DE10322413A1 - Measurement device for measuring UV transmitted by a cosmetic or pharmaceutical product comprises a membrane on which it is deposited and fiber optics for collecting the transmitted light and transmitting it to a radiometer - Google Patents

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DE10322413A1 DE2003122413 DE10322413A DE10322413A1 DE 10322413 A1 DE10322413 A1 DE 10322413A1 DE 2003122413 DE2003122413 DE 2003122413 DE 10322413 A DE10322413 A DE 10322413A DE 10322413 A1 DE10322413 A1 DE 10322413A1
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Abstract

External product is applied on the top side of an UV-transparent support layer or membrane. Product and support are then irradiated with radiation between 280 and 420 nm and the transmitted radiation measured with a radiometer, optimally in a frequency resolved manner. The light transmitted through the membrane or support is collected with optical fibers arranged beneath the membrane or support and further transmitted to the radiometer. An independent claim is made for a device for measuring the light transmission properties of a cosmetic or pharmaceutical product that is applied to the skin.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung des Einflusses kosmetischer oder pharmazeutischer Externa auf die Transmission der menschlichen Haut.The The invention relates to a method and an apparatus for measurement the influence of cosmetic or pharmaceutical externals on the Transmission of the human skin.

Die optische Transmission der Haut nach Einwirken von Externa ist für eine Reihe pharmazeutischer und kosmetischer Produkte von Bedeutung. Dazu gehören abdeckende, zumeist pigmenthaltige Formulierungen, Produkte, die die Haut färben bzw. bräunen sollen, solche, die vor Infrarotlicht schützen sollen und Präparationen, die überwiegend die Transmission von UV-Licht durch die Haut reduzieren (Lichtschutzmittel). Weiterhin können Externa gewollt oder als unerwünschte Wirkung die Durchlässigkeit der Haut für elektromagnetische Strahlen erhöhen. Die Untersuchungen solcher Effekte sind vor allem wichtig, wenn eine erhöhte Lichtempfindlichkeit der Haut durch die Anwendung externer Präparate vermieden werden soll.The optical transmission of the skin after exposure to externa is for a number pharmaceutical and cosmetic products of importance. These include covering, mostly pigment-containing formulations, products that are intended to color or tan the skin, those that are supposed to protect against infrared light and preparations, the predominantly reduce the transmission of UV light through the skin (sunscreen). Can continue Externa wanted or as unwanted Effect the permeability of the Skin for increase electromagnetic radiation. The Studies of such effects are particularly important if one increased Skin sensitivity to light avoided by using external preparations shall be.

Die derzeit bedeutendste Anwendung von Methoden zur Messung der optischen Transmission von Externa auf der menschlichen Haut stellt die Messung der Wirksamkeit von Lichtschutzmitteln dar. Der im nachfolgenden erläuterte, technische Stand der Verfahren bezieht sich zwar im Wesentlichen auf die Messung von Lichtschutzmitteln, ist aber auch für die anderen genannten Fragestellungen gültig.The currently the most important application of methods for measuring the optical Transmission of externa on human skin provides the measurement the effectiveness of light stabilizers. The following explained the technical state of the process is essentially related on the measurement of light stabilizers, but is also for the others mentioned questions are valid.

Die Prüfung von Lichtschutzmitteln auf ihre Wirksamkeit erfolgt üblicherweise in vivo mit Hilfe von Messreihen an ausgewählten Probanden. Man ermittelt die Bestrahlungszeit bis zum Erreichen der Erythem-Schwellendosis, bei der eine Rötung auftritt, und bildet den Quotienten aus dem Verhältnis von Erythem-Schwellzeit mit Sonnenschutzmittel und Erythem-Schwellzeit ohne Sonnenschutzmittel.The exam effectiveness of light stabilizers is usually done in vivo with the help of measurement series on selected test subjects. One determines the radiation time until the erythema threshold dose is reached, with a redness occurs, and forms the quotient from the ratio of erythema threshold time with sunscreen and erythema swelling time without sunscreen.

Der so berechnete Lichtschutzfaktor gibt an, wie viel länger die durch das Mittel geschützte Haut im Vergleich zur ungeschützten Haut der Sonne ausgesetzt werden kann.The Sun protection factor calculated in this way indicates how much longer the protected by the means Skin compared to unprotected Skin can be exposed to the sun.

In Europa wurde die Methode zur Bestimmung der Lichtschutzfaktoren von dem Verband der Europäischen Kosmetikhersteller „Colipa" standardisiert und ist Grundlage für die europäische Harmonisierung der Lichtschutzfaktorprüfung. Nach diesem Standardvertahren werden die Testsubstanzen in einer Flächenkonzentration von 2 mg/cm2 auf dem Rücken der Probanden aufgetragen. Die Messflächen werden dann mit einer gefilterten Xenon-Lampe, deren Spektrum der spektralen Verteilung des natürlichen Sonnenlichtes in etwa entspricht, belichtet. Die Bestrahlungsdosis wird von Messfläche zu Messfläche schrittweise um 25 % erhöht. Der Sonnenschutzfaktor wird dann aus den Bestrahlungsdosen errechnet, die gerade ein minimales Erythem erzeugt haben.In Europe, the method for determining the sun protection factors was standardized by the association of European cosmetics manufacturers "Colipa" and is the basis for the European harmonization of the sun protection factor test. According to this standard procedure, the test substances are applied in an area concentration of 2 mg / cm 2 on the back of the test subjects The measuring surfaces are then exposed to a filtered xenon lamp, the spectrum of which roughly corresponds to the spectral distribution of natural sunlight. The radiation dose is gradually increased by 25% from measuring surface to measuring surface. The sun protection factor is then calculated from the radiation doses that are just now have created a minimal erythema.

Bei der Methode besteht zum einen eine Fehlerquelle darin, dass die Rötung der Haut nicht gemessen, sondern durch den Augenschein des Prüfers bestimmt wird. Zum anderen wird der Proband mit einer Strahlendosis belastet. Für alle Arten von Strahlenbelastungen gilt aber, dass kein Grenzwert angegeben werden kann, bei dem eine Exposition als vollkommen unschädlich gilt. Aus diesem Grund ist aus ethischen Gründen die Strahlungsbelastung für Probanden bei einer Prüfung möglichst gering zu halten.at The method is a source of error that the reddening not measured on the skin, but determined by the examiner's visual inspection becomes. On the other hand, the test person is exposed to a radiation dose. For all Types of radiation exposure applies, however, that no limit is given in which exposure is considered to be completely harmless. For this reason, the radiation exposure is for ethical reasons for subjects during an exam preferably to keep low.

Man hat deshalb in vitro-Methoden zur Bestimmung des Lichtschutzfaktors und des UV-A-Schutzes von Lichtschutzmitteln entwickelt, um völlig ohne Probanden auszukommen. Ein Verfahren wird in der deutschen Offenlegungsschrift 196 32 687 beschrieben. Dabei wird ein Prüfkörper aus Quarz oder transparentem Kunststoff vorgeschlagen, der im Wellenbereich von 290 bis 400 Nanometer optisch transparent ist und eine Prüffläche zur Aufnahme des Externums aufweist. Es wird dann die Transmission durch den Prüfkörper und das aufgetragene Externum frequenzaufgelöst mittels eines Radiometers gemessen.you therefore has in vitro methods for determining the sun protection factor and UV-A protection from light stabilizers designed to be completely without Subjects get along. A procedure is described in the German patent application 196 32 687. A test specimen is made of quartz or transparent Plastic proposed that in the wave range of 290 to 400 nanometers is optically transparent and a test area for recording the external having. It is then the transmission through the test specimen and the applied external measured frequency-resolved using a radiometer.

Nachteilig an diesem Messverfahren ist insbesondere, dass das transmittierte UV-Licht erst nach einem relativ weiten Weg von mehreren Millimetern gemessen wird. Hierdurch wird das Messergebnis durch Streueffekte des Messlichtes verfälscht, was das Verfahren ungenau macht.adversely What is particular about this measuring method is that the transmitted UV light only after a relatively long distance of several millimeters is measured. As a result, the measurement result is caused by scattering effects of the measuring light falsifies what makes the procedure imprecise.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Messung des Einflusses kosmetischer und pharmazeutischer Externa auf die Transmission der menschlichen Haut vorzuschlagen, bei dem die Strahlenbelastung für Probanden möglichst gering ist, welches aber eine höhere Messgenauigkeit als bei den bekannten in vitro-Messmethoden aufweist.task The invention is therefore a method for measuring the influence cosmetic and pharmaceutical externalities on the transmission of to propose human skin in which the radiation exposure for subjects preferably is small, but a higher one Measuring accuracy than with the known in vitro measurement methods.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe sieht vor, dass die transmittierte Strahlung von einem an die Unterseite der Trägerschicht oder Membran geführten Lichtleiter aufgenommen und zu dem Radiometer weitergeleitet wird. Bei diesem Verfahren kann durch Verwendung eines Lichtleiters die transmittierte elektromagnetische Strahlung an einem einzelnen Punkt direkt unterhalb der Trägerschicht oder Membran aufgenommen werden. Das aufgefangene Licht wird dann durch den Lichtleiter nahezu verlustfrei zu einem Radiometer weitergeleitet und die Intensität wellenlängenaufgelöst gemessen. Hierdurch wird das Messergebnis nicht durch einen längeren Austrittsweg verfälscht und die Messgenauigkeit erhöht sich.The solution of this invention Task provides that the transmitted radiation from one onwards the bottom of the backing or membrane guided Optical fiber is picked up and forwarded to the radiometer. In this method, the use of an optical fiber transmitted electromagnetic radiation at a single point directly below the carrier layer or membrane are included. The captured light will then forwarded through the light guide to a radiometer with almost no loss and the intensity measured wavelength-resolved. As a result, the measurement result is not a longer exit path falsified and increases the measurement accuracy yourself.

Wird statt einer starren Trägerschicht, etwa aus Quarzglas, eine permeable Membran als Trägermaterial verwendet, dann ist es darüber hinaus möglich, den Lichtleiter in das Innere der Membran einzuführen und dort die Transmission direkt zu messen. Dadurch wird der Abstand zwischen der Schicht des Externums und dem Messpunkt verkürzt und verfälschende Einflüsse der Trägerschicht auf das Messsignal werden minimiert.Becomes instead of a rigid backing, such as quartz glass, a permeable membrane as a carrier material used, it's over it possible insert the light guide into the interior of the membrane and there the transmission measure directly. This will change the distance between the layers of the external and the measuring point shortened and falsifying influences the backing layer on the measurement signal are minimized.

Bei der menschlichen Haut liegen die Schichten, die mit dem eintretenden UV-Licht wechselwirken, je nach Wellenlänge in einem Bereich von 10 μm bis 300 μm überwiegend in der Epidermis. Um den Eigenschaften der menschlichen Haut möglichst nahe zu kommen, wird mit Vorteil eine Trägerschicht oder Membran mit einem Durchmesser von unter 500 μm und/oder ein Lichtleiter mit einem Durchmesser von unter 150 μm verwendet.at The layers of human skin lie with the entering UV light interact, mainly depending on the wavelength in a range from 10 μm to 300 μm in the epidermis. To be as close as possible to the properties of human skin to come with a support layer or membrane is advantageous with a diameter of less than 500 μm and / or an optical fiber with a diameter of less than 150 μm is used.

Bei den vorbekannten und beschriebenen in vitro-Messungen wird das Externum auf eine Trägerfläche, etwa eine Quarzplatte, aufgebracht. Im Gegensatz zu diesen Prüfkörpern ist die menschliche Haut aber kein homogener, inerter Festkörper, sondern sie besteht histologisch aus übereinander liegenden Schichten mit differenzierten Zelltypen und nichtzellulären Bestandteilen. Bei Bestrahlung mit UV-Messlicht kommt es aufgrund diesen Aufbaus innerhalb der Haut selbst zu wellenlängenabhängigen Reflektions-, Streuungs-, Absorptions- sowie Fluoreszenzeffekten. Diese Wechselwirkungen treten bei einer Transmissionsmessung durch eine einfache Quarzplatte nicht auf. Hierdurch wird das Messergebnis verfälscht, weil es die realen Verhältnisse nur unzureichend wiedergibt.at The externum is the previously known and described in vitro measurements on a support surface, for example a quartz plate, applied. In contrast to these test specimens but the human skin is not a homogeneous, inert solid, but histologically it consists of one above the other lying layers with differentiated cell types and non-cellular components. When exposed to UV measurement light, this occurs due to this structure within the skin itself to wavelength-dependent reflection, scattering, Absorption and fluorescence effects. These interactions occur not for a transmission measurement using a simple quartz plate on. This falsifies the measurement result because it is the real situation only insufficiently reproduces.

Ein weiterer Unterschied zwischen in vitro- und in vivo-Messungen besteht darin, dass das Externum beim Aufbringen auf eine inerte Trägerfläche dort verbleibt. Bei Anwendung eines Externums auf der menschlichen Haut verbleibt dieses dagegen nicht auf der Hautoberfläche, sondern wird von der Haut resorbiert. Die unterschiedlichen Bestandteile des Schutzmittels diffundieren dann in Abhängigkeit von ihrer Größe und ihren polaren Eigenschaften in die Hautschichten, extrazellulären Räume, Zellmembranen oder Zellen. Dieser Vorgang verändert die optischen Eigenschaften der Haut.On there is another difference between in vitro and in vivo measurements in that the externum there when applied to an inert support surface remains. When using an external on human skin However, this does not remain on the skin surface, but instead is absorbed by the skin. The different components of the protective agent then diffuse depending on their size and their polar properties in the skin layers, extracellular spaces, cell membranes or cells. This process is changing the optical properties of the skin.

Außerdem hat die Haut eine bestimmte Temperatur, die über der Umgebungstemperatur liegt. Auch hierdurch können die Eigenschaften des Externums verändert werden.Also has the skin has a certain temperature that is above ambient lies. This also allows the properties of the external are changed.

Die optischen und mechanischen Wechselwirkungen von Haut, Externum und Messlicht sind bei den bekannten in vitro-Verfahren nicht erfasst. Sie finden deshalb auch keinen Eingang in das Messergebnis.The optical and mechanical interactions of skin, external and Measuring lights are not recorded in the known in vitro methods. she are therefore not included in the measurement result.

Dieser prinzipielle Mangel der in vitro-Messverfahren lässt sich nun auf überraschende Weise dadurch beheben, dass der Lichtleiter in die, als Trägerschicht für das Externum verwendete, menschliche Haut eingeschoben und die Messung in vivo durchgeführt wird. Hierdurch werden die oben genannten Einflussfaktoren vollständig berücksichtigt, da das austretende Licht nach seinem Weg durch die menschliche Haut direkt gemessen wird. Es ergeben sich also die Vorteile des in-vitro Verfahrens, nämlich die objektive Messung der Transmission, ohne dass das Verfahren die genannten Nachteile, nämlich das Fehlen wesentlicher Einflussfaktoren, aufweist.This basic lack of in vitro measurement methods can now be surprising Fix it in such a way that the light guide into the, as a carrier layer for the Externally used, human skin inserted and the measurement performed in vivo becomes. As a result, the above-mentioned influencing factors are fully taken into account, since the emerging light after it has passed through human skin is measured directly. So there are the advantages of in vitro Procedure, namely the Objective measurement of the transmission without the procedure mentioned disadvantages, namely lack of significant influencing factors.

Indem der Lichtleiter im Bereich zwischen Hornschicht der Epidermis und Basalmembran der Haut liegend eingeführt wird, wird das Licht genau in jenem Bereich der Haut aufgenommen, in dem die Zellschädigung durch die UV-Strahlung stattfindet.By doing the light guide in the area between the horny layer of the epidermis and When the basement membrane of the skin is inserted horizontally, the light is accurate in the area of the skin where the cell damage is caused by the UV radiation takes place.

Da die Messung direkt durch die Haut erfolgt, ist es nicht notwendig, eine Hautrötung zu erzeugen. Deshalb kann die verwendete Bestrahlungsdauer und -intensität des Messlichtes unterhalb der Erythemschwelle gehalten werden. Dadurch wird die Strahlungsbelastung für die Probanden sehr viel geringer gehalten, als bei der Prüfung nach dem Colipa-Standard.There the measurement is made directly through the skin, it is not necessary a reddening of the skin to create. Therefore, the radiation duration and intensity of the measuring light used be kept below the erythema threshold. This will reduce the radiation exposure for the Subjects kept much lower than in the test after the Colipa standard.

Dadurch, dass die Vorrichtung einen Lichtleiter zur Aufnahme und Weiterleitung der Strahlung aufweist, kann die transmittierte elektromagnetische Strahlung an einem einzelnen Punkt direkt unterhalb der Trägerschicht oder Membran aufgenommen werden. Hierdurch wird das Messergebnis nicht durch einen längeren Austrittsweg verfälscht und die Messgenauigkeit erhöht sich.Thereby, that the device has a light guide for receiving and forwarding of the radiation, the transmitted electromagnetic radiation recorded at a single point directly below the support layer or membrane become. As a result, the measurement result is not a longer exit path falsified and increases the measurement accuracy yourself.

Bei der menschlichen Haut liegen die Schichten, die mit dem eintretenden UV-Licht wechselwirken, je nach Wellenlänge in einem Bereich von 10 μm bis 300 μm überwiegend in der Epidermis. Um den Eigenschaften der menschlichen Haut möglichst nahe zu kommen, weist die Trägerschicht oder Membran einen Durchmesser von unter 500 μm und/oder der Lichtleiter einen Durchmesser von unter 150 μm auf. Durch den geringen Durchmesser des Lichtleiters ist es außerdem möglich, diesen nahezu schmerzfrei in die oberen Schichten der menschlichen Haut einzuführen, ohne dass eine Verletzung entsteht.at The layers of human skin lie with the entering UV light interact, mainly depending on the wavelength in a range from 10 μm to 300 μm in the epidermis. To be as close as possible to the properties of human skin the carrier layer has to come or membrane with a diameter of less than 500 μm and / or the light guide Diameter of less than 150 μm. Due to the small diameter of the light guide, it is also possible almost painless in the upper layers of human skin introduce, without causing an injury.

Um die Strahlung zu fokussieren und an spezifische Versuchsbedingungen anzupassen, weist der Lichtleiter zur Aufnahme der Strahlung eine Mikrooptik auf.Around to focus the radiation and to specific test conditions to adapt, the light guide for receiving the radiation has a Micro optics.

Beim Einführen in die Haut wird das Risiko unerwünschter Wirkungen auf die Haut dadurch verringert, dass der Lichtleiter als biokompatibles Material ausgebildet ist.When inserted into the skin, the risk of undesirable effects on the skin is reduced by the fact that the light guide is a biocompatible mate rial is formed.

Um die Strahlenbelastungen für die Probanden weiter zu verringern, ist das Radiometer als Photomultiplier oder Diodenarray-System ausgeführt. Hierdurch wird die Empfindlichkeit der Messvorrichtung erhöht. Bei Verwendung eines Diodenarray-Systems kann außerdem eine schnelle und gleichzeitige Messung aller Wellenlängen erfolgen. Hierdurch wird der Messvorgang beschleunigt und die Strahlenbelastung weiter erniedrigt.Around the radiation exposure for The radiometer as a photomultiplier is to further reduce the number of subjects or diode array system. hereby the sensitivity of the measuring device is increased. When using a diode array system can also All wavelengths can be measured quickly and simultaneously. hereby the measuring process is accelerated and the radiation exposure continues decreased.

Um den Abstand und/oder den Winkel zwischen Lichtaustrittsstirnfläche des Lichtwellenleiters und Sensoreingang des Radiometers stufenlos zu verstellen, ist ein Verbindungsstück zwischen beiden vorgesehen. Hierdurch kann die Leistungsübertragung vom Lichtwellenleiter zum Sensoreingang optimiert werden. Dieses geschieht dadurch, dass der Lichtwellenleiter in das Verbindungsstück eingeführt und fixiert wird. Dann werden Abstand und Winkelposition in kleinen Stufen verändert und die Signalstärke gemessen, bis das Maximum gefunden ist.Around the distance and / or the angle between the light exit face of the Infinitely adjustable optical fiber and sensor input of the radiometer, is a connector provided between the two. This allows the power transmission from the fiber optic to the sensor input. This happens by inserting the optical fiber into the connector and is fixed. Then the distance and angular position are in small Levels changed and the signal strength measured until the maximum is found.

Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.The Invention is referenced in a preferred embodiment on a drawing described by way of example, with further advantageous details the figures of the drawing can be seen.

Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.Functionally the same Parts are provided with the same reference numerals.

Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:The Figures of the drawing show in detail:

1: Ein schematisches Schaltbild der Messvorrichtung und die Haut mit eingeführtem Lichtwellenleiter in einer Schnittdarstellung. 1 : A schematic circuit diagram of the measuring device and the skin with an inserted optical fiber in a sectional view.

In 1 sind die Haut mit eingeführtem Lichtleiter und die Messapparatur dargestellt. Es wird gezeigt, wie nach dem beschriebenen Verfahren und mittels der beschriebenen Vorrichtungen sehr genaue Messungen in vivo durchgeführt werden können. Es handelt sich um eine schematische Darstellung, die die Größenverhältnisse nicht unbedingt im richtigen Verhältnis zueinander zeigt.In 1 the skin with the inserted light guide and the measuring apparatus are shown. It is shown how very precise measurements can be carried out in vivo using the described method and the described devices. It is a schematic representation that does not necessarily show the proportions in the correct relationship to each other.

Mit 9, 10, 11, 12 sind verschiedene Schichten der menschlichen Haut bezeichnet, die in einer schematischen Schnittdarstellung dargestellt ist. Dabei ist 9 die Hautoberfläche, 10 die Epidermis, 11 die Basalzellschicht und 12 die unteren Hautschichten.With 9 . 10 . 11 . 12 different layers of the human skin are designated, which is shown in a schematic sectional view. It is 9 the skin surface, 10 the epidermis, 11 the basal cell layer and 12 the lower layers of skin.

Die Haut wird mittels einer UV-Lampe 5 bestrahlt, die UV-Strahlung 6 im Wellenlängenbereich von 280-420 nm abgibt und damit die Haut belichtet. Das Licht trifft zunächst auf die Hautoberfläche 9, durchstrahlt diese und danach die Epidermis 10 bis zur Basalzellschicht 11. Dabei wird die Strahlung von den Hautschichten absorbiert, so dass kein oder nur sehr wenig Licht die unteren Hautschichten 12 erreicht. Bei dem bekannten „Sonnenbrand" werden hauptsächlich Zellen geschädigt, die über der Basalzellschicht 11 liegen; darum ist es zweckmäßig, die Messung in dieser Hauttiefe durchzuführen. Für andere Wellenlängen, wie z.B. sichtbares Licht und Infrarot, kann je nach Fragestellung auch in tieferen Schichten gemessen werden.The skin is treated with a UV lamp 5 irradiated, the UV radiation 6 emits in the wavelength range of 280-420 nm and thus exposes the skin. The light first hits the surface of the skin 9 , shines through it and then the epidermis 10 down to the basal cell layer 11 , The radiation is absorbed by the skin layers, so that no or very little light penetrates the lower skin layers 12 reached. The known "sunburn" mainly damages cells that are above the basal cell layer 11 lie; it is therefore advisable to carry out the measurement at this skin depth. For other wavelengths, such as visible light and infrared, depending on the problem, measurements can also be carried out in deeper layers.

In die Haut wird ein dünner Lichtleiter 1 relativ schmerzfrei eingeführt, und zwar beispielsweise bis an die Basalzellschicht 11. Je nach Messbedingungen kann der Lichtleiter 10 bis mehrere 100 μm unter der Hautoberfläche liegen. Das von den Hautschichten transmittierte Licht wird dann von dem Lichtwellenleiter an seiner Stirnfläche 14 aufgenommen und zum Radiometer 2 verlustarm weitergeleitet. Das Licht tritt an der Austrittsfläche 15 des Lichtwellenleiters 1 aus und trifft auf den Sensor 13 des Radiometers 2. Durch das Verbindungsstück 3 kann der Abstand und der Winkel zwischen Austrittsfläche 15 und Sensor 13 verändert und auf maximale Signalstärke optimiert werden. Um das Signal nach Wellenlängen aufzulösen, wird ein Monochromator verwendet. Die Empfindlichkeit der gesamten Messvorrichtung und die Schnelligkeit des Messvorganges kann dadurch erheblich gesteigert werden, dass als Sensor 13 ein Photomultiplier- oder vorzugsweise ein Diodenarray-System verwendet wird. Bei Verwendung eines Diodenarray-Systems kann eine schnelle und gleichzeitige Messung aller Wellenlängen erfolgen. Hierdurch wird der Messvorgang beschleunigt und die Strahlenbelastung erniedrigt. Das aufgenommene Signal wird dann vom PC gespeichert und ausgewertet.A thin light guide is inserted into the skin 1 introduced relatively painless, for example up to the basal cell layer 11 , Depending on the measurement conditions, the light guide 10 up to several 100 μm below the skin surface. The light transmitted by the skin layers is then from the optical waveguide on its end face 14 recorded and to the radiometer 2 forwarded with little loss. The light emerges at the exit surface 15 of the optical fiber 1 and hits the sensor 13 of the radiometer 2 , Through the connector 3 can be the distance and the angle between exit surface 15 and sensor 13 changed and optimized for maximum signal strength. A monochromator is used to resolve the signal by wavelength. The sensitivity of the entire measuring device and the speed of the measuring process can be increased considerably as a sensor 13 a photomultiplier or preferably a diode array system is used. When using a diode array system, all wavelengths can be measured quickly and simultaneously. This speeds up the measuring process and lowers the radiation exposure. The recorded signal is then saved and evaluated by the PC.

Es wird auf diese Weise zunächst eine Messung ohne aufgetragenes Externum 7 durchgeführt, die als Referenz dient. Danach wird das Externum 7 auf die Hautoberfläche 9 aufgetragen und eine erneute Messung durchgeführt. Das Externum 7 verbleibt dabei zum Teil auf der Hautoberfläche 9, teilweise dringt es auch über die Hautoberfläche 9 und in die Epidermis 8 ein. Dadurch werden die Absorptionseigenschaften innerhalb der Haut verändert. Da in der Haut in vivo gemessen wird, werden diese Effekte bei der Messung vollständig berücksichtigt.In this way it is first a measurement without an applied external 7 performed, which serves as a reference. Then the external 7 on the skin surface 9 applied and a new measurement carried out. The external 7 remains partially on the skin surface 9 , partially it also penetrates the skin surface 9 and into the epidermis 8th on. This changes the absorption properties within the skin. Since the skin is measured in vivo, these effects are fully taken into account in the measurement.

Aus der Messung mit Externum kann zusammen mit der Referenzmessung der Lichtschutzfaktor des Externums 7 gemessen werden. Da für die Messung keine Strahlendosis notwendig ist, die ein Erythem erzeugt, kann die Strahlenbelastung für die Probanden sehr gering gehalten werden.From the measurement with external, together with the reference measurement, the sun protection factor of the external can 7 be measured. Since no radiation dose that produces erythema is necessary for the measurement, the radiation exposure for the test subjects can be kept very low.

Hierdurch ist auf überraschende Weise eine Vorrichtung und ein Verfahren vorgeschlagen, mit dem der Einfluss kosmetischer oder pharmazeutischer Externa auf die Transmission der menschlichen Haut in vivo sehr genau, unter realistischen Bedingungen aber mit einer sehr geringen Strahlenbelastung für den Probanden gemessen werden kann.This surprisingly proposes a device and a method with which the influence of cosmetic or pharmaceutical shear externalities on the transmission of human skin in vivo very precisely, but can be measured under realistic conditions but with a very low radiation exposure for the test person.

11
Lichtleiter optical fiber
22
Radiometerradiometer
33
Verbindungsstück joint
44
PCPC
55
UV-LampeUV lamp
66
UV-StrahlungUV radiation
77
Externum auf der Hautoberfläche externum on the skin surface
88th
Resorbiertes ExternumAbsorbed externum
99
Hautoberfläche skin surface
1010
Epidermisepidermis
1111
Basalzellschicht basal cell
1212
Untere HautschichtenLower skin layers
1313
Sensorsensor
1414
Eintrittsfläche des LichtleitersEntrance area of the optical fiber
1515
Austrittsfläche des LichtleitersExit surface of the optical fiber

Claims (12)

Verfahren zur Messung des Einflusses kosmetischer oder pharmazeutischer Externa auf die Transmission der menschlichen Haut, wobei das Externum auf die Oberseite einer UV-durchlässigen Trägerschicht oder Membran aufgebracht, beide Komponenten mittels einer UV-Lichtquelle in einem geeigneten Wellenlängenbereich, insbesondere von 280-420 nm, durchleuchtet werden und die Intensität der transmittierten Strahlung, vorzugsweise frequenzaufgelöst, mit einem Radiometer gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die transmittierte Strahlung von einem an die Unterseite der Trägerschicht oder Membran geführten Lichtleiter aufgenommen und zu dem Radiometer weitergeleitet wird.Method for measuring the influence of cosmetic or pharmaceutical externals on the transmission of human skin, the externum being applied to the top of a UV-permeable carrier layer or membrane, both components by means of a UV light source in a suitable wavelength range, in particular from 280-420 nm, be examined and the intensity of the transmitted radiation, preferably frequency-resolved, is measured with a radiometer, characterized in that the transmitted radiation is received by a light guide guided to the underside of the carrier layer or membrane and passed on to the radiometer. Verfahren zur Messung des Einflusses kosmetischer oder pharmazeutischer Externa auf die Transmission der menschlichen Haut nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die transmittierte Strahlung von einem in das Innere der Trägerschicht oder Membran geführten Lichtleiter aufgenommen und zu dem Radiometer weitergeleitet wird.Method of measuring the influence of cosmetic or pharmaceutical externals on the transmission of human Skin according to claim 1, characterized in that the transmitted Radiation from a light guide guided into the interior of the carrier layer or membrane recorded and forwarded to the radiometer. Verfahren zur Messung des Einflusses kosmetischer oder pharmazeutischer Externa auf die Transmission der menschlichen Haut nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägerschicht oder Membran mit einem Durchmesser von unter 500 μm und/oder ein Lichtleiter mit einem Durchmesser von unter 150 μm verwendet wird.Method of measuring the influence of cosmetic or pharmaceutical externals on the transmission of human Skin according to claim 1 or 2, characterized in that a carrier layer or membrane with a diameter of less than 500 μm and / or an optical fiber with a diameter of less than 150 μm is used becomes. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter in, als Trägerschicht für das Externum verwendete, menschliche Haut eingeschoben und die Messung in vivo durchgeführt wird.Method according to one or more of the preceding Expectations, characterized in that the light guide in, as a support layer for the Externally used, human skin inserted and the measurement performed in vivo becomes. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter im Bereich zwischen Hornschicht der Epidermis und Basalmembran der Haut liegend eingeführt wird.Method according to one or more of the preceding Expectations, characterized in that the light guide in the area between Horny layer of the epidermis and basement membrane of the skin is inserted lying. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete Bestrahlungsdauer und -intensität unterhalb der Erythemschwelle liegt.Method according to one or more of the preceding Expectations, characterized in that the radiation duration used and -intensity is below the erythema threshold. Vorrichtung zur Messung des Einflusses kosmetischer oder pharmazeutischer Externa auf die Transmission der menschlichen Haut mit einer UV-Lichtquelle, einer UV-durchlässigen Trägerschicht oder Membran und einem Radiometer zur Messung von Intensität und/oder Frequenz der transmittierten elektromagnetischen Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Lichtleiter zur Aufnahme und Weiterleitung der Strahlung aufweist.Device for measuring the influence of cosmetic or pharmaceutical externals on the transmission of human Skin with a UV light source, a UV-permeable carrier layer or membrane and a radiometer for measuring the intensity and / or frequency of the transmitted electromagnetic radiation, characterized in that the Device a light guide for receiving and forwarding the Has radiation. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht oder Membran einen Durchmesser von unter 500 μm und/oder der Lichtleiter einen Durchmesser von unter 150 μm aufweist.Device according to one or more of the preceding Expectations, characterized in that the carrier layer or membrane has a diameter of less than 500 μm and / or the light guide has a diameter of less than 150 μm. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter eine Mikrooptik aufweist.Device according to one or more of the preceding Expectations, characterized in that the light guide has micro-optics. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter als biokompatibles Material ausgebildet ist.Device according to one or more of the preceding Expectations, characterized in that the light guide as biocompatible Material is formed. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radiometer als Photomultiplier- oder vorzugsweise als Diodenarray-System ausgeführt ist.Device according to one or more of the preceding Expectations, characterized in that the radiometer as a photomultiplier or is preferably designed as a diode array system. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsstück zwischen Lichtaustrittsstirnfläche des Lichtwellenleiters und Sensoreingang des Radiometers zur stufenlosen Einstellung des Abstandes und/oder des Winkels vorgesehen ist.Device according to one or more of the preceding Expectations, characterized in that a connecting piece between the light exit face of the Optical fiber and sensor input of the radiometer for stepless Setting the distance and / or the angle is provided.
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DE19934038A1 (en) * 1999-07-20 2001-02-08 Gesellschaft Zur Foerderung Von Medizin-,Bio- Und Umwelttechnologien Ev Device for spectral photometric diagnosis of healthy and sick skin tissue has transmission devices for illuminating skin surface and on remission measurement head light output side
DE10011284A1 (en) * 2000-03-08 2001-09-20 Disetronic Licensing Ag Device for in vivo analysis of body fluid, useful especially for monitoring glucose levels, comprises implanted light emitter and external detector

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