Ультрафиоле́товые фи́льтры (УФ-фильтры), вещества или материалы, блокирующие ультрафиолетовое излучение. Это специальные стёкла, защищающие объектив фотокамеры или человеческий глаз, компоненты в лакокрасочных материалах и др. Наиболее часто термин «УФ-фильтры» употребляется в контексте солнцезащитной косметики. Необходимость введения УФ-фильтров в рецептуру солнцезащитных средств обусловлена крайне негативным воздействием ультрафиолетового излучения на кожу и, как следствие, на весь организм. Выделяют три основных диапазона ультрафиолетового излучения: УФ-A (400–320 нм), УФ-B (320–280 нм) и УФ-C (280–100 нм). Основным источником ультрафиолетового излучения является солнечный свет, хотя воздействие искусственных источников на рабочем месте и в соляриях становится всё более значимым с точки зрения воздействия на здоровье человека. УФ-C от Солнца практически полностью экранируется атмосферой Земли и вносит незначительный вклад в неблагоприятное воздействие на здоровье человека. УФ-B способен вызывать эритему (солнечный ожог), провоцировать кожные онкологические заболевания и иммуносупрессию. УФ-A способствует старению кожи, а также, наряду с УФ-B, может участвовать в развитии рака кожи и иммуносупрессии у человека.

Требования, предъявляемые к УФ-фильтрам, входящим в состав солнцезащитных средств, заключаются в следующем: они должны быть фотостабильны, эффективно инактивировать поглощённое излучение за счёт фотофизических или фотохимических процессов, исключающих образование активных форм кислорода, не должны проникать в кожу и транспортироваться в клетки человека.

УФ-фильтры могут взаимодействовать с УФ-излучением по трём основным механизмам: отражение, рассеяние и поглощение. По принципу взаимодействия УФ-фильтры обычно подразделяют на неорганические и органические. Неорганические фильтры могут поглощать, отражать или рассеивать падающее ультрафиолетовое излучение. Главной особенностью неорганических УФ-фильтров является структурная стабильность с сохранением эффекта фотозащиты даже после длительного воздействия УФ-излучения. Органические фильтры блокируют УФ-излучение посредством поглощения.

Класс органических УФ-фильтров достаточно широк: обычно они представляют собой ароматические соединения, содержащие карбонильную группу (салицилаты, циннаматы и бензофеноны). Популярные органические УФ-фильтры перечислены в таблице. Примером широко используемого органического УФ-фильтра является октилметоксициннамат. Существенный недостаток большинства органических УФ-фильтров – поглощение УФ-излучения в узком спектральном диапазоне, в связи с чем для достижения требуемой защиты от солнца в одном составе объединяют несколько органических соединений. Однако безопасность использования органических УФ-фильтров многими исследователями ставится под сомнение. Такие соединения подвержены фотодеградации, могут стимулировать развитие аллергических проявлений на коже, способны проникать в кожу и провоцировать образование активных форм кислорода, а также вызывать системные нарушения, например эндокринные.

Популярные органические УФ-фильтры, входящие в состав солнцезащитной продукции

В связи с вышеперечисленными причинами большее предпочтение отдают неорганическим УФ-фильтрам, которых известно крайне ограниченное количество. Наиболее часто используемыми неорганическими УФ-фильтрами являются диоксид титана TiO₂ и оксид цинка ZnO. Они характеризуются широким спектром поглощения в ультрафиолетовой области и обладают хорошей фотостабильностью. Использование микронных частиц TiO₂ или ZnO из-за их высокого показателя преломления приводит к образованию непрозрачных солнцезащитных составов и возникновению белых следов на коже после их нанесения. Уменьшение размера частиц до наноуровня позволяет избежать данного косметического недостатка, однако способствует росту фотоактивности неорганических компонентов и, как следствие, повышает вероятность образования активных форм кислорода и других радикалов.

Помимо возможного негативного влияния компонентов солнцезащитной продукции на человеческий организм, показан вред использования солнцезащитной косметики, содержащей как органические, так и неорганические УФ-фильтры, на водную экосистему. В частности, с 1 января 2021 г. на Гавайях официально запрещена продажа солнцезащитных средств с содержанием оксибензона и октилметоксициннамата из-за их пагубного воздействия на жизнедеятельность коралловых рифов.

Мерой эффективности солнцезащитных средств наиболее часто считают значение солнцезащитного фактора (SPF). Эта концепция была введена в 1960-х гг. Францем Грайтером. Значение SPF обычно определяют как отношение времени, необходимого для ожога кожи с нанесённым солнцезащитным средством, ко времени, требуемому для ожога кожи без солнцезащитного средства, при условии, что все остальные факторы неизменны. Существуют стандартизованные методики определения значения SPF (например, ISO 24444:2019 для измерений in vivo и метод COLIPA для измерений in vitro), при этом каждый из таких подходов имеет свои погрешности и допущения. По значению SPF обычно оценивают защиту от солнечных лучей диапазона УФ-B и коротковолнового УФ-A (320–340 нм), защиту от лучей УФ-A диапазона бо́льших длин волн определяют по другим методикам.Cолнцезащитные кремы с разным значением SPF.Cолнцезащитные кремы с разным значением SPF.Современные тенденции по развитию солнцезащитной косметической промышленности связаны с разработкой составов, обладающих высокими солнцезащитными характеристиками, при условии безопасности для человека и окружающей среды. В качестве перспективных органических УФ-фильтров рассматривают соединения натурального происхождения, например лигнин, входящий в состав сосудистых растений, составляющие ДНК/РНК (аденин, тимин, гуанин, цитозин, урацил), аминокислоты. Потенциальной заменой неорганическим УФ-фильтрам могут стать фосфаты кальция (например, гидроксиапатит – главный компонент костной ткани, или трикальцийфосфат), нанокристаллический диоксид церия и твёрдые растворы на его основе, а также фосфаты церия.