Liposomy naturalne

26 | produkcja
Liposomy naturalne
alternatywądla kosmetyki
pielęgnacyjnej
Alina Bazan
ZakładDoświadczalny„Organika”Sp.zo.o.
Anita Przepiórkowska
PolitechnikaŁódzka,InstytutPolimerówiBarwników
Producenci kosmetyków coraz częściej poszukują na rynku surowców kosmetycznych opartych
na naturalnych komponentach, które charakteryzują się łagodniejszym, bardziej skutecznym
i kompleksowym działaniem niż surowce syntetyczne, które często wywołują objawy alergiczne.
Kosmetyki z naturalnymi składnikami wpływają wszechstronnie na skórę zarówno pod względem
pielęgnacyjnym, upiększającym jak i leczniczym. Dlatego też rośnie zainteresowanie surowcami
kosmetycznymi pochodzenia naturalnego. O właściwościach kosmetyku decyduje nie tylko zawarty
w nim związek biologicznie aktywny, ale także surowce, które go otaczają.
Surowce do produkcji liposomów
Do bardzo ważnych komponentów wielu receptur kosmetycznych
Ugrupowanie
Fosfatydylocholina (PC)
należą związki powierzchniowo- czynne, zaliczane do tzw. układów
Fosfatydyloetanoloamina (PE)
amfifilowych. Ważnym przedstawicielem naturalnych związków
Fosfatydyloinozytol(PI)
powierzchniowo czynnych jest lecytyna (fosfolipid) zaliczana do emu
lgatorów emulsji typu woda w oleju W/O1. Surowiec ten nie wywołuje
irytacji skóry, wprost przeciwnie, znany jest z działania antyalergicznego
Nazwa fosfolipidu
Fosfatydyloseryna(PS)
Tab. 1. Ugrupowania związane z resztą kwasu fosforowego3
i posiada wiele innych ważnych funkcji m. in. natłuszcza i uelastycznia
skórę, zmiękcza naskórek i ułatwia przenikanie składników aktywnych
zawartych w formulacji do skóry człowieka 2.
Standardowa lecytyna jest brązową substancją o lepkiej, plastycznej
konsystencji. W postaci tej stanowi mieszaninę polarnych i niepolarnych
lipidów, przy czym niepolarne stanowią ponad 60% masy mieszaniny.
Polarne lecytyny są nierozpuszczalne w acetonie i składają się głównie
z fosfolipidów i glikolipidów. Przed wykorzystaniem lecytyny do celów
kosmetycznych poddaje się ją rafinacji poprzez ekstrakcję acetonem
i frakcjonowanie. Spośród najbardziej znanych fosfolipidów można
wymienić kilka połączeń różniących się ugrupowaniem związanym
z resztą kwasu fosforowego. Najważniejsze wymieniono w Tabeli 1, a ich
wzór ogólny przedstawiono na Rys. 1.
Obok znaczenia technologicznego fosfolipidy, wykazują wiele funkcji
fizjologicznych. Duża zawartość wielokrotnie nienasyconych kwasów
1/2010
Rys. 1. Fosfolipidy4
e-w ydanie do pobrania na:
w w w.farmacom.com.pl
27
tłuszczowych normalizuje funkcje obronne skóry i podwyższa zawartość
kwasu linolenowego w lecytynie skóry. Fosfolipidy wiążą wodę i dzięki
tworzeniu filmu na włóknach kolagenowych tkanki skórnej pozwalają
utrzymywać jej wilgotność przez dłuższy okres czasu. Dlatego też
fosfolipidy stosuje się jako składnik preparatów kosmetycznych oraz jako
podstawowy surowiec w produkcji naturalnych liposomów 1.
Kolejnym surowcem stosowanym do produkcji liposomów jest
Rys. 2. Wytwarzanie liposomów4
gliceryna farmaceutyczna, alkohol trihydroksylowy. Jest to bezbarwna,
gęsta ciecz o dużej lepkości, dobrze rozpuszczalna w wodzie, higroskopijna, nietoksyczna. Otrzymywana jest przez zmydlanie tłuszczów lub
syntetycznie z propenu5. Gliceryna jest emolientem (nawilża), przy czym
pełni funkcję swoistego „opatrunku” chroniącego skórę przed nadmiernym odparowaniem wody z głębszych jej warstw, a także chroni przed
szkodliwym działaniem czynników zewnętrznych. Tak więc gliceryna
jest kolejnym ważnym składnikiem liposomów oraz innych preparatów
Istnieje wiele prac przeglądowych, które dotyczą otrzymywania,
stabilizacji i zastosowania liposomów w kosmetyce 8,9
Bardzo wnikliwą analizę rozwoju badań nad liposomami przedstawił
Kozubek8.
Odkrycia liposomów i pierwszego opisu ich struktury dokonał
Bangham10.
Otrzymywane frakcje lecytyny, szczególnie wzbogacone
kosmetycznych, szczególnie zaś emulsji, które wprowadzone do fazy
w fosfatydylocholinę (PC), -pochodne diestrowe (1,2–diacylo-sn-
olejowej gotowego wyrobu pełnią funkcję ”płaszcza ochronnego” dla
glicero-3-fosforanu), tworzą w układach wodnych kuliste formy, znane
skóry suchej i popękanej5.
w literaturze pod nazwą „pęcherzyk”. Przestrzenne formy tworzą jedno
Kolejnym składnikiem do produkcji liposomów są substancje
lub wielowarstwowe struktury, w których zewnętrzna warstwa hydro-
biologicznie czynne m. in. witaminy, które są istotnymi składnikami
filowa otacza hydrofobową acylową. Aby mogło nastąpić utworzenie
wielu wyrobów kosmetycznych. Wprowadzone do skóry dają bardzo
podwójnej warstwy lipidowej, musi być spełniony szereg warunków, m.
korzystny efekt kosmetyczny, natychmiast lub po dłuższym stosowaniu1.
in. hydrofilowe grupy i końcowe grupy hydrofobowe powinny wykazywać
Ponieważ skóra stanowi pewnego rodzaju „ekran” na którym widać
podobną wielkość, co zresztą jest spełnione przez większość fosfoli-
przebieg funkcjonowania organizmu są one niezbędne do jej właściwego
pidów. Strukturalnie mogą być fosfolipidy podzielone na dwie części:
utrzymania . Witaminy to biokatalizatory będące organicznymi związkami
hydrofilowa tzw. „głowa” i reszta lipofilowa. Pierwsza część zawiera
o zróżnicowanej budowie, niezbędnymi do prawidłowego funkcjono-
diester kwasu fosforowego, który poprzez jedną z grup hydroksylowych
wania organizmu. Pielęgnacja skóry przy pomocy witamin daje bardzo
jest związany z gliceryną z jednej strony, choliną, etanoloaminą, seryną
dobre rezultaty. Hamują one proces starzenia się skóry, a przy tym nie
czy inozytolem z drugiej strony. Reszta lipofilowa zawiera dwa łańcuchy
zakłócają procesów fizjologicznych w niej zachodzących. Przenikanie
kwasów tłuszczowych C14 do C24, które są związane z pozostałymi
witamin przez skórę zależy od podłoża, w którym są rozpuszczone1.
grupami hydroksylowymi. Po dodaniu wodnego układu do suchego
7
Rozróżnia się witaminy, które wykorzystuje się w nośnikach
fosfolipidu, następuje spontaniczne tworzenie kulistych form posiada-
liposomowych:
jących podwójne membrany. Części lipofilowe zawarte w fosfolipidach
• witaminy rozpuszczalne w wodzie: witamina C
są skierowane do środka membrany, podczas gdy hydrofilowe grupy
• witaminy rozpuszczalne w tłuszczach: witamina A, E, F
(głowa) są zorientowane na zewnątrz i wewnątrz do środka wodnego.
Podwójne fazy mogą występować w różnych postaciach, przykładowo
Oprócz witamin w „kapsułkach” liposomowych zamyka się również
w formie żelu, kiedy cząsteczki lipidów przedstawiają dwuwymiarowy
substancje czynne takie jak: proteiny (kolagen, elastyna), ekstrakty roślinne,
układ, w którym łańcuchy kwasów tłuszczowych posiadają niewielką
substancje silnie nawilżające (mocznik). Aby skóra mogła korzystać z wita-
ruchliwość lub w fazie ciekłokrystalicznej. Po przejściu z fazy żelu do
min oraz innych substancji biologicznie czynnych zawartych w preparacie
fazy krystalicznej wzrasta ruchliwość reszt lipofilowych. Przejście to jest
kosmetycznym do jej głębszych warstw muszą dotrzeć ich aktywne formy.
w dużym stopniu zależne od temperatury, wielkości „głowy” i stopnia
Stworzenie kosmetyku, w którym witamina wykorzystywana jest dopiero po
nasycenia kwasów tłuszczowych2
wprowadzeniu jej w głąb skóry, możliwe jest dzięki liposomom, aktywnym
Przegląd metod wytwarzania liposomów do celów kosmetycznych
nośnikom, które nie tylko stabilizują witaminy w preparacie kosmetycznym,
zamieszczają Billek11 i Suzuki12. Dobrą charakterystykę metod wytwarzania
ale także pomagają optymalne je wykorzystać .
liposomów wraz z przykładami otrzymywania ich w skali laboratoryjnej
6
podaje Kozubek8. Ten sam autor przedstawia skład lipidów przeznaczonych
Otrzymywanie liposomów
Liposomami określa się pęcherzykowate struktury wielkości od
0,01- 1µm. otoczone dwuwarstwą lipidową. Powstają one samoistnie
do wytwarzania liposomów. Zalety i wady poszczególnych sposobów
wytwarzania liposomów omawia Reza ze współpr.13, i Jones14
Do najważniejszych metod wytwarzania liposomów należą:
z fosfolipidów w środowisku wodnym i są wypełnione niewielką ilością
• metoda filmu
roztworu wodnego, z którego powstają 4. Proces tworzenia liposomów
• metoda wtrysku z roztworu alkoholowego
przedstawiono na Rysunku 2.
• technika ekstruzji
e-w ydanie do pobrania na:
w w w.farmacom.com.pl
1/2010
28 | produkcja
Większość prac dotyczących wytwarzania liposomów na cele
jest wynikami badań w specjalistycznych placówkach badawczych.
kosmetyczne wykazuje, że obok lecytyny występują również inne
Dodatkowo liposomy nie uczulają, co zostało potwierdzone badaniami
substancje pomocnicze typu: parabeny i fenoksyetanol zaliczane do
in vivo oraz wykazują bardzo dobre właściwości użytkowe- znalazły
środków konserwujących które wchodzą w skład liposomów 2.
zastosowanie w gotowych wyrobach kosmetycznych.
Spośród lecytyn najlepsze właściwości penetracji w głębsze
Tak więc zastosowanie powyższych liposomów niesie ze sobą kilka
warstwy skóry wykazują te, których zawartość nienasyconych reszt
istotnych zalet w porównaniu do konwencjonalnych nośników dostęp-
kwasów tłuszczowych jest największa – szczególnie odnosi się to do
nych na rynku:
fosfatydylocholiny (PC). Dużą podatność lecytyn na utlenienie można
• brak substancji konserwujących,
ograniczyć poprzez uwodornienie, co umożliwia otrzymanie stabilnych
• całkowicie bezpieczne dla zdrowia, nie uczulają,
i nie wykazujących zapachu fosfolipidów. Wskazuje się również na
• przyjemny, miękki i gładki efekt skóry po aplikacji preparatu,
poprawienie stabilności liposomów otrzymanych techniką wymrażania
• łatwiejsze przenikanie substancji aktywnych do miejsc docelowych skóry,
(liofilizacji) na bazie uwodornionych lecytyn.
• liposomy działają profilaktycznie i przyśpieszają procesy leczenia
Coraz częściej podkreśla się konieczność stosowania czystych form
wielu chorób skórnych.
do wytwarzania liposomów z wysoką zawartością fosfatydylocholiny
(PC). Osiąga się to dla preparatów liposomowych, które wykazują po
Podsumowanie
Stosowanie w gotowych kompozycjach kosmetycznych naturalnych
aplikacji bardzo dobrą wilgotność skóry po 30 dniach oddziaływania
preparatów liposomowych :
liposomów spowoduje ograniczenie obecności dodatkowych konser-
• Liposomy z 76% PC: całkowity wzrost wilgotności (40% nawilżenie
wantów, które wywołują niekorzystne działanie drażniące skóry. Jak
15
skóry)
wynika z przedstawionego przeglądu liposomy wprowadzają intensywne
16
• Liposomy z 21% PC: 42% nawilżenie skóry (Z.D. ”Organika”
Sp. z o.o.)
zmiany w wielu dziedzinach, szczególnie zaś w kosmetyce. Należy jednak
podkreślić, że nie jest to związane z wprowadzeniem nowego środka
17
na rynek, ale odkrycie innych właściwości lecytyn, samych w sobie
Również zakapsułkowane w fosfolipidach substancje aktywne takie
nośników opartych na naturalnych surowcach.
jak mocznik podtrzymują wilgotność skóry, przy czym nie są tak szybko
wymywane jak przy innych preparatach
18
Wiele składników kosmetycznych ma właściwości niezwykle korzystne
dla skóry. Jednak przenikanie niektórych z nich przez warstwę rogową
naskórka jest niemożliwe lub ograniczone, co nie zawsze gwarantuje dotarcie
Technologie rozwojowe w przemyśle chemicznym
Opracowanie techniki produkcji liposomów w laboratorium, a następnie przeniesienie jej na skalę przemysłową przy niskich nakładach
surowcowych i energii stanowi bardzo ważny element w technologii
liposomowej.
Stabilność liposomów zależy od wielu czynników zarówno tych, które
ich do miejsc docelowych naszej skóry. Dlatego też pojawiły się liposomy
bez konserwantów, które łączą w sobie działanie kilku substancji naraz oraz
zachowują pożądane właściwości nośników dostępnych na rynku.
Literatura
1
A.Marzec,Chemia kosmetyków,DomOrganizatora,Toruń2005r.
2
J.Sągała,A.Bazan,Przem. Chem.2009,88,nr7,832.
dotyczą budowy samego liposomu jak również surowców z których jest
3
otrzymywany dany nośnik, bardzo ważna jest proporcja poszczególnych
4
K.Kacprzak,K.Gawrońska,Chemia kosmetyczna, UAM,
5
M.Molski,Chemia piękna,WydawnictwoNaukowePWN,
składników, która wpływa na ich stabilność w czasie. Surowce kosmetyczne
wymagają pewnych substancji, które stabilizują je przy czym niekoniecznie
muszą należeć do grupy konserwantów. Taka dodatkowa substancja powinna
http://www.uni-karlsruhe.de
Poznań2008r
Warszawa2009r.
6
L.Montenegro,C.Carbone,M.Milisenda,Journalof
zapewnić trwałość przez dłuższy okres czasu, nie uczulać oraz nie zagrażać
zdrowiu człowieka. Są dwie alternatywy, albo zastąpienie konserwantów
innymi substancjami, które nadają surowcom kosmetycznym odpowiednią
trwałość (np. olejki eteryczne, m. in. olejek z drzewa herbacianego ) lub
stworzenie takiej receptury, która przy odpowiedniej proporcji substancji
7
AppliedCosmetology,24,115,2006.
R.Glinka,M.Glinka,Receptura kosmetyczna z elementami
kosmetologii tom 1OficynaWydawniczaMA,Łódź2008r
8
9
A.Kozubek,Wstęp do technologii liposomowej, WUW,
Wrocław2004r
C.M.Annesini,A.Memoli,S.Petralito,Rec.Res.Dev.
wchodzących w skład preparatu wykluczy ich stosowanie.
10
Biotechnol.&Bioeng.2003,5,29.
A.D.Bangham,M.M.Standisch,J.C.Watkind,J. Mol. Biol.
Liposom P-MP, mix-witaminowy
Takimi produktami są liposomy, które otrzymałam w Zakładzie
1965,13,238.
11
E.D.Billek,SÖFW 1991,117,617
12
Doświadczalnym „Organika” Sp. z o.o. w Nowej Sarzynie. Nośniki te
13
oparte są wyłącznie na naturalnych komponentach m. in. lecytynie
14
z zawartością PC (fosfatydylocholiny) ok. 21%, glicerynie oraz substancjach biologicznie czynnych m. in. mocznik, witaminy. Odpowiedni
dobór surowców oraz proporcje poszczególnych składników wykazują
stabilność w czasie, oraz czystość mikrobiologiczną, która potwierdzona
1/2010
R.M.Reza,Mol. Biol. Letters 2005,10,711.
N.M.Jones,Adv. Coll. Int. Sci. 1995,54,93.
15
16
K.Suzuki,K.Kenichi,Cosmetics & Toiletries1990,105,65
R.Astmann,Biochim. Biophys. Acta1990,5,324.
17
Pat.USA3957971(1976).
A.Bazan,A.Przepiórkowska,(2009), Otrzymywanie
18
i właściwości liposomów,52.ZjazdPTChiSiTPChemŁódź,poster.
Pat. ros. 2281753(2006).
e-w ydanie do pobrania na:
w w w.farmacom.com.pl