Использование концентратов коллоидных металлов (Ag⁰, Au⁰, Cu⁰) в качестве компонентов косметических средств

К.К. Кошелев, О.К. Кошелева, В.И. Горовенко,

В.П. Паутов, М.Г. Свистунов

ООО «Экослав», ООО «НИФТИ», г. Переславль-Залесский

Для сохранения качества косметических препаратов в них добавляют вещества, называемые бактериостатиками или консервантами. Однако, высокое содержание консервантов повышает риск аллергических реакций из-за их агрессивных свойств.

В последнее время опубликована информация о возможном вреде традиционных консервантов, в т.ч. парабенов, так как консерванты могут накапливаться в организме человека и мешают развиваться не только микробам, но и оказывают угнетающее воздействие на клетки кожи человека. Учитывая, что мода на «зеленую косметику», свободную от традиционных консервантов растет - использование препаратов серебра, особенно в нанокристаллической форме, в качестве безопасных природных консервантов и антисептиков становится актуальным.

Действительно, бактерицидные свойства серебра известны и хорошо изучены. В последнее время стали появляться и широко рекламироваться косметические и лечебные средства, в составе которых используются катионы серебра Ag⁺ (в том числе так называемая «серебряная вода»), соли и комплексные соли серебра (сульфат, цитрат и т.п.), а также, пока еще реже, и коллоидное серебро, золото, медь и т.п.

Среди этих препаратов коллоидная форма металла Ag⁰ может быть наиболее эффективна, так как считается, что активные катионы высвобождаются из частиц металла по мере их расходования, пролонгируя действие препарата. Эффективность коллоидного металла как консерванта зависит, прежде всего, от концентрации и размера частиц. Чем меньше частицы, тем больше их суммарная поверхность, тем выше равновесная концентрация катионов металла в препарате, и тем выше эффективность. Соответственно, тем меньшую концентрацию коллоидного металла можно использовать.

Это немаловажно, учитывая стоимость применяемого препарата, его влияния на органолептические показатели косметического сырья и готового продукта, а также токсическое воздействие на организм человека. Кроме изучения биоцидных свойств серебросодержащих препаратов, исследуется эффективность воздействия наночастиц серебра и других металлов на вирусы. Имеются сведения, что наночастицы металлов, например, серебра, при их размерах менее, чем 10 нм, могут быть вирулицидными - за счет специфической адсорбции на капсидах (оболочках) вирусов, на которых более крупные частицы просто не закрепляются.

Это утверждение было проверено путем сопоставления вирулицидной активности препаратов на основе серебра в катионной форме и серебросодержащих препаратов в виде металлических частиц без примеси серебра в катионной форме.

В результате проведенных нами работ были разработаны способы синтеза семейства дисперсий коллоидных металлов (серебра, меди, золота типа «КНД-М») с высокой концентрацией наночастиц - от 0,1 до 3 вес.% (1 000 – 30 000 ррм). В случае серебра образуются красно-коричневые нанодисперсии (в разбавленном виде - светло-желтые), устойчивые в течение как минимум 12 месяцев при хранении на свету. Максимум полосы поглощения плазмонного резонанса получаемых дисперсий серебра находится в области 395-415 нм, т.е. образуются сферические частицы с размером всего в несколько нм, что подтверждается спектром пропускания дисперсии Ag⁰ (Рисунок 2), а также данными атомного силового микроскопа AFM (Рисунок 1).

 Показано, что при используемых условиях синтеза происходит практически полная конверсия катионов металлов в металлические наночастицы. Так, в случае серебра катионы серебра в нанодисперсии действительно отсутствуют в обнаруживаемых количествах. Данное свойство проявляется в том, что и в концентрированных и в разбавленных нанодисперсиях металлов не образуются не только осадки, но и не наблюдается помутнения при введении в них растворов хлористого натрия или сульфида натрия.

 Исследование вирулицидной способности препаратов катионного серебра (нитрат серебра) и нейтральных наночастиц металлического серебра проводились на стандартном штамме гепатита B, по методу твердофазного иммуноферментного анализа (Исаева Е.И., Институт вирусологии РАМН), с выдержкой 8 часов.

Методика определения активности вируса после обработки дезсредством основана на реакции окраски после присоединения фермента – пероксидазы к комплексу антиген-антитело, который образуется в результате взаимодействия вируса и моноклонального антитела, добавляемого в стандартном количестве к каждой пробе. Результат прочитывается на спектрофотометре при длине волны 492 нм.

Полученные результаты приведены в Таблице.

Как видно из приведенных в Таблице данных, полученные таким способом нанодисперсии металлического серебра действительно обладают собственной вирулицидной активностью, причем близкой к активности серебра в виде его азотнокислой соли.

Испытания показали, что дисперсии действительно обладают высокой биоцидной (бактериоцидной, вирулицидной, туберкулецидной, фунгицидной) активностью, в том числе к различным видам микроорганизмов - при концентрациях от 0,1 ppm (что в 20 000 раз меньше средней рабочей концентрации парабенов!), при этом являются веществами практически нетоксичными для людей и животных (IV класс опасности), нераздражающими кожу и слизистые и неаллергенными.

Отдельно следует отметить, что препараты на основе наночастиц чистого металлического серебра (без примесей катионного серебра) не портят и не меняют свойств объектов, в (на) которые они вводятся (наносятся). Наблюдается и хорошая совместимость таких препаратов с компонентами косметических средств (в т.ч. с рядом катионных и неиногенных ПАВ, с этоксилированными соединениями, с эфирами целлюлозы, с желатином, с полиэтиленоксидом (ПЭГ), хитозаном, димексидом, с протеинами и многими другими соединениями).

Уникальные характеристики коллоидных нанодисперсий металлического серебра, при этом практически нетоксичного, в совокупности с отсутствием резистентности микроорганизмов к нему и безопасностью применения для человека делают эти продукты незаменимыми для широкого спектра применения, в том числе в качестве компонентов косметических средств.