Новости

Нанокосметика или тренды в косметологии

Глаголева Е., Ушакова Е.

Что такое липосомы, нанокапсулы, нанокристаллы, дендримеры, кубосомы, ниосомы и как нанотехнологии используются в космецевтике - разбираемся в понятиях и сути нанокосметики.

Миллиарды долларов и евро инвестируют компании в развитие высокотехнологичного производства косметики. Не только достижение максимальных результатов, но и дань моде заставляет производителей и маркетологов изобретать новые термины в косметологии и максимально подводить под это научную базу. Или все же наоборот? Практикующему врачу, косметологу и его пациенту бывает довольно сложно разобраться в круговороте терминов, ведь подчас понятия успешно мимикрируют, выходят из обихода, не выдержав конкуренции или рекламных войн.

Что же такое нанотехнология?

На территории Российской Федерации понятие нанотехнологий установлено в ГОСТ Р 55416-2013 «Нанотехнологии. Часть 1. Основные термины и определения».

Согласно «Концепции развития в Российской Федерации работ в области нанотехнологий», нанотехнология определяется как совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, хотя бы в одном измерении, и в результате этого получившие принципиально новые качества, позволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы большего масштаба.

Среди технологий, используемых для разработки космецевтических средств, нанотехнологии занимают особое место. Считается, что активные частицы меньшего размера более охотно поглощаются кожей и быстрее и эффективней воздействуют на требующую решения проблему.

Основными целями использования наночастиц в космецевтике являются:

повышение стабильности косметических ингредиентов (например, витаминов, ненасыщенных жирных кислот и антиоксидантов) при заключении их внутрь наночастицы;

более эффективная защита кожи от ультрафиолета, повышение внешней привлекательности средств (например, солнцезащитные средства с крайне маленькими частичками минеральных активных ингредиентов наносятся, не оставляя белых следов на коже);

направленное действие активного ингредиента на необходимом участке и контролируемое высвобождение активных ингредиентов для более продолжительного действия продукта.

Все это звучит невероятно привлекательно, но давайте разбираться, какие способы доставки мы знаем исторически, какие носят действительно инновационный характер и есть ли подводные камни у направления под названием «Нанокосметика».

Липосомы

Понятие липосом было впервые упомянуто в литературе в 1963 году, а их эффективность для доставки наружных лекарственных препаратов была доказана в начале 1980-х. Липосомы – это шаровидные замкнутые частицы, состоящие из фосфолипидной оболочки и содержащегося внутри нее раствора. Их размеры варьируются от 20 нм до нескольких сотен микрометров . Липосомы часто используются в составе космецевтики, так как полностью биосовместимы, нетоксичны, а также представляют собой универсальное биодеградируемое транспортное средство для доставки активных ингредиентов.

Кроме того, липосомы защищают содержащийся в них лекарственный препарат от воздействия окружающей среды и могут быть использованы для доставки гидрофобных и гидрофильных агентов, например, витаминов или других молекул, необходимых для регенерации эпидермиса. Одним из главных составляющих липосом является фосфатидилхолин, который, благодаря его смягчающим и ухаживающим свойствам, часто можно найти в составе косметических средств для кожи (увлажнителей, лосьонов, кремов и пр.) и волос (шампунях, кондиционерах). Некоторые активные ингредиенты (например, витамины А, Е и К) и антиоксиданты (например, каротиноиды, ликопин и коэнзим Q10), будучи заключенными в липосомы, приобретают дополнительную физическую и химическую стабильность в водном растворе.

Нанокапсулы

Под термином нанокапсула понимают шаровидную частицу с полимерной оболочкой размером 10-1000нм. Впервые потенциал применения нанокапсул в дерматологии начали изучать в 1995 году, когда концерн L’Oreal выпустил первый косметический продукт для кожи на основе нанокапсул.

Твердые липидные наночастицы

Твердые липидные наночастицы (ТЛН) – это субмикронные частицы размером 50-1000нм, состоящие из липидов, находящихся в воде или водном растворе поверхностно-активных веществ. ТЛН активно используются в космецевтике по нескольким причинам. Во-первых, они нетоксичны и полностью биоразлагаемы. Во-вторых, благодаря своему малому размеру, ТЛН хорошо проникают в кожу. Кроме того, доказано, что ТЛН обладают свойствами физического UV-фильтра, поэтому могут быть использованы для разработки эффективных солнцезащитных средств с минимальным числом побочных эффектов. Согласно результатам исследований in vivo, за 4 недели  увлажненность кожи повышается на 31% при использовании традиционного крема с добавлением 4% ТЛН. Кроме того, твердые липидные наночастицы могут быть успешно использованы в качестве транспортного средства для парфюмерных продуктов. При включении отдушки в ТЛН парфюмерия демонстрирует более продолжительный эффект.

Нанокристаллы

Нанокристаллы – это совокупность от нескольких сотен до тысяч атомов, достигающая размеров 10-400нм и используемая для доставки плохо растворимых активных ингредиентов. Научно доказано, что, например, нанокристаллическая форма рутина в 500 раз более биоактивна, чем водорастворимый гликозид рутин. Наносуспензию 5% рутина в виде нерастворимых нанокристаллов наносили на кожу добровольцев и сравнивали по эффективности фотозащиты с 5% раствором гликозида рутина. Несмотря на в 500 раз меньшую концентрацию рутина в нанокристаллической суспензии, она продемонстрировала на 25% большую эффективность при защите кожи от ультрафиолета.

Дендримеры

Дендример – это органическая молекула с древообразной структурой диаметром 2-10 нм. Дендримеры – это абсолютно новый класс макромолекулярной архитектуры и важный компонент космецевтических средств, направленных на решение множества проблем кожи.

Кубосомы

Кубосома - это субмикронная образованная липидами частица в непрерывной кубической фазе. Применимость кубосом в средствах персонального ухода пока является объектом научных исследований. Например, L’Oreal и Nivea пытаются использовать кубосомы в качестве стабилизаторов эмульсий типа «масло в воде» и абсорбентов загрязняющих веществ в космецевтике.

Ниосомы

Ниосомы - это везикулы, состоящие из водяной полости и оболочки из неионного сурфактанта в ламеллярной фазе. По сравнению с липосомами, ниосомы дешевле в производстве, являются более надежной «ловушкой» для активных ингредиентов, обладают повышенной химической стабильностью и более высокой способностью к проникновению. Ниосомы являются эффективным наружным транспортным средством для активных ингредиентов, обладают способностью продлевать их действие в эпидермисе и уменьшают их поглощение организмом. С помощью ниосом также можно добиться эффекта направленного действия активных ингредиентов.

Проникновение наночастиц в кожу

На рынке присутствует множество средств с наночастицами. В части этих средств просто используется красивое слово «нано-» для продвижения, но в некоторых действительно содержатся активные вещества, заключенные в специальные носители, для усиления их биодоступности. И вопрос об их потенциальной опасности остается открытым.

Механизм взаимодействия наночастиц с кожей зависит от их физико-химических характеристик, вида косметического средства, в которое они входят, и состояния кожи потребителя.

В целом же наночастицы можно разделить на две группы:

растворимые и/или биодеградируемые (липосомы и наноэмульсии);

нерастворимые и/или небиодеградируемые (диоксид титана, фуллерены и квантовые точки).

Быстрое поглощение наночастиц эпидермисом происходит только при определённых этапах подготовки кожи.

Выводы

  • 1. Наночастицы, используемые в космецевтике, могут быть токсичными при попадании в кровь.

  • 2. Необходимо использовать нанокосметику только на неповрежденных кожных покровах. Результаты большинства исследований свидетельствуют о том, что при нанесении на кожу наночастицы проникают внутрь в основном трансфолликулярным путем или через поры[13].

  • 3. Уменьшение молекулярного веса и размера транспортных систем активных ингредиентов в косметологии усиливает биодоступность активных ингредиентов и задает новый вектор в развитии космецевтики.

  • 4. Космецевтика все больше приближается к фармацевтике и назначать косметологические средства, использующие нанотехнологии в производстве, должен профессиональный косметолог, учитывая множество различных факторов.

  • 5. Маркетинговые войны порой дискредитируют перспективное направление транскутанной доставки активных ингредиентов и, таким образом, врачи и пациенты должны адекватно оценивать заявленные эффекты наружных средств, не противопоставляя косметику инвазивным и малоинвазивным процедурам, а успешно дополняя их.

  • Литература

  1. M. Mezei and V. Gulasekharam, “Liposomes - a selective drug delivery system for the topical route of administration. I. Lotion dosage form,” Life Sciences, vol. 26, no. 18, pp. 1473–1477, 1980.

  2. I. P. Kaur and R. Agrawal, “Nanotechnology: a new paradigm in cosmeceuticals,” Recent Patents on Drug Delivery & Formulation, vol. 1, no. 2, pp. 171–182, 2007

  3. S. A. Wissing, K. Mader, and R. H. Muller, “Solid lipid nanopartices (SLN) as a novel carrier system offering prolonged release of the perfume Allure (Chanel),” in Proceedings of the International Symposium on Controlled Release of Bioactive Materials, vol. 27, pp. 311–312, Paris, France, 2000.

  4. Z. Mei, Q. Wu, S. Hu, X. Li, and X. Yang, “Triptolide loaded solid lipid nanoparticle hydrogel for topical application,” Drug Development and Industrial Pharmacy, vol. 31,no. 2, pp. 161–168, 2005.

  5. E. B. Souto and R. H. M¨uller, “Cosmetic features and applications of lipid nanoparticles (SLN, NLC),” International Journal of Cosmetic Science, vol. 30, no. 3, pp. 157–165, 2008.

  6. J. Sakamoto, A. Annapragada, P. Decuzzi, and M. Ferrari, “Antibiological barrier nanovector technology for cancer applications,” Expert Opinion on Drug Delivery, vol. 4, no. 4, pp. 359–369, 2007.

  7. S. Anisha, S. P. Kumar, G. V. Kumar, and G. Garima,“Approaches used for penetration enhancement in transdermal drug delivery system,” International Journal of Pharmaceutical Sciences, vol. 2, no. 3, pp. 708–716, 2010.

  8. A. Sankhyan and P. Pawar, “Recent trends in noisome as vesicular drug delivery system,” Journal of Applied Pharmaceutical Science, vol. 2, pp. 20–32, 2012.

  9. R. Toll, U. Jacobi, H. Richter, J. Lademann, H. Schaefer, and U.Blume-Peytavi, “Penetration profile of microspheres in follicular targeting of terminal hair follicles,” Journal of Investigative Dermatology, vol. 123, no. 1, pp. 168–176, 2004.

  10. S. J. Christopher, L. Campbell, L. R. Contreras-Rojas et al., “Objective assessment of nanoparticle disposition in mammalian skin after topical exposure,” Journal of Controlled Release, vol. 162, no. 1, pp. 201–207, 2012.

  11. B. Gulson, M. Mccall, M. Korsch et al., “Small amounts of zinc from zinc oxide particles in sunscreens applied outdoors are absorbed through human skin,” Toxicological Sciences, vol. 118, no. 1, pp. 140–149, 2010.

  12. B. Gulson, M. McCall, L. Gomez, M. Korsch et al., “Dermal absorption of ZnOparticles from sunscreens applied to humans at the beach,” in International Conference on Nanoscience and Nanotechnology, Sydney,Australia, February 2010.

  13. M. Senzui, T. Tamura, K. Miura, Y. Ikarashi, Y. Watanabe, and M. Fujii, “Study on penetration of titanium dioxide (TiO2) nanoparticles into intact and damaged skin in vitro,” Journal of Toxicological Sciences, vol. 35, no. 1, pp. 107–113, 2010.

  14. T. Butz, “Dermal penetration of nanoparticles: what we know and what we don’t. Cosmetic. Science Conference Proceedings, Munich,” SO¨FWJournal, vol. 135, no. 4, pp. 8–10, 2009.

  15. P. Filipe, J. N. Silva, R. Silva et al., “Stratum corneum is an effective barrier to TiO2 and ZnO nanoparticle percutaneous absorption,” Skin Pharmacology and Physiology, vol. 22, no. 5, pp. 266–275, 2009.

  16. A. Mavon, C. Miquel, O. Lejeune, B. Payre, and P. Moretto, “In vitro percutaneous absorption and in vivo stratum corneum distribution of an organic and a mineral sunscreen,” Skin Pharmacology and Physiology, vol. 20, no. 1, pp. 10–20, 2006.

  17. F. Pfl¨ucker,V.Wendel,H.Hohenberg et al., “The human stratum corneum layer: an effective barrier against dermal uptake of different forms of topically applied micronised titanium dioxide,” Skin Pharmacology and Applied Skin Physiology, vol.14, no. 1, pp. 92–97, 2001.

  18. F. Menzel, T. Reinert, J. Vogt, and T. Butz, “Investigations of percutaneous uptake of ultrafine TiO2 particles at the high energy ion nanoprobe LIPSION,” Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, vol. 219-220, no. 1-4, pp. 82–86, 2004.

  19. J. Lademann, H.-J.Weigmann, C. Rickmeyer et al., “Penetration of titanium dioxide microparticles in a sunscreen formulation into the horny layer and the follicular orifice,” Skin Pharmacology and Applied Skin Physiology, vol. 12,no. 5, pp. 247–256, 1999.