本篇是对IFSCC 2025高价值收录论文的回顾，来自欧莱雅“Addressing the Challenges of In Vivo SPF Testing: A Critical Review of the ISO 23675:2024 "Double Plate" In Vitro Method”。

1. 引言

强烈日晒对皮肤的有害影响已得到充分证实，其表现形式多样，不仅包括暴露后数分钟至数小时内出现的红斑、色素沉着等即时反应，更涉及深层的细胞与分子损伤，甚至破坏DNA结构。从长远来看，这些累积的损伤可能演变为美容问题（如光老化、色素沉着、黄褐斑），甚至引发危及生命的病变，包括光化性角化病及恶性黑色素瘤[1]。因此，防晒霜是防晒策略中不可或缺的一环，无论是为了降低有意日晒的风险，还是防护不可避免的日晒暴露。即便是SPF值较低的防晒霜，也能提供显著的防护功效[2]。

鉴于防晒的重要性，防晒霜及其性能评估方法，特别是防晒系数（SPF），一直受到严格审视。防晒霜是目前唯一拥有专门针对其性能测量的ISO标准的化妆品类别。各国的相关标准，大多参考或借鉴了ISO 24444 SPF测试方法[3]。该标准于2010年首次发布，标志着在经历了各地标准不一的时期后，防晒功效的评估实现了全球标准的统一与突破。

尽管太阳光谱呈连续分布，防晒产品的性能评价仍需采用分段分析策略。SPF值与UVA防护系数（UVA-PF）是分别量化UVB和UVA防护效能的核心指标。近年来，防护范围正从紫外波段向可见光（VL）乃至红外辐射（IR）拓展。鉴于UVC已被大气层完全吸收，故未纳入常规评价体系。此外，耐水性（Water Resistance）是衡量产品涉水后UVB防护稳定性的关键指标[4]，而针对摩擦、沙粒及汗液等环境因素的专项测试，则为产品性能宣称提供了更为全面的补充验证。

历史上，SPF值的测定依赖于体内测试方法：即受保护皮肤上的最小红斑剂量（MEDp）与未受保护皮肤上的最小红斑剂量（MEDu）之比。该比值即为消费者所熟知的SPF值，但其确切含义常常被误解[5]。

长期以来，体内方法一直饱受争议，主要涉及：伦理争议、检测精度不足、监管标准不统一、与实际应用存在差异，以及过度依赖红斑这一单一终点而忽略了其他潜在的生物学效应[6]。近年来，更多批判声浪涌现，指出该方法在科学与技术创新、成本控制、时间效率及包容性等方面的局限性[7]，促使学界强烈呼吁采用体外替代方法[8]。这一趋势也引发了对方法学验证的深层思考：替代方法的验证不应仅满足于与体内方法建立简单的相关性，而应被赋予更高的标准——即它究竟是仅仅追求与现有“金标准”的等效性，还是能够提供实质性的科学改进与更优的预测能力？

当前，多种替代方法被提出，涵盖了从混合体内外实验、完全基于计算机模拟的模型，以及分析技术与体外技术结合[9]。在体外检测方法中，多借鉴ISO 24443[10]中关于UVA-PF体外测定的计算方法，并在此基础上，针对不同基质、辐照光谱、涂布条件及计算方法进行探索与优化。因此，“体外SPF”这一术语实际上涵盖了多种方法，各研究团队通常都有自己的变量。尽管已知所选参数对结果具有影响，但这些多样化方法仍常被归于此统称之下，导致评估与比较存在复杂性。目前，这些方法主要用于研发阶段的初步筛选，也可用于市场监督。

近年，两种替代方法已完成标准化流程并获得ISO标准认证：HDRS法（一种体内外结合的混合方法，ISO 23698:2024）以及完全体外的双板法（Double Plate Method, ISO 23675:2024[11]）。这一背景为结合最新文献深入分析SPF测量所面临的挑战提供了良好契机。本综述聚焦双板法，因其最符合欧洲法规[12]的要求。此外，目前文献中关于双板法与其他“临时”体外SPF测定方法之间的具体差异尚缺乏明确说明。因此，本文旨在为研究人员、行业从业者及监管机构提供一份关于双板法（DPM）全面而清晰的概述，剖析其核心特征、独特优势与局限性，并有效推动该领域的研究与发展。

由于篇幅有限，将不做详尽的文献回顾，而是重点探讨SPF测试方法面临的挑战和最新进展的关键内容。

2. 关于人体SPF测定相关挑战的批判性综述

2.1. 人体SPF方法总结

人体SPF法基于受保护与未受保护皮肤最小红斑剂量（MED）的比值进行测定。流程涵盖志愿者筛选、涂样、梯度紫外照射、红斑视觉评估及SPFi计算（MEDip/MEDiu），最终对约10名志愿者数据取平均值。图1展示了通用流程及主要挑战。

图1.人体SPF测定的通用步骤，包括时间框架估算及主要挑战

2.2. 伦理考量

人体SPF测定最具争议的一点在于：该方法要求志愿者暴露于已知具有潜在危害的紫外线辐射下，以诱发红斑反应。为尽可能降低风险，现行方法已纳入多项缓解措施，例如：将志愿者人数限制在10至20人；限制参与频率不得超过每8周一次；依据个体类型角（ITA°）计算未保护皮肤的最小红斑剂量（MEDu）；在测试中采用紫外线剂量递增的方式；并根据产品宣称的SPF目标值来确定保护皮肤的预期最小红斑剂量（MEDp）。尽管这些措施旨在最大限度地减少潜在伤害，但故意使人体暴露于紫外线辐射之下的做法，其固有的伦理问题依然无法回避。

2.3. 再现性问题

人体SPF测定结果经常存在差异，尤其在不同实验室间差异明显。研究显示，此类实验室间差异的变异系数通常超过20%[13-15]。尽管ISO 24444:2019已针对志愿者筛选（基于ITA°）、产品涂抹规范及设备监测流程等关键参数进行了标准化修订，但最新证据表明，结果差异性仍是当前面临的主要挑战[16]。这一现状不仅影响了SPF宣称值的可靠性，也对生产商、检测机构、监管部门及消费者的信心造成了负面影响。

2.4. 真实世界相关性

评论者质疑人体SPF法的真实世界相关性，指出其存在以下局限性：测试中采用的标准化涂抹量为2 mg/cm²，显著高于消费者日常实际使用量（0.5-1 mg/cm²）；严格的标准化涂抹技术难以反映真实使用习惯；测试仅采用有限的紫外线光谱段，与完整的日光光谱存在差异；且测试模拟的是短期急性暴露场景，无法代表日常生活中的慢性累积暴露情况[17-18]。

尽管上述观点有其合理性，但也有学者——欧莱雅亦持相同看法——认为SPF本质上是一个标准化的性能指标，其核心作用在于评估产品对UVB的防护效能并进行横向排序。该指标并不能预测真实世界中的个性化防护效果，因为实际防护水平最终取决于个人的使用习惯及所处的暴露环境[19]。

2.5. 包容性

体内方法在包容性方面面临双重挑战。首先，该方法依赖“白皙皮肤”模型（ITA° ≥ 28°）来确立最佳实验条件，这引发了部分学者对SPF值在深色皮肤人群中适用性的担忧[20]。其次，受限于志愿者招募的实际条件——即需要组建ITA°均值介于41°至55°且所有成员ITA° ≥ 28°的测试小组，这在很大程度上制约了该方法的全球适用性。

虽然SPF作为一个相对指标在概念上具有跨肤色的普适性，但人体测试的实际开展却受限于地域因素（图2）。

图2.人体肤色地理分布图（全球实施人体SPF测试的技术限制）

2.6. 资源密集度

体内试验具有资源密集性，除志愿者招募与报酬外，还需配备专用设备、训练有素的人员及适宜的实验设施。整个流程耗时冗长，通常需数周（涵盖初步测试及数据质控），这不仅影响测试的频率与规模，更可能限制产品创新与全面的监管监督。尽管在同一名志愿者身上测试多种配方可优化资源配置，但这往往又加剧了伦理争议。

3. 双板法（The Double Plate Method）：标准化体外测试方法

3.1. 现有体外方法及其局限性

目前，多种体外SPF法均基于对涂布于紫外透明基材上的防晒薄膜进行分光光度测量。尽管这些方法在概念上与ISO 24443 UVA-PF体外测定法相似，但历史上在准确预测人体SPF值方面一直面临挑战[21]。核心问题在于，基于产品吸收光谱、红斑反应光谱及太阳辐照光谱计算得出的体外SPF值，往往与人体实测值存在偏差。

为缩小这一差异，学界已探索了多种优化策略，包括采用不同基质[22]、优化涂布条件[23-25]以及改进校准流程[26]。这些探索催生了多种检测方法，每种方法均有其特定的参数设置与局限性。然而，直到最近，业界似乎尚未意识到，双板法自2018年以来便已被ISO专家组选定为重点研究对象[27]。

3.2. 双板法的显著特征

双板法（简称DPM），现已标准化为 ISO 23675:2024，代表了体外SPF测定领域的重大突破。该方法的理论基础、数学模型及实践应用由Miksa等人于2015年率先提出[28,29]。DPM与其他体外方法的主要区别包括：

• 双PMMA板法：采用两种聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）板——一种表面经模压成型，另一种表面经喷砂处理——可克服部分产品对单一板型存在特异性亲和力的问题[22]。板材具备标准化的粗糙表面，并通过六个受控的粗糙度参数为特征，已被证实对于实现产品吸光度的可重复测量及SPF值的准确估算至关重要[30]。
• 自动化机械涂抹系统：确保防晒霜的高标准化施用，最大限度地减少人工涂抹相关的差异[24]。
• 标准化辐照：DPM采用与人体法一致的标准化辐照光谱（ISO 24444:2019）。辐照剂量及相关条件都是标准化的，因这些参数已被证实是确保测试结果可重复性及实现体外/体内相关性的关键要素[28,31]。
• 受控的实验条件：在整个测试过程中，对板表面温度实施精确控制（27±2°C），最大限度地减少由温度波动引发的变差异，从而确保测量结果的一致性与可重复性[32]。
• 特定计算方法：DPM采用一种独特的计算方法，对两个PMMA板的吸光度值进行加权平均。校正因子依据产品类型而异（例如乳剂、酒精单相配方、油类等）。最终应用的校准函数进一步提升了准确度，并增强了与体内实验结果的相关性[33]。

图3.双板法 vs. 通用的体外SPF测定法的关键步骤和特点

*ADouble Plate(λ)是根据每对平板计算的吸光度值，即产品铺展在模压板Amolded(λ)和喷砂板Asandblasted(λ)上吸光度值的加权平均值，校正因子Cmolded和Csandblasted由产品类型定义。

3.3. 双板法的优点

3.3.1. 相关性与可重复性

双板法的核心优势在于其与人体法金标准（ISO 24444:2019）的高度相关性，同时显著提升了可重复性。多项同行评审研究为这一双重优势提供了有力佐证。最初，欧洲化妆品协会（Cosmetics Europe）开展的一项环形试验显示，在三个人体实验室和三个体外实验室对24种乳液型配方进行测试，结果表明其在定义的可接受“漏斗”范围内呈现出很好的相关性，这也印证了人体方法固有的变异性[34]。随后，该研究进一步扩展至其余76种配方（涵盖油包水型乳剂及矿物防晒剂TiO2和ZnO），进一步巩固了上述相关性结论[35]。

统计分析（包括Bland-Altman评估），为DPM与人体实验结果之间的一致性提供了有力的定量支持。进一步的验证源于ALT-SPF联盟开展的两项环形试验[33,36]。首次试验的关键成果是开发并验证了一种校准函数，该函数在第二次试验中显著降低了偏差，从而提升了DPM的准确性及其与体内金标准的吻合度。这些基于专门设计的统计学标准进行的测试，不仅证实了相关性，还揭示了DPM具有更优的可重复性。

这一结果符合预期，因为标准化方案（包括受控粗糙度、自动化铺展、温度控制及精确辐照条件）能够最大限度地降低由操作者技术或环境因素引发的差异。这与人体方法形成鲜明对比，后者因受试者固有的生物学差异、人工操作及主观性红斑评估，导致实验室间差异较高。因此，DPM在不同实验室间提供了更为一致且可靠的SPF测量值，从而增强了结果的可信度，并使不同研究及防晒产品间的比较更具可靠性。这种数据驱动的方法确保了DPM成为传统人体测试的一种稳健且可靠的替代方案。

3.3.2. 应对人体试验的关键挑战：全面解决方案

双板法为传统人体SPF测试法固有的若干局限性提供了全面解决方案。

• 伦理考量

通过消除让人类志愿者暴露于潜在有害紫外线辐射的需求，DPM有效解决了与体内试验相关的伦理问题。这是防晒产品检测领域的一项重大进展，与日益增强的伦理意识和监管压力相吻合。

• 包容性与全球适用性

DPM的体外特性消除了与招募特定志愿者小组相关的地理限制。这增强了方法的包容性，并实现了全球市场范围内标准化的SPF测试。世界各地的实验室均可采用该方法，从而促进国际间SPF测量结果的一致性和可靠性。

• 资源效率

DPM技术降低了SPF测试所需的资源投入。尽管初期投资可能与建立人体法设施相当，但DPM凭借更低的运行成本、更短的测试周期以及对专业测试人员依赖的减少，能够实现可观的长期成本节约。这种效率提升释放了研发资源，从而加速创新周期，并可能加强对市场产品的监控，进而有利于消费者保护。

• 真实世界相关性考量

尽管DPM与人体法一样，均采用标准化程序且无法完全复现真实世界中防晒霜的使用条件，但它代表了朝着解决真实世界相关性挑战迈出的重要一步。通过控制薄膜厚度和均匀性等关键参数，DPM为比较不同防晒产品的相对性能提供了更一致且客观的依据。这种防晒性能的相对排序，虽然不能完全预测真实世界中的防护效果，但相比受更高变异性和伦理限制的体内实验，它为消费者和研究人员提供了更有价值的信息。此外，DPM的体外特性便于研究不同成分或工艺的影响、防晒层的形成以及其他与实际使用相关的因素，为未来研究更好地弥合标准化测试与消费者行为之间的差距奠定了基础。

4. 局限性和未来展望

4.1. 对不同制剂的适用性

目前，DPM主要适用于乳状液和酒精单相配方，这主要归因于目前已获得了这些特定配方的系数[11]。现有标准化方法范围的这一局限性，反映的是当前可用数据的状况，而非技术本身固有的限制[29]。因此，将系数数据库扩展至更广泛的配方类型（包括油剂和棒状产品）是未来研究的重点方向。这一扩展将显著提升DPM的通用性，使其能够应用于更多种类的防晒产品中。尽管有观点对DPM在含有高浓度ZnO配方中的准确性提出了质疑[37]，但需指出，这些质疑源于基于ISO 24443制定的临时体外方法所观察到的现象，随后被不适当地外推至双板法。如前所述，DPM与早期的临时性方法存在本质区别，其在基质选择、涂抹技术和数据处理方面均有关键性改进。因此，断言DPM不适用于高浓度ZnO配方的结论是缺乏充分依据的。

4.2. 防水测量

尽管DPM能有效测定SPF值，但目前尚缺乏评估防水性的标准化体外方法。当前，学界正积极探索多种替代方案，涵盖平板法、溶液法以及计算机模拟建模[38-41]。因此，建立并标准化一套稳健可靠的体外防水性能测试方法，对于实现体内测试的全面替代、以及全方位评估防晒产品性能而言，至关重要。

4.3. 未来研究方向

除解决当前局限性外，研究还应深入探索DPM作为全面防晒产品评估工具的全部潜力。包括探究不同成分及其组合（涵盖紫外线过滤剂、聚合物及其他辅料）对体外防晒系数（SPF）的影响。后续研究应进一步评估生产工艺、不同防晒产品叠加使用以及其他与实际使用相关因素的影响。这些研究将为揭示影响防晒产品性能的复杂因素及其相互作用提供宝贵见解，从而推动更高效且用户友好的防晒产品开发。

5. 总结

ISO 23675:2024双板法代表了SPF测试领域的一项重大进展。通过摒弃对体内试验的依赖，该方法不仅解决了关键的伦理问题，还显著提升了测试的可重复性，降低了资源需求，并拓展了全球实施的可能性。这一转变与行业强调伦理和可持续实践的整体趋势高度契合，既支持了全球范围内日益兴起的非动物实验运动，又推动了产品开发中更具环境责任意识的实践模式。尽管该方法目前仍存在局限性，特别是针对配方类型的适用性以及标准化体外防水性能测试标准的缺失，但持续的研发工作有望进一步拓展其应用范围，并巩固其作为SPF测定金标准的地位。最终，双板法为构建更高效、更符合伦理且具有包容性的防晒产品测试体系奠定了坚实基础，通过实现对防晒产品性能更可靠、更易获取的评估，有力推动了行业创新并提升了消费者安全性。

说明：

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