Nghiên cứu bào chế và đánh giá chỉ số SPF của kem chống nắng chứa titan dioxid

VNU Journal of Science: Medical and Pharmaceutical Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 54-60 
54 
Original Article 
Preparation and SPF Evaluation of Sunscreen Cream 
Containing Titanium Dioxide 
Tran Thi Hai Yen*, Le Thu Huong, Nguyen Thi Thanh Duyen, Vu Thi Thu Giang 
Hanoi University of Pharmacy, 13-15 Le Thanh Tong, Hoan Kiem, Hanoi, Vietnam 
Received 17 March 2019 
Revised 22 April 2019; Accepted 21 June 2019 
Abstract: Titanium dioxide, a physical sunscreen, is a metal oxide which reflects and disperses 
incident UV radiation by an optical mechanism. Sun protect factor (SPF) indicates the level of 
protection from UV rays. This study aims to prepare titanium dioxide sunscreen cream and evaluate 
its SPF. Sunscreen cream was first prepared by emulsification method, and then mixed with titanium 
dioxide. As a result, the sunscreen cream loaded with 5% titanium dioxide had good visual 
performance, physical stability, and medium UV protection effect with SPF 20+. 
Keywords: Titanium dioxide, sunscreen, SPF. 
________ 
 Corresponding author. 
 Email address: tranyendhd@gmail.com 
 https://doi.org/10.25073/2588-1132/vnumps.4153 
VNU Journal of Science: Medical and Pharmaceutical Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 54-60 
55 
 Nghiên cứu bào chế và đánh giá chỉ số SPF của kem 
chống nắng chứa titan dioxid 
Trần Thị Hải Yến*, Lê Thu Hường, Nguyễn Thị Thanh Duyên, Vũ Thị Thu Giang 
Trường Đại học Dược Hà Nội, 13-15 Lê Thánh Tông, Hoàn Kiếm, Hà Nội, Việt Nam 
Nhận ngày 17 tháng 3 năm 2019 
Chỉnh sửa ngày 22 tháng 4 năm 2019; Chấp nhận đăng ngày 21 tháng 6 năm 2019 
Tóm tắt: Dioxyd là một chất chống nắng vật lý được sử dụng từ rất lâu trong các chế phẩm mỹ 
phẩm. Titan dioxyd có bản chất là một oxyd kim loại có khả năng phản xạ, phân tán các tia UV bằng 
cơ chế quang học. Nghiên cứu này bào chế kem chống nắng chứa titan dioxyd và đánh giá chỉ số 
chống nắng SPF. Kem titan dioxyd được bào chế bằng phương pháp nhũ hóa trực tiếp, sau đó phối 
hợp titan dioxyd vào kem bằng phương pháp phân tán. Kết quả cho thấy, kem chống nắng chứa 5% 
titan dioxud có hình thức đẹp mịn màng, có giá trị chống nắng SPF ở mức độ trung bình 20+. 
Từ khóa: Titan dioxid, chống nắng, chỉ số SPF. 
1. Đặt vấn đề 
Ánh sáng mặt trời, cụ thể tia UV là tác nhân 
gây bỏng nắng, sạm da ở phụ nữ. Do vậy, kem 
chống nắng là chế phẩm mỹ phẩm thiết yếu cho 
phụ nữ để bảo vệ làn da khỏi bị lão hóa bởi tác 
động của tia tử ngoại. Các chất chống nắng được 
chia làm hai nhóm: chống nắng vật lý và chống 
nắng hóa học. Titan dioxyd là một trong hai đại 
diện phổ biến nhất của nhóm chất chống nắng vật 
lý. Cơ chế chống tia UV của nhóm này là phản 
xạ và phân tán tia UV thông qua cơ chế quang 
học. Chúng hoạt động như những tấm chắn phản 
xạ lại các tia UV chiếu tới da. Đặc tính của nhóm 
chống nắng vật lý là khả năng thấm thấp và đặc 
tính quang học cao vì thế duy trì được khả năng 
bảo vệ khỏi ánh nắng mặt trời trong một thời gian 
________ 
 Tác giả liên hệ. 
 Địa chỉ email: tranyendhd@gmail.com 
 https://doi.org/10.25073/2588-1132/vnumps.4153 
dài [1-3]. Ngoài ra, các chất chống nắng vật lý 
có các ưu điểm vượt trội khác như: không thấm 
vào da, không gây kích ứng da, có tác dụng ngay 
khi bôi và có tuổi thọ dài. Do đó, kem chống 
nắng vật lý thường được các chuyên gia khuyến 
cáo ưu tiên sử dụng. 
Để đánh giá khả năng chống tia tử ngoại của 
các chế phẩm chống nắng người ta sử dụng rất 
nhiều các chỉ số khác nhau cũng như các phương 
pháp tính toán khác nhau. Trong số đó chỉ số SPF 
(Sun Protection Factor) là một trong những chỉ 
số quan trọng và được sử dụng rộng rãi nhất để 
đánh giá hiệu quả của một sản phẩm chống nắng. 
Cách đánh giá chỉ số SPF đã được Ủy ban Mỹ 
phẩm Châu Âu hướng dẫn [4], tuy nhiên ở Việt 
Nam vẫn chưa có nghiên cứu nào đánh giá chỉ 
tiêu SPF của kem chống nắng được công bố. 
T.T.H. Yen et al. / VNU Journal of Science: Medical and Pharmaceutical Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 54-60 56 
Trong nghiên cứu này chúng tôi bước đầu 
nghiên cứu bào chế và đánh giá chỉ số SPF và 
một số chỉ tiêu khác của kem chứa titan dioxid. 
2. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 
2.1. Nghiên liệu. thiết bị nghiên cứu 
Nguyên liệu: Hydroxyethyl cellulose (HEC) 
có xuất xứ Mỹ; titan dioxid, Tween 80, glycerin 
monostearat, propylene glycol, glycerin, alcol 
cetylic, isopropyl myristat có xuất xứ Trung 
Quốc; dầu hướng dương có xuất xứ Ukraina. 
Thiết bị: Bể siêu âm Wise Clean (Hàn Quốc), 
máy đo quang hitachi U-5100 UV/VIS, máy ly 
tâm HERMLE Z200A, máy cánh khấy chân vịt 
WiseStir HS-120A, máy đo pH METTLER 
TOLEDO, tấm poly (methyl methacrylat) 
(PMMA). 
Động vật thí nghiệm: Thỏ trắng, khỏe cân 
nặng từ 2-3 kg do Viện kiểm nghiệm thuốc cơ sở 
2 cung cấp. 
2.2. Phương pháp 
2.2.1. Phương pháp bào chế cream titan dioxyd 
Ngâm tá dược tạo gel trong nước tinh khiết, 
tạo hỗn hợp gel (gel A). Hòa tan nipagin và 
nipasol trong glycerin, đun nóng và khuấy đều 
đến khi tan hoàn toàn (dung dịch B). Phối hợp từ 
từ dung dịch B với dung dịch gel A, khuấy đến 
đồng nhất (dung dịch C), sau đó đun nóng 40oC. 
Pha dầu gồm glycerin monostearat, alcol cetylic 
được đun chảy lỏng, sau đó phối hợp dầu hướng 
dương, isopropyl mirystat (IPM) và Tween 80 
vào, khuấy trộn đến đồng nhất. Đun nóng pha 
dầu lên 60-70oC. 
Phối hợp pha dầu vào pha nước, khuấy đều 
bằng máy cánh khuấy chân vịt với tốc độ 
2700v/phút thu được kem có thể chất mềm. Titan 
dioxid được nghiền mịn rồi rây qua rây 125 μm, 
sau đó nghiền ướt titan dioxid bằng đồng lượng 
kem. Phối hợp phần kem còn lại rồi khấy trộn 
bằng máy khuấy chân vịt trong 5 phút. Thêm tinh 
dầu và khuấy đều. Bảo quản ở nhiệt độ phòng 
trong 3 giờ để ổn định, sau đó tiến hành các thử 
nghiệm đánh giá. 
2.2.2. Phương pháp đánh giá một số chỉ 
tiêu của kem 
Hình thức: đánh giá bằng cách quan sát. Yêu 
cầu: kem có màu trắng đục, thể chất mịn, đồng 
nhất, không có bọt khí, mùi thơm nhẹ, khi bôi lên 
da tạo được một lớp mảng mỏng mịn, đều. 
Độ ổn định vật lý: Cân 2-5 g kem vào trong 
ống ly tâm 15 ml, tốc độ ly tâm: 5.000 v/phút; 
thời gian: 30 phút; nhiệt độ: 30oC. 
Xác định chỉ số SPF 
Cân một lượng kem khoảng 1,3mg/cm2 trải 
đều lên bề mặt tấm polymethylmethacrylat 
(PMMA). Tiến hành quét quang phổ truyền qua 
trong khoảng bước sóng từ 290nm đến 400nm 
trên máy đo quang phổ U-5100 UV/VIS 
spectrophotometer. Mẫu trắng là tấm PMMA 
không bôi kem. 
Chỉ số SPF được tính toán theo phương trình 
𝑆𝑃𝐹 =
∑ Sλ. Eλ. dλ400290
∑ S λ. Eλ. Tλ. dλ400290
Trong đó: 
 Eλ là giá trị quang phổ gây ban đỏ ở bước 
sóng λ được tính theo công thức do CIE đưa ra. 
S là quang phổ của nguồn UV. Tλ là quang phổ 
truyền qua được đo ở bước sóng λ [4, 5]. 
Đánh giá khả năng gây kích ứng da 
Tiến hành thử nghiệm trên ba con thỏ trắng. 
Khoảng 24 giờ trước khi làm thí nghiệm, lông ở 
vùng lưng của động vật được cạo sạch, cẩn thận 
tránh xước da và chỉ sử dụng những vùng da toàn 
vẹn, lành lặn không có tổn thương. Vùng da thỏ 
được chia thành hai khu vực bôi mẫu và không 
bôi mẫu để so sánh. Lấy chính xác khoảng 0,5g 
mẫu bôi lên vùng da nhỏ (khoảng 6cm2), dùng 
một miếng gạc đậy lại và giữ cố định bằng băng 
y tế. Sau khi kết thúc (sau khoảng 4giờ), băng và 
gạc được giỡ bỏ, các vị trí thí nghiệm được lau 
sạch mẫu bằng nước cất và vải mềm. Quan sát 
và phân loại các phản ứng. Tất cả động vật thí 
nghiệm phải được kiểm tra các dấu hiệu ban đỏ 
và phù nề. Kết quả được ghi ở phút thứ 60 và sau 
đó là 1 ngày, 2 ngày và 3 ngày. Nếu có tổn thương 
T.T.H. Yen et al. / VNU Journal of Science: Medical and Pharmaceutical Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 54-60 57 
mà không phân biệt được là kích ứng hay ăn mòn 
thì tiến hành quan sát đến 14 ngày để xác định khả 
năng hồi phục. Ngoài việc kiểm tra kích ứng, tất cả 
các dấu hiệu bất thường của động vật thí nghiệm 
cũng được ghi lại và báo cáo. Theo tài liệu hướng 
dẫn của OECD 404 và ISO 10993-10-2010, các 
phản ứng được ghi lại và tính điểm [6, 7]. 
3. Kết quả và bàn luận 
Khảo sát ảnh hưởng của chất làm đặc đến đặc 
tính của kem. 
Sử dụng hai chất làm đặc HEC và carbopol 
để bào chế kem titan dioxyd như trong công thức 
ở bảng 1. 
Bảng 1. Thành phần các công thức sử dụng các chất làm đặc khác nhau 
STT Thành phần 
Khối lượng (g) 
CT1 CT2 CT3 CT4 
1 Glycerin 15 15 15 15 
2 Nipagin 0,18 0,18 0,18 0,18 
3 Nipasol 0,02 0,02 0,02 0,02 
4 HEC - - 0,5 0,6 
5 Carbopol 0,5 0,7 - - 
6 Tween 80 3 3 3 3 
7 Alcol cetylic 2 2 2 2 
8 Dầu hướng dương 3 3 3 6 
9 Isopropyl myristat 5 5 5 10 
10 Glycerin monosterat 3 2 3 2,5 
11 Triethanolamin 0,6 0,6 - - 
12 Titan dioxyd 3 3 3 3 
13 Nước tinh khiết vđ 100 100 100 100 
Bảng 2. Đánh giá một số đặc tính của kem 
STT Đặc tính CT1 CT2 CT3 CT4 
1 Hình thức 
(độ mịn màng) 
- - + + 
2 Thể chất Mềm Hơi đặc Hơi lỏng Mềm 
3 Bọt khí không không không không 
4 Độ ổn định vật lý Không tách lớp Không tách lớp Tách 2 lớp Không tách lớp 
Chú thích: +: mịn màng -: không mịn màng 
Các công thức sử dụng chất làm đặc carbopol 
(CT1 và CT2) có hình thức không mịn màng, 
xuất hiện các hạt titan dioxyd tụ lại với nhau 
(bảng 2). Như vậy có hiện tượng tương kị của 
titan dioxyd vơi carbopol và chất điều chỉnh pH 
sử dụng trong công thức. Do đó carbopol không 
được chọn làm chất làm đặc. Hydroxypropyl 
ethyl cellulose (HEC) tạo kem có thể chất mềm 
mượt, khi li tâm 30 phút ở tốc độ 5000 vòng/phút 
không quan sát thấy hiện tượng tách lớp. Do đó 
lựa chọn HEC làm chất làm đặc cho kem. 
T.T.H. Yen et al. / VNU Journal of Science: Medical and Pharmaceutical Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 54-60 58 
Chất làm đặc có vai trò quan trọng trong kem 
và các sản phẩm mỹ phẩm nói chung. Chúng có 
vai trò điều chỉnh thể chất cho kem, dẫn tới giảm 
lượng chất điều chỉnh thể chất thân dầu (như 
alcol béo) cũng như pha dầu. Do đó khi bôi trên 
da, không có hiện tượng cản trở quá trình sinh lý 
của da, tạo cảm giác thoải mái cho người dùng. 
Khảo sát ảnh hưởng của chất diện hoạt đến 
tính chất của kem. 
Sử dụng hai loại chất diện hoạt Tween 80 và 
hỗn hợp PEG 40 stearat để bào chế kem titan 
dioxyd như bảng 3. 
Bảng 3. Thành phần các công thức sử dụng các loại chất diện hoạt khác nhau 
STT Thành phần 
Khối lượng (g) 
CT5 CT6 CT7 CT8 
1 Glycerin 15 15 15 15 
2 Nipagin 0,18 0,18 0,18 0,18 
3 Nipasol 0,02 0,02 0,02 0,02 
4 HEC 0,5 0,5 0,5 0,5 
5 Tween 80 3 5 - - 
6 
PEG 40 stearat - - 2 4 
7 Alcol cetylic 2 2 2 2 
8 Dầu hướng dương 6 4 5 3 
9 Isopropyl myristat 5 5 5 5 
10 Glycerin monosterat 3 3 3 3 
11 Titan dioxyd 3 3 3 3 
12 Nước tinh khiết vđ 100 100 100 100 
Bảng 4. Một số đặc tính của kem bào chế được 
STT Đặc tính CT5 CT6 CT7 CT8 
1 Hình thức Mịn màng Mịn màng Mịn màng Mịn màng 
2 Thể chất Mềm Hơi đặc Hơi đặc Đặc 
3 Bọt khí không không không không 
4 Độ ổn định vật lý Không tách lớp Không tách lớp Không tách lớp Không tách lớp 
jj
Kết quả cho thấy, khi sử dụng chất diện hoạt 
PEG40 stearat thể chất kem rất đặc do chất diện 
hoạt này có thể chất rắn. Hơn nữa, trong kem còn 
chứa lượng chất rắn titan dioxyd là 3%, do đó 
kem có thể chất rất đặc. Vì vậy, PEG 40 stearat 
không được lựa chọn. CT 5 sử dụng chất diện 
hoạt Tween 80, có thể chất đẹp, ổn định vật lý và 
lượng chất diện hoạt thấp được chọn để tiếp tục 
đánh giá SPF và tính kích ứng trên da thỏ. 
Đánh giá chỉ số SPF. 
Bào chế các mẫu kem chứa titan dioxyd giao 
động từ 3% đến 6%, sau đó tiến hành khảo sát 
ảnh hưởng của tỷ lệ titan dioxid đến thể chất và 
chỉ số SPF. 
Kết quả ở bảng 5 thấy các công thức từ CT9 
đến CT12 lượng titan dioxid tăng từ 3% lên 5% 
thì chỉ số SPF tăng từ 8,01 đến 24,00. Có thể giải 
thích là do khi lượng titan dioxid tăng, các hạt 
T.T.H. Yen et al. / VNU Journal of Science: Medical and Pharmaceutical Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 54-60 59 
titan dioxid được phân bố che kín diện tích bề 
mặt dẫn tới khả năng che phủ bề mặt tốt hơn. Vì 
vậy tỷ lệ diện tích bề mặt được bảo vệ tăng cao, 
các tia UV chiếu tới sẽ được phản xạ nhiều hơn 
nên giá trị SPF cũng tăng cao. CT12 lượng titan 
dioxid tăng lên 6% thì nhận thấy chỉ số SPF 
không tăng đáng kể so với CT5, thể chất của 
công thức thì đặc do thảnh phần chất rắn cao 
không đẹp về mặt thẩm mỹ. Vì vậy lựa chọn C11 
với 5% titan dioxid có SPF lớn hơn 20 để tiếp tục 
đánh giá. Theo hướng dẫn của Ủy ban Châu Âu 
về hiệu quả bảo vệ của các sản phẩm chống nắng, 
khi SPF từ 15-25 thì kem có khả năng bảo vệ 
trung bình. Như vậy kem titan dioxyd 5% trong 
nghiên cứu có khả năng chống nắng trung bình. 
Bảng 5. Bảng giá trị SPF của các công thức từ CT9-CT12 (n=3) 
Công 
thức 
Tỉ lệ titan 
dioxyd 
(%) 
SPF 
Ban đầu Sau 1 tháng Sau 2 tháng 
Sau 6 tháng Sau 12 tháng 
CT9 3% 8,01 ± 2,11 - - - - 
CT10 4% 17,14 ± 1,84 - - - - 
CT11 5% 24,00 ± 3,20 22,40 ± 4,84 21,48 ± 6,30 20,67 ± 5,43 20,97 ± 5,83 
CT12 6% 25,04 ± 2,39 - - 
Trong hướng dẫn của COLIPA về đánh giá 
SPF in vitro, đĩa PMMA được làm nhám một 
mặt để nếu giảm thiểu sự tán xạ ánh sáng của đĩa 
PMMA. Tuy nhiên, do điều kiện thí nghiệm chưa 
cho phép, do đó đĩa PMMA sử dụng trong 
nghiên cứu chưa được làm nhám 1 mặt. Tuy 
nhiên kết quả thu được phản ánh khả năng cản 
tia UV của các mẫu kem chứa tỉ lệ titan dioxyd 
khác nhau. 
Nhận thấy chỉ số SPF của CT11 sau 1 và 2 
tháng có sự suy giảm. Nguyên nhân là do sau khi 
để một thời gian, các hạt titan dioxid có xu 
hướng kết tụ lại với nhau dẫn đến khả năng phân 
bố trong kem kém đồng đều, khả năng che phủ 
giảm dẫn tới khả năng phản xạ lại tia UV cũng 
giảm, tỷ lệ tia UV bị truyền qua nhiều hơn từ đó 
dẫn đến chỉ số SPF có giảm đi. Tháng thứ 6 và 
tháng thứ 12 chỉ số SPF hầu như không giảm, 
chứng tỏ kem tương đối ổn định trong thời gian 
bảo quản sau đó. Trong giới hạn của nghiên cứu, 
mới chỉ bào chế kem titan dioxyd trong điều kiện 
phòng thí nghiệm, chưa có bước đồng nhất kem. 
Do đó kem titan dioxyd cần được tiếp tục nghiên 
cứu để đảm bảo độ ổn định trong thời gian bảo 
quản dài hơn. 
Đánh giá khả năng gây kích ứng. 
Kem được bào chế theo CT11 được đánh giá 
khả năng gây kích ứng trên da thỏ. 
Từ kết quả thực nghiệm quan sát được, điểm 
ban đỏ và phù được tính trung bình giữa các lần 
quan sát và được thể hiện trong bảng sau. 
Bảng 6. Điểm trung bình mức độ kích ứng da 
Vị trí Ban đỏ Phù 
Chứng 0 0 
Vùng bôi mẫu 0 0 
Kết quả ở bảng 6 cho thấy kem chứa 5% titan 
dioxid không gây kích ứng, không xuất hiện ban 
đỏ và phù nề trên da thỏ. Theo hướng dẫn Asean 
guidline for safety evaluation of cosmetic 
products, tính an toàn của sản phẩm mỹ phẩm 
cần phải thực hiện lâm sàng trên da của người 
tình nguyện được thông qua Hội đồng đạo đức. 
Do vậy, kết quả đánh giá mức độ kích ứng trên 
da thỏ làm tiền đề để đánh giá độ an toàn trên 
lâm sàng ở người. 
Kết Luận 
Đã xây dựng được công thức kem titan 
dioxyd 5% không gây kích ứng trên da thỏ và 
T.T.H. Yen et al. / VNU Journal of Science: Medical and Pharmaceutical Sciences, Vol. 35, No. 1 (2019) 54-60 60 
đánh giá được chỉ số SPF lớn hơn 20. Từ kết quả 
này, kem titan dioxyd bào chế được có tiềm năng 
ứng dụng làm chế phẩm mỹ phẩm có tác dụng 
chống nắng cho da. 
Tài liệu tham khảo 
[1] K. Morabito, N.C. Shapley, et al. Review of 
sunscreen and the emergence of non‐conventional 
absorbers and their applications in ultraviolet 
protection, International journal of cosmetic 
science. 33(5) (2011), 385-390. 
https://doi.org/10.1111/j.1468-2494.2011.00654.x. 
[2] Schalka Sergio, Reis Vitor Manoel Silva dos. Sun 
protection factor: meaning and controversies, 
Anais brasileiros de dermatologia. 86(3) (2011) 
507-515. 
[3] Serpone Nick, Dondi Daniele, et al. Inorganic and 
organic UV filters: Their role and efficacy in 
sunscreens and suncare products, Inorganica 
Chimica Acta. 360(3) (2007) 794-802. 
https://doi.org/10.1016/j.ica.2005.12.057. 
[4] COLIPA. Method for in vitro determination of uva 
protection, (2011), 17-19. 
[5] Couteau Céline, Faure Aurélie, et al. Study of the 
photostability of 18 sunscreens in creams by 
measuring the SPF in vitro, Journal of 
pharmaceutical and biomedical analysis. 44(1) 
(2007) 270-273. 
https://doi.org/10.1016/j.jpba.2007.01.052. 
[6] ISO (2010), Biological evaluation of medical 
devices-Part 10: Tests for irritation and skin 
sensitization, 10. 
[7] OECD (2015), OECD Guideline for testing of 
chemicals: Acute Dermal Irritation/Corrosion, 404.