸。[53][54]為規避日曬導致的DNA損傷與皮膚癌風險，醫界建議可透過飲食（如肥脂魚、強化乳品）或補充劑獲取足量維生素D。[55]此外，日曬不會導致維生素D過量，因為皮膚會達到分解與生成的平衡狀態。[56][57]

防護力評估法

防護測量與標示

這兩張對照圖呈現防曬乳的防護力：左邊是肉眼看到的樣子。右邊則是透過紫外線（UVA）攝影捕捉的影像，塗抹過防曬乳的部位會呈現黑色，顯示出紫外線被成功阻隔的痕跡。

防曬係數 (SPF) 衡量到達皮膚的致曬紫外線比例。例如SPF15代表僅1/15的輻射觸及皮膚（以2毫克/平方公分均勻塗抹為準）。[58]SPF並非完美的指標，因為它主要針UVB，而對會導致深層DNA損傷與黑色素瘤的UVA防護力較弱。因此醫界建議使用廣譜產品。[59][60]

由於消費者常對防護程度產生誤解，許多國家實施標示限制。例如歐盟與澳大利亞將上限設為SPF50+ 。[61][62]SPF的測定可透過人體或光譜儀測試，其計算公式如下：

其中為太陽輻照度光譜，為紅斑作用光譜, 而則為單色防護係數。此外，針對衣物的防護標準則稱為紫外線防護係數 (UPF) 。[63]

荷蘭夏季典型日照的紫外線光譜，以及CIE紅斑作用光譜。兩者相乘後，即可得出"有效光譜" (Effective spectrum) 。

持續性色素沉著 (PPD)

持續性色素沉著 (PPD) 是一種衡量UVA防護力的指標，最初由日本開發。與測量紅斑的SPF不同，PPD測量的是皮膚產生的持續性變黑（曬黑）程度。理論上，PPD10代表皮膚在塗抹後可承受比無防護時多10倍的UVA暴露量。這是一種如SPF般的人體測試，但歐洲化妝品協會（Colipa）現已推出可與之媲美的體外測試方法。[64]

PF對等比例

根據歐盟規範，防曬產品必須提供與SPF掛鉤的最低UVA防護力。產品的UVA防護因子（由PPD或等效體外法測得）須至少達到其SPF的1/3，方可標註UVA標章。[65][66][67]FDA則於2012實施規範，定義"廣譜"產品必須經由標準化測試，證明其UVA防護力與UVB防護力成正比 。[3]

歐盟使用的UVA標章。
一管SPF15的防曬乳 。

星級評分系統

在英國與愛爾蘭，博姿星級評分系統是一種衡量UVA與UVB防護比例的體外檢測法。該系統將防護比例分為一至五星，五星代表最高比例的UVA防護。

因應歐盟新版規範，現行方法加入預輻照 (pre-irradiation) 流程，以精確評估產品的光穩定性。目前市售產品評分多介於三至五星。FDA於2007年曾考慮引進此系統。[68]但最終因擔心造成消費者混淆而未予採用。[69]

PA等級系統

亞洲品牌（特別是日本）普遍採用PA (Protection Grade of UVA) 系統來衡量UVA防護力。該系統以PPD測試為基礎，將防護等級分為PA+（PPD2–4）、PA++（4–8）及 PA+++（8以上）。2013年修訂後納入 PA++++，對應PPD16或以上之評級。

有效期限

部分防曬產品會標註有效期限-這是一個用來指示該產品何時可能開始失去原有防護效能的日期。[70]

活性成分

防曬配方主要由活性成分（紫外線過濾劑）與水、油及抗氧化劑組成。過濾劑分為兩類：有機化合物（化學性）主要透過吸收並轉化紫外線能量為熱能來保護皮膚，[71]無機化合物（礦物性，如氧化鋅、二氧化鈦）則兼具反射、散射與吸收功能。[72]

多數有機過濾劑（阿伏苯宗除外）具有良好的光穩定性，但仍常添加光穩定劑（如奧克立林）以防止降解。[73][74]部分成分亦用於美髮產品以防止蛋白質受損。目前各國對過濾劑有嚴格規範，歐盟批准29種，而美國僅17種。[75]為加速自1999年後便停滯的審核流程，美國於2014年通過《防曬創新法案》，致力於引進更多新型UVA過濾劑 。[76][77]

以下是FDA所核可應用於防曬乳中的有效成分：　（“是”表示對該種UV具有防護力）

防曬劑 別名 法定上限濃度 核准使用的國家 安全測試結果 UVA UVB
对氨基苯甲酸 PABA 15% (欧盟：自2009年10月8日禁止向消費者出售 ) 美国、澳大利亚 研究顯示能防止小鼠產生皮膚腫瘤，[78][79][80]然而亦有證據指出其會增加DNA損傷，因此現已較少使用 是
二甲氨苯酸辛酯 OD-PABA, octyldimethyl-PABA, σ-PABA 8% (欧盟、美国、澳大利亚) 10% (日本)

（歐盟目前不支持，可能會被刪除）

欧盟、美国、澳大利亚、日本 尚未測試 是
苯基苯並咪唑磺酸 Ensulizole, Eusolex 232, PBSA, Parsol HS 4% (美国、澳大利亚) 8% (欧盟) 3% (日本) 欧盟、美国、 澳大利亚、 日本 對細菌具有遺傳毒性。[81] 是
西诺沙酯 2-Ethoxyethyl p-methoxycinnamate 3% (美国) 6% (澳大利亚) 美国、澳大利亚 尚未測試 是 是
二苯甲酮 Benzophenone-8 3% 美国、澳大利亚 尚未測試 是 是
羟苯甲酮 Benzophenone-3, Eusolex 4360, Escalol 567 6% (美国) 10% (澳大利亚、欧盟) 5% (日本) 欧盟、美国、澳大利亚、日本 尚未測試 是 是
甲基水杨醇 Homomethyl salicylate, HMS 10% (欧盟、 日本) 15% (美国、澳大利亚) 欧盟、美国、澳大利亚、日本 尚未測試 是
氨基苯甲酸胺 Meradimate 5% 美国、澳大利亚 尚未測試 是
氰双苯丙烯酸辛酯 Eusolex OCR, 2-Cyano-3,3-diphenyl acrylic acid, 2-ethylhexylester 10% 欧盟、美国、澳大利亚、日本 會增加活性氧（ROS）的產生。[82] 是 是
甲氧基肉桂酸辛酯 Octinoxate, EMC, OMC, Ethylhexyl methoxycinnamate, Escalol 557, 2-Ethylhexyl-paramethoxycinnamate, Parsol MCX 7.5% (美国) 10% (欧盟、澳大利亚)20% (日本) 欧盟、美国、澳大利亚、日本 是
水杨酸辛酯 Octisalate, 2-Ethylhexyl salicylate, Escalol 587, 5% (欧盟、美国、澳大利亚) 10% (日本) 欧盟、美国、澳大利亚、日本 尚未測試 是
Sulisobenzone 2-Hydroxy-4-Methoxybenzophenone-5-sulfonic acid, 3-Benzoyl-4-hydroxy-6-methoxybenzenesulfonic acid, Benzophenone-4, Escalol 577 5% (欧盟) 10% (美国、澳大利亚、日本) 欧盟、美国、澳大利亚、日本 是 是
Trolamine salicylate Triethanolamine salicylate 12% 美国、澳大利亚 尚未測試 是
阿伏苯宗 1-(4-methoxyphenyl)-3-(4-tert-butyl
phenyl)propane-1,3-dione, Butyl methoxy dibenzoylmethane, BMDBM, Parsol 1789, Eusolex 9020 		3% (美国) 5% (欧盟、澳大利亚)10% (日本) 欧盟、美国、澳大利亚、日本 無數據。[83] 是
对苯二亚甲基二樟脑磺酸（依莰舒） Mexoryl SX, Terephthalylidene Dicamphor Sulfonic Acid 10% 欧盟、澳大利亚 (美国:Approved in certain formulations up to 3% via New Drug Application (NDA) Route) 研究證實能防止小鼠產生皮膚腫瘤。[84][85][86] 是
二氧化鈦 CI77891 25% (日本不限制) 欧盟、美国、澳大利亚、日本 尚未測試 部分 是
氧化鋅 25% (美国) 20% (澳大利亚)

(欧盟-25% provided particle size >100 nm) (日本不限制)

欧盟、美国、澳大利亚、日本 Protects against skin tumors in mice [84] 是 是

以下則為歐盟[87]及世界其他地區所核准、[88]但不在FDA規章核可範圍之內的有效成分:

防曬劑 別名 吸收波段(大約數值) 法定上限濃度 核准使用的國家
对氨基苯甲酸 Enzacamene, Parsol 5000, Eusolex 6300, MBC 4%* 欧盟、澳大利亚
Tinosorb M Bisoctrizole, Methylene Bis-Benzotriazolyl Tetramethylbutylphenol, MBBT 10%* 欧盟、澳大利亚、日本
双乙基己氧基苯酚甲氧基苯三嗪（Tinosorb S） Bis-ethylhexyloxyphenol methoxyphenol triazine, Bemotrizinol, BEMT, anisotriazine 290-350 nm 10% (欧盟, 澳大利亚) 3% (日本)* 欧盟、澳大利亚、日本
Neo Heliopan AP Bisdisulizole Disodium, Disodium phenyl dibenzimidazole tetrasulfonate, bisimidazylate, DPDT 310-350 nm 10% 欧盟、澳大利亚
甲酚曲唑三硅氧烷 Drometrizole Trisiloxane 290-360 nm 15% 欧盟、澳大利亚
Benzophenone-9 Uvinul DS 49, CAS 3121-60-6, Sodium Dihydroxy Dimethoxy Disulfobenzophenone [89] 10% 日本
Uvinul T 150 Octyl triazone, ethylhexyl triazone, EHT 5% (欧盟, 澳大利亚) 3% (日本)* 欧盟、澳大利亚
二乙氨基羟苯甲酰基苯甲酸己酯（Uvinul A Plus） Diethylamino Hydroxybenzoyl Hexyl Benzoate 320-400 nm (最高峰為354 nm)[90] 10% (欧盟,日本) 欧盟、日本
二乙基己基丁酰胺基三嗪酮（Uvasorb HEB） Iscotrizinol, Diethylhexyl butamido triazone, DBT 10% (欧盟) 5% (日本) * 欧盟、日本
聚硅氧烷-15（Parsol SLX） Dimethico-diethylbenzalmalonate, Polysilicone-15 10% 欧盟、澳大利亚、日本
阿米沙酯 Isoamyl p-Methoxycinnamate, IMC, Neo Heliopan E1000, Amiloxate 10% * 欧盟、澳大利亚
  • 時間與程度申請 (Time and Extent Application, TEA)，FDA預計於2009年發佈核准擬議規章

上述防曬劑相較於舊有的防曬劑為新式的成分，是為進一步吸收大多傳統成分無法涵蓋的UVA波段開發而成。

非活性成分

基底配方對SPF的影響

防曬係數（SPF）不僅取決於活性成分，更受基底配方影響。活性成分的分佈均勻度、成膜後的乾燥情況及產品pH值均會改變最終效果。更動任何非活性成分，都可能大幅改變產品的SPF表現 。[91][92]

抗氧化劑與滲透壓調節物質的協同作用

添加抗氧化劑能與過濾劑產生協同效應，不僅提升SPF值，還能中和自由基、輔助DNA修復並抑制脂質過氧化.[93][94]此外，滲透壓調節物質 (osmolytes) 如牛磺酸與依克多因 亦有助於對抗紫外線引發的免疫抑制與光老化。[95][96]

光穩定劑與成膜聚合物

非活性成分能提升不穩定過濾劑（如阿伏苯宗）的光穩定性。環糊精可減少光分解並限制成分滲透至深層皮膚。[97]成膜聚合物（如聚酯-8）則能防止石油化學過濾劑因日照失效，同時增強產品的抗水性。[98][99]

應對高能可見光 (HEVL) 與紅外線 (IR)

現代研究發現藍光與紅外線會加劇氧化壓力、導致皮膚鬆弛與色素沉著。[100][101]雖然市售產品標榜具備此類防護，但目前FDA僅監管針對UVB/UVA的藥品聲明，對藍光或汙染防護等"藥用化妝品"聲明尚無強制性測試規範。[102][103]

顏料與礦物成分的附加保護

大顆粒礦物防曬劑雖能防護可見光，但易產生白影。研究顯示添加氧化鐵顏料或雲母可顯著提升對高能可見光（HEVL）的防護效果.[104][105]雲母與過濾劑結合後，能透過協同作用強化整體屏蔽能力。[106]

第二道防線：自由基防護係數 (RPF)

維生素（如視黃醇、維生素E/C）及植物萃取抗氧化劑能有效降低日照產生的自由基傷害 。[93][107]若將紫外線過濾劑視為預防性的"第一道防線"，抗氧化劑則是應對式的"第二道防線"。學者將此全光譜自由基防護能力稱為自由基防護係數 (RPF) 。[106]

應用

皮膚科醫生為有效預防皮膚癌，建議使用SPF30或以上的製品，並須塗抹均勻和徹底，特別是在耳朵與鼻子等癌症好發部位，戲水後應立即補擦。[108]FDA的標準塗抹量為2毫克/平方公分，[73]表示一般成年人若穿著泳衣，全身約需塗抹30毫升（約一顆高爾夫球大小或六茶匙）的防曬劑，臉部則需塗抹約1/4至1/3茶匙。[109]

研究指出多數人實際塗抹量僅為建議值的1/4至1/2，導致防護力大幅縮減至標示值的開四次方根或平方根。[110]此外，FDA明令禁止聲稱口服膠囊可取代塗抹式防曬的虛假宣傳。[111]

對環境的影響

1.對海洋生物與珊瑚的毒性 部分防曬活性成分已被證實會對海洋生物及珊瑚具有毒性，導致多國與生態保護區實施禁令 。[112][113]珊瑚礁生態平衡極其脆弱，防曬劑中的有害化學物質是氣候變化、入侵物種與汙染之外，威脅珊瑚健康的重要因素 .[114][115]

2.夏威夷禁令與成分危害 美國夏威夷於2018年立法禁止銷售含羥苯甲酮與甲氧基肉桂酸辛酯的防曬劑。這些物質會損害珊瑚DNA、造成幼蟲畸形並加劇白化的風險。[113]雖然實驗室與現實濃度的關聯仍有爭議，但夏威夷部分海域偵測到的羥苯甲酮濃度已遠超美國環保署的高風險標準。[116]

3.各地監管響應 美國佛羅里達州的基韋斯特、[117]美屬維京群島 、[118]波奈及帛琉[119]等地區，也響應夏威夷的行動，已陸續針對含有羥苯酮與甲氧基肉桂酸辛酯的防曬製品實施銷售禁令，以保護珍貴的海洋資源。

4.多方面的生態連鎖反應 研究顯示奈米級二氧化鈦在紫外線照射下會產生過氧化氫，損害浮游植物。[120]部分防曬劑則會增加海水中的病毒量。[121]多款防曬品牌與成分（如對羥基苯甲酸丁酯、4-甲基苄亞基樟腦（4-Methylbenzylidene camphor）等）即使在極低濃度下，也會對硬珊瑚造成顯著甚至完全的白化影響。[122]

5.安全替代方案建議 醫學期刊《當代皮膚病學報告（Current Dermatology Report）》於2020年指出目前FDA僅認可氧化鋅與二氧化鈦 為安全過濾劑。對於擔心珊瑚白化的消費者，建議優先選用非奈米級的氧化鋅或二氧化鈦，因為其安全數據最為一致且可靠。[123]

研究與開發

目前有許多新的的防曬劑製品正在研發中，例如基於生物黏附奈米顆粒 (bioadhesive nanoparticles) 。其原理是將市售的紫外線過濾劑包裹起來，使其僅黏附於皮膚表面而不滲入人體內。此策略能同時抑制紫外線引發的初始損傷以及次生自由基的產生。[124]此外，含芥子酸酯的紫外線過濾劑也在研究中。[125]隨著環保意識提升，具有天然與永續意涵的防曬製品開發也日益增加。[126]

註記

  1. ^ Sunblock and sunscreen are often used as synonyms. However, the term "sunblock" is controversial and banned in the EU[2] and USA[3]as it might lead consumers to overestimate the effectiveness of products so labeled.

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