ALT-SPF联盟研究：计算机模拟SPF与体内ISO24444及体外UVA-PF ISO24443的相关性分析

这篇综述创新性地通过ALT-SPF联盟的环形试验，验证了计算机模拟（in silico）方法在预测防晒产品防晒系数（SPF）和UVA防护因子（UVA-PF）中的可靠性。研究对比了32种配方在模拟计算与标准体内（ISO24444）和体外（ISO24443）测试的结果，证明该方法具有高度重现性，且保守预测特性可保障消费者安全，为减少动物实验提供了新思路。

　　

引言

防晒产品通过局部涂抹保护人体免受紫外线伤害，其核心指标防晒系数（SPF）目前仅能通过体内ISO24444方法测定。该方法依赖人体皮肤红斑反应，存在耗时、高成本和伦理争议。ALT-SPF联盟应运而生，旨在评估包括计算机模拟在内的五种替代方法。本研究聚焦in silico方法，通过模拟防晒膜光学特性与皮肤不规则分布模型，实现SPF和UVA-PF的精准预测。

材料与方法

研究涵盖8类32种防晒配方，包括不同粘度乳液、单相乙醇喷雾和高固体无机配方（含≥20% TiO₂/ZnO）。通过高效液相色谱（HPLC）和光学发射光谱（OES）定量UV滤光剂浓度，结合Beer-Lambert定律计算有效吸光度。关键创新点在于采用γ分布模型模拟皮肤表面不规则膜厚，并整合光降解数据。统计评估包含5项标准：实验室内重现性（Criterion 1）、实验室偏差（Criterion 2）等，通过QuoData GmbH进行分析。

结果

SPF评估：in silico方法在85%案例中满足统计标准（28/33）。其重现性标准差（s_R）低至0.04-0.21，显著优于体内方法的0.18-0.44。PG4（中等粘度乳液）出现特异性偏差，产品3实测SPF（61.2）远超标称值30，而模拟值稳定在23.8，可能与未识别吸光成分有关。值得注意的是，PG8（全无机配方）因仅采用两种TiO₂/ZnO变体进行模拟，预测精度稍逊。

UVA-PF评估：79%结果（26/33）符合标准。PG6因膜厚变异导致模拟标准差（0.23）略高于参考值（0.18）。PG4产品3的UVA-PF实测值（29.8）与模拟值（15.4）差异显著，剔除该组后跨产品组偏差标准（Criterion 5）即达标。整体而言，模拟结果与ISO24443的吻合度优于SPF预测。

讨论

计算机模拟的保守预测特性（普遍低于实测最低值）虽被质疑为"缺陷"，实则确保消费者安全。该方法突破在于：1）整合滤光剂光降解相互作用数据；2）通过Sayre方程计算光谱透射率；3）适应不同剂型（包括乙醇喷雾）。局限性在于未完全反映配方基底影响，如成膜剂可能提升实际SPF。未来可通过增加无机滤光剂变体数据库（如不同包覆/粒径的TiO₂）优化预测。

结论

该研究证实in silico方法能高精度预测SPF/UVA-PF，其标准化将显著减少伦理争议性实验。除核心指标外，还可计算临界波长、联合吸收光谱等参数，甚至评估滤光剂组合的环境影响。作为多功能工具，既适用于产品开发时的实时计算，也能基于INCI成分表反向推导市售产品防护指数，为监管机构提供新思路。