皮膚上における紫外線防止効果の新たな評価法を開発

今回構築した紫外線分光画像計測技術とは、サンスクリーン塗膜に紫外線を照射したときの紫外線反射光画像を計測する技術です。紫外線は肉眼で見ることはできませんが、紫外線（UV）カメラでは画像として紫外線を検出することが可能です。反射した紫外線を検出することで、どの程度紫外線が吸収されたかを知ることができます。すなわちサンスクリーン塗膜から反射した紫外線が少ないほど、サンスクリーン塗膜が多くの紫外線を吸収したことを示します。紫外線反射光画像においては、サンスクリーン剤を塗布した部分は紫外線を吸収するため反射光が少なく黒く（暗く）映り、塗布していない部分は紫外線が吸収されないため白く（明るく）映ります。本手法ではその原理を応用し、サンスクリーン剤塗布前後の紫外線反射光画像を比較することで、サンスクリーン剤の紫外線防止効果を推定できると考えました。また短時間で画像を計測できるため、紫外線防止効果の部分的な変動も確認できると考えました。
なお、通常では紫外線を照射した際、顔の凹凸により鏡面反射光が生じた部位では、サンスクリーン剤の有無にかかわらず画像が白く（明るく）映し出されてしまい、正確な紫外線反射光像を得ることができません。本研究では鏡面反射光の除去を可能とする偏光フィルターを加えることにより、鏡面反射光を除去し、より正確にサンスクリーン剤の塗布部位や塗布状態がわかる画像撮影が可能となりました（図1）。
紫外線防止効果はサンスクリーン塗膜の紫外線透過率で決まります。したがって、反射光像から透過率を算出する推定式を決定しました。さらに紫外線は波長ごとに日やけへの影響が異なるため、特定波長帯域を透過する干渉フィルターを複数利用し、各波長の透過率を算出、波長ごとの影響度を掛け合わせることで、正確な紫外線防止効果の評価に成功しました（図１の紫外線透過率を算出する式）。

さらに、さまざまな使用シーンで紫外線防止効果の持続性を検討した結果、椅子にもたれる程度の摩擦でも、顕著に紫外線防止効果の低下が観察されました（図4）。そこで、モデル実験にて汗や摩擦が紫外線防止効果の持続に与える影響を調べました。その結果、摩擦が紫外線防止効果の低下に大きく関与することを確認しました（図5）。
この結果からサンスクリーン剤の効果を持続させるためには、摩擦に対する耐久性が大変重要であることが示されました。