BIOTECHNOLOGIA W KOSMETOLOGII SŁAWOMIR WIERZBA
TREŚĆ WYKŁADÓW Budowa i biologia skóry. Typy skóry. Funkcje skóry. Układ odpornościowy skóry. Starzenie się skóry. Przenikanie przez skórę. Absorpcja skórna. Systemy nośnikowe kosmetyków. Składniki aktywne w kosmetykach pochodzenia biotechnologicznego: kwasy organiczne, witaminy, aminokwasy, enzymy. Wykorzystanie kultur in vitro do pozyskania substancji stosowanych w kosmetologii Kosmetyki i nutraceutyki. Wzbogacanie żywności. Substancje zapachowe. Pozyskiwanie substancji zapachowych metodami biotechnologicznymi. 2
LITERATURA Martini M-C. 2014. Kosmetologia i farmakologia skóry. Wydawnictwo lekarskie PZWL. Marzec A. 2005. Chemia kosmetyków. Surowce, półprodukty, preparatyka wyrobów. Wydawnictwo Dom organizatora. Toruń. Peters-Imke B. 2009. Kosmetyka. Wydawnictwo Rea. Warszawa. Malinka W. 1999. Zarys chemii kosmetycznej. Volumed sp. z o.o.. Wrocław. Kayser O., Muller R.H. 2003. Biotechnologia farmaceutyczna. Wydawnictwo Lekarskie PZWL. Warszawa. Ratledge C., Kristiansen B. 2011. Podstawy biotechnologii. Wydawnictwo Naukowe PWN. 3
STARZENIE SIĘ SKÓRY 4
PRZENIKANIE PRZEZ SKÓRĘ Transport przez skórę jest uwarunkowany: 1. Stanem skóry. 2. Charakterem fizykochemicznym związku. 3. Podłożem. https://dermarollery.wordpress.com/ 5
USUNIĘCIE FILMU HYDROLIPIDOWEGO http://zdrowobezspiny.blogspot.com/2015/03/bariera-skory-najczestsza-przyczyna.html 6
ZWIĘKSZENIE STOPNIA NAWILŻENIA SKÓRY Okluzja zwiększenie nawodnienia warstwy rogowej naskórka poprzez uniemożliwienie parowania wody ze skóry W celu wytworzenia warunków okluzyjnych stosuje się: - nieprzepuszczalne folie, - opatrunki/maski okluzyjne, - preparaty nierozpuszczalne w wodzie 7
ZASTOSOWANIE PROMOTORÓW WCHŁANIANIA Promotor wchłaniania powinien: - szybko przenikać do warstwy rogowej i czasowo się w niej kumulować, - wywoływać odwracalne zmiany przepuszczalności warstwy rogowej, - być nieaktywny farmakologicznie, - być nietoksyczny, - nie wchodzić w interakcje z innymi składnikami preparatu, - być akceptowalny organoleptycznie, Najczęściej stosowane promotory sorpcji: - alkohole (etanol), - glikole (glikol propylenowy), - nienasycone kwasy tłuszczowe (kwas olejowy), - terpeny (mentol), - sulfotlenki (DMSO), - polialkohole (sorbitol), - surfaktanty, 8
MECHANIZM DZIAŁANIA PROMOTORÓW WCHŁANIANIA Malinowska M., Sikora E., Ogonowski J., 2013. Transport przeznaskórkowy aktywnych składników kosmetycznych. Wiadomości chemiczne, 67, 3-4. 9
ZWIĘKSZENIE KRĄŻENIA SKÓRNEGO Środki rozszerzające naczynia: nikotynian metylowy (ester metylowy kwasu nikotynowego) 10
FIZYKOCHEMICZNY CHARAKTER SUBSTANCJI CZYNNEJ - wielkość cząsteczki - kształt cząsteczki - charakter chemiczny cząsteczki http://www.netsci-journal.com/97v4/97014/vitc4.html 11
FIZYKOCHEMICZNY CHARAKTER SUBSTANCJI CZYNNEJ Malinowska M., Sikora E., Ogonowski J., 2013. Transport przeznaskórkowy aktywnych składników kosmetycznych. Wiadomości chemiczne, 67, 3-4. 12
LIPOFILOWOŚĆ współczynnik podziału Maksymalna zdolnością do penetracji będą się charakteryzowały substancje o średniej lipofilowości o wartości log Pow = 1,0-3,0 Malinowska M., Sikora E., Ogonowski J., 2013. Transport przeznaskórkowy aktywnych składników kosmetycznych. Wiadomości chemiczne, 67, 3-4. 13
PODŁOŻE Baza kosmetyku powinna zawierać surowce, które będą wspomagać przenikanie substancji aktywnej: - odpowiednio rozluźniać struktury cementu międzykomórkowego, - odpowiednio uwadniać warstwę rogowa naskórka. Malinowska M., Sikora E., Ogonowski J., 2013. Transport przeznaskórkowy aktywnych składników kosmetycznych. Wiadomości chemiczne, 67, 3-4. 14
PODŁOŻE W celu poprawy przenikania do głębszych warstw skóry używa się różnych substancji wprowadzanych do fazy olejowej emulsji: - oleje roślinne: linolowe (olej słonecznikowy, z pestek winogron, z sezamu); linolenowe (olej z wiesiołka, z pestek czarnej porzeczki) - substancje powierzchniowo-czynne http://www.rokopro.pl/zwiazki-powierzchniowo-czynne http://www.kosmetyka.edu.pl/materialy_dydaktyczne/zeszyt_dydaktyczny_surowce.pdf 15
FORMA FIZYKOCHEMICZNA PODŁOŻA Rodzaj emulsji musi być zgodny z cechami fizykochemicznymi przenoszonej cząsteczki Mikroemulsje O/W, W/O (10-100 mikrometrów) zawierając wysokie stężenie substancji p-cz (10-30%) - żele hydrofilowe, - liposomy, - podłoża bezwodne. http://www.skntf.ump.edu.pl/?mikroemulsje,19 16
DROGI TRANSPORTU PRZEZSKÓRNEGO Martini M-C. 2014. Kosmetologia i farmakologia skóry. Wydawnictwo lekarskie PZWL. http://rozowo-wlosa.blog.pl/2013/03/24/budowa-skory/ 17
KINETYKA TRANSPORTU PRZEZSKÓRNEGO Martini M-C. 2014. Kosmetologia i farmakologia skóry. Wydawnictwo lekarskie PZWL. 18
KINETYKA TRANSPORTU PRZEZSKÓRNEGO Wnioski: 1. Im wyższe stężenie substancji aplikowanej na powierzchnię skóry tym szybsza dyfuzja cząsteczki. 2. Współczynnik przenikania Kp obrazuje tempo dyfuzji. Nie zależy od stężenia, ale wyłącznie od cech roztworu i grubości membrany. Im większa grubość membrany tym mniejsza wartość Kp. 3. Współczynnik podziału Km odpowiada stosunkowi rozpuszczalności substancji dyfundowanej w warstwie rogowej i w podłożu. Wysoka wartość Km wskazuje na istotne powinowactwo do warstwy rogowej. 4. Współczynnik dyfuzji D obrazuje ruchliwość substancji dyfundującej przez warstwę rogową. Im większa cząsteczka, tym dyfuzja słabsza. Współczynnik przedstawia również wartość zdolności przenikania przez różne warstwy skóry. Warstwa rogowa jest 1000 razy trudniejsza do przeniknięcia niż warstwy głębsze. 19
KINETYKA TRANSPORTU PRZEZSKÓRNEGO Martini M-C. 2014. Kosmetologia i farmakologia skóry. Wydawnictwo lekarskie PZWL. 20
METODY OCENY SZYBKOŚCI PRZENIKANIA PRZEZ SKÓRĘ Martini M-C. 2014. Kosmetologia i farmakologia skóry. Wydawnictwo lekarskie PZWL. 21
METODY OCENY SZYBKOŚCI PRZENIKANIA PRZEZ SKÓRĘ Malinowska M., Sikora E., Ogonowski J., 2013. Transport przeznaskórkowy aktywnych składników kosmetycznych. Wiadomości chemiczne, 67, 3-4. 22
SYSTEMY NOŚNIKOWE Malinowska M., Sikora E., Ogonowski J., 2013. Transport przeznaskórkowy aktywnych składników kosmetycznych. Wiadomości chemiczne, 67, 3-4. 23
SYSTEMY PĘCHERZYKOWE LIPIDOWE Martini M-C. 2014. Kosmetologia i farmakologia skóry. Wydawnictwo lekarskie PZWL http://twing.us.edu.pl/wp-content/uploads/2013/05/1-kozub.pdf 24
RODZAJE PĘCHERZYKÓW LIPIDOWYCH Liposomy pierwszej generacji: fosfolipidy, lecytyny (amfoteryczne cząsteczki amfifilowe posiadające zarówno ładunek dodatni i ujemny) Martini M-C. 2014. Kosmetologia i farmakologia skóry. Wydawnictwo lekarskie PZWL 25
MECHANIZM FORMOWANIA LIPIDÓW http://www.ibmb.uni.wroc.pl/studia/liposomes.pdf 26
RODZAJE PĘCHERZYKÓW LIPIDOWYCH Liposomy drugiej generacji: niejonowe cząsteczki amfifilowe (estry triglicerolu), cząsteczki anionowe (fosforany) Martini M-C. 2014. Kosmetologia i farmakologia skóry. Wydawnictwo lekarskie PZWL 27
RODZAJE PĘCHERZYKÓW LIPIDOWYCH 1. Biowektory nadcząsteczkowe 2. Lipomikrony Martini M-C. 2014. Kosmetologia i farmakologia skóry. Wydawnictwo lekarskie PZWL 28
POWINOWACTWO DO SKÓRY http://www.ibmb.uni.wroc.pl/publak/liposomy%20w%20dermatologii_2008.pdf 29
INTERAKCJE Z KOMÓRKĄ http://www.ibmb.uni.wroc.pl/publak/liposomy%20w%20dermatologii_2008.pdf 30
NANOCZĄSTECZKI NANOSFERY I NANOKAPSUŁY http://www.ibmb.uni.wroc.pl/publak/liposomy%20w%20dermatologii_2008.pdf 31
SYSTEMY NADMIKRONOWE I CIEKŁE KRYSZTAŁY 1. Mikrosfery (5-20 µm) 2. Mikrokapsuły (10-800 µm) 3. Milisfery i milikapsuły (0,5-5 mm) 4. Mikrokulki i perły (0,5-4 mm) 5. Ciekłe kryształy termotropowe 6. Ciekłe kryształy lipotropowe http://www.ibmb.uni.wroc.pl/publak/liposomy%20w%20dermatologii_2008.pdf 32