Kwasy o znaczeniu kosmetycznym i dermatologicznym

Kwasy o znaczeniu kosmetycznym i dermatologicznym

Kwasy o znaczeniu kosmetycznym i dermatologicznym
Kwasy organiczne są szeroko stosowane w kosmetyce i dermatologii. Substancje te różnią się między
sobą siłą (zdolnością do dysocjacji), rozpuszczalnością w wodzie, rodzajem podłoża i zdolnością do
penetracji warstwy rogowej skóry.
Moc kwasów
Moc kwasu charakteryzowana jest przez stałą dysocjacji. Reakcja dysocjacji polega na rozpadzie
cząsteczki kwasu na anion reszty kwasowej i kation wodorowy. Poniżej przedstawiona jest reakcja
dysocjacji kwasu glikolowego.
HO
O
HO
O
+
H
+
OH
1
O
-
2
3
W wyniku reakcji dysocjacji kwasu glikolowego (1) powstaje anion glikolanowy (2) i kation wodorowy
(3). Reakcja dysocjacji słabego kwasu glikolowego jest odwracalna. Równowagę tej reakcji można
przedstawić wyrażeniem na stałą dysocjacji:
𝐾𝑎 =
[𝐴− ] ∗ [𝐻 + ]
[𝐴𝐻]
Gdzie: [A-] to stężenie jonu glikolanowego, [H+] to stężenie jonów wodorowych, [AH] stężenie
niezdysocjowanego kwasu, Ka to stała dysocjacji.
Po obustronnym zlogarytmowaniu:
𝑙𝑜𝑔𝐾𝑎 = 𝑙𝑜𝑔
[𝐴− ] ∗ [𝐻 + ]
[𝐴𝐻]
…i pomnożeniu obustronnie przez -1 uzyskujemy równanie:
−𝑙𝑜𝑔𝐾𝑎 = −𝑙𝑜𝑔
[𝐴− ] ∗ [𝐻 + ]
[𝐴𝐻]
Zapisane w ten sposób:
𝑝𝐾𝑎 = 𝑝𝐻 − 𝑙𝑜𝑔
[𝐴− ]
[𝐴𝐻]
To równanie Hendersona-Hasselbalcha.
[𝐻𝐴] = [𝐴− ] ∗ 10(𝑝𝐾𝑎−𝑝𝐻)
Po przekształceniach uzyskujemy równanie, z którego możemy wyliczyć procent zjonizowanej formy
kwasu w zależności od pH – czyli procent strat aktywnej formy kwasu:
L’Azel Active Professional
Strona 1
% 𝑓𝑜𝑟𝑚𝑦 𝑧𝑗𝑜𝑛𝑖𝑧𝑜𝑤𝑎𝑛𝑒𝑗 =
100
1 + 10(𝑝𝐾𝑎 −𝑝𝐻)
Przeanalizujmy na przykładzie kwasu glikolowego.
W temperaturze 25oC pKa wynosi 3,83
pH
roztworu
glikolowego
kwasu % formy zjonizowanej
1
0,1
2
1,5
3
12,9
3,8
50,0
4
95,5
4,5
98,5
5
99,8
W pH 1 – 2 straty niezdysocjowanego kwasu są minimalne. Przy pH równym pKa kwasu glikolowego,
połowa kwasu występuje w postaci niezdysocjowanej. Już w pH 4 większość kwasu glikolowego
występuje w postaci zdysocjowanej.
Największą zdolność do penetracji warstwy rogowej mają kwasy o małej masie cząsteczkowej przy
niskim pH. Najniższą masę cząsteczkową wśród kwasów o zastosowaniu kosmetycznym
i dermatologicznym posiada kwas glikolowy. Kwas ten posiada dużą zdolność do penetracji warstwy
rogowej skóry. Największymi masami charakteryzują się tzw. kwasy bionowe. Do tej grupy należy
kwas laktobionowy, kwas cellobionowy i mannobionowy. W przeciwieństwie do kwasu glikolowego
kwasy bionowe mają działanie głównie powierzchniowe.
Tabela 1.
Nazwa kwasu
Masa cząsteczkowa
pKa (25oC)
Rozpuszczalność
[g/mol]
Kwas glikolowy
76,05
3,83
Nieograniczenie
mieszalny z wodą
Kwas mlekowy
90,08
3,86
Nieograniczenie
mieszalny z wodą
Kwas cytrynowy
192,12
pKa1 3,15
W 100 g nasyconego
roztworu jest ok 59 g
L’Azel Active Professional
Strona 2
pKa2 4,77
kwasu cytrynowego
pKa3 6,40
Kwas winowy
150,09
pKa1 2,98
pKa2 4,34
Kwas jabłkowy
134,09
pKa1 3,40
pKa2 5,11
W 100 g nasyconego
roztworu jest ok 139 g
kwasu winowego
W 100 g nasyconego
roztworu jest ok 55 g
kwasu jabłkowego
Kwas laktobionowy
358,30
3,20
Łatwo rozpuszczalny w
wodzie
Kwas salicylowy
138,12
2,91
1 g rozpuszcza się w
460 ml wody, 2,7 ml
etanolu,
60
ml
gliceryny, 80 ml oleju
roślinnego
Kwas migdałowy
152,15
3,37
1 g rozpuszcza się w
6,3 ml wody, 1 ml
etanolu
Pod względem siły kwasy przedstawione w tabeli można uszeregować od najsilniejszego
do najsłabszego:
salicylowy > winowy > cytrynowy > laktobionowy > migdałowy > jabłkowy > glikolowy > mlekowy
Rodzaje podłoży preparatów zawierających kwasy
Dla kwasów rozpuszczalnych w wodzie stosuje się trzy rodzaje podłóż: wodę z polimeryczną
substancją zagęszczającą, emulsja typu o/w i w/o. W dwóch pierwszych rodzajach podłoży kwasy
mają lepszy kontakt z powierzchnią skóry. Natomiast dla kwasów, które rozpuszczalne są w
tłuszczach, jak np. kwas migdałowy i salicylowy, lepsza jest emulsja w układzie w/o. W takim typie
podłoża cząsteczki kwasu rozpuszczone w zewnętrznej olejowej fazie emulsji bezpośrednio działają
na skórę podczas zewnętrznego stosowania. Preparaty zawierające kwasy często posiadają
substancje zwiększające penetrację warstwy rogowej skóry. W tym celu stosowane są glikole
(propylenowy, pentylenowy), alkohol etylowy, etoksyetylenoksyetanol i dimetoksyizosorbit.
L’Azel Active Professional
Strona 3