Skin barrier
*The article was translated into English using automatic translation. The editors are working on its improvement.
The skin is the largest human organ and, like any organ, it has its own functions. One of them is to be a barrier between the body and the environment, performing, in addition to protective, also the functions of exchange, reception, thermoregulation, excretion, and resorption. The skin is also an organ of the immune system and participates in water-salt metabolism. And this barrier, which is the skin, cosmetic products need to “be able” to pass through.
The activity of cosmetic preparations is, first of all, determined by the total dose of active ingredients delivered to the intended targets, and not by the composition of the product. In this regard, there is a need to consider factors affecting the delivery process of active ingredients. They can be divided into two large groups:
- factors determined by the properties of the epidermis - water-lipid mantle, stratum corneum, intercellular spaces;
- and those associated with a cosmetic product - the form of the drug (gel, ointment, emulsion, aerosol), method of application, chemical properties, concentration of active ingredients.
Пути проникновения
Ингредиенты косметического средства на своем пути встречают ряд препятствий, первым из которых является водно-липидная мантия. Она представляет собой секрет потовых желез, который, смешиваясь с кожным салом, образует сплошную водно-жировую эмульсионную пленку. В зависимости от соотношения кожного сала и пота, образуется эмульсия типа «масла в воде» или «вода в масле». Ввиду этого, водно-липидная мантия не является ощутимым препятствием для проникновения липофильных и гидрофильных компонентов.
Следующим под действие косметического средства попадает роговой слой эпидермиса. Поскольку межклеточные пространства заполнены, главным образом, липидами, кератином и наружными мембранами корнеоцитов, образованных также липидами, липофильные вещества будут хорошо пропитывать внешние участки рогового слоя эпидермиса. Вместе с тем из-за высокой липофильности рогового слоя и из-за неизбежного испарения влаги с поверхности кожи, гидрофильные вещества с большим трудом, преодолевают его. Поэтому главным условием для диффузии гидрофильных веществ будет поддержание рогового слоя достаточно увлажненным.
После этого происходит горизонтальное растекание липофильных веществ и их вертикальный транспорт вплоть до шиповатых клеток эпидермиса за счет образованной «текучести» межклеточных пространств, а также расслоения контактов между боковыми частями корнеоцитов. Гиалуроновая кислота, которая в эпидермисе содержится в большом количестве, значительно облегчает транспорт гидрофильных веществ. По мере диффузии гидрофильных веществ происходит набухание и образование полостей между корнеоцитами и кератиноцитами, распространяясь до базального слоя эпидермиса. В связи с этим происходит не только диффузия гидрофильных веществ, а также улучшается обмен питательными веществами из эпидермиса в дерму и наоборот.
Интерцеллюлярный (межклеточный) путь по праву считается достаточно эффективным, но имеет обязательное условие для транспорта веществ через эпидермис. Размер молекулы не должен превышать 800-1000 Дальтон (чаще в литературе упоминается граница в 500 Да). Кроме этого, рассматриваются также трансцеллюлярный путь и прохождение веществ через потовые железы и канал корня волоса. Но оба они маловероятны в виду значительных энергетических затрат при первом и небольшого количества волос и выводных протоков потовых желез для второго из них.
Факторы и средства, способствующие диффузии
Вместе с тем на сегодняшний день существует целый арсенал способов и средств для обеспечения диффузии активных ингредиентов. Условно их можно разделить на три группы:
- физические;
- механические;
- химические.
К первой группе относятся различные аппаратные технологии (ионофорез, фонофорез, ультразвук, электропорация). В основе этих методик, как правило, лежит изменение градиента электрических потенциалов или изменение натяжения через слои кожи, что приводит к улучшению диффузии компонентов косметики вглубь кожи.
Вторая группа объединяет в себе манипуляции, связанные с механическим нарушением целостности эпидермиса: лазеры, микродермабразия, скрабы, иглы, способствуют пассивной диффузии нанесенных ингредиентов.
В третью большую группу входят химические вещества, которые способствуют диффузии косметических ингредиентов (энхансеры, системы-переносчики).
Энхансеры — химические вещества и структуры этой группы обычно входят в состав практически любых косметических средств. Они могут быть природного и искусственного происхождения. Это — вода, масла и их производные, фосфолипиды, спирты, гликоли, глицериды, терпены, мочевина, пирролидоны, сульфоксиды и их соединения, сурфактанты, производные аминокислот, ферменты. В идеале энхансеры должны обратимо влиять на эпидермис, быть химически инертными, не токсичными, не вызывать аллергических реакций, без цвета и запаха. Учитывая побочные действия большинства из них и возросший спрос на натуральную косметику, в последнее время ведется активный поиск природных веществ, обладающих свойствами усиления диффузии. К таким ингредиентам относят ментол, камфору, папаин, абрикосовое масло, хитозан.
Системы-переносчики увеличивают стабильность и биодоступность активных компонентов при одновременном увеличении глубины проникновения в эпидермис. Среди них различают:
- везикулярные системы (липосомы);
- микрокапсулы;
- наночастицы;
- пористые полимерные системы;
- циклодекстрины.
Липосомы являются наиболее широко известной и часто встречающейся системой доставки. Вместе с тем, есть несколько очень перспективных направлений в доставке активных ингредиентов, например, фуллерены. Они очень стабильны и жароустойчивы, имеют очень маленький размер и большой внутренний объем.
На сегодняшний день не существует технологии, положительной во всех отношениях. Но поскольку доставка активных ингредиентов является ключевой в определении эффективности косметического средства, это направление, несомненно, будет развиваться.
Литература
- Журнал «Косметолог» №3, 2018. Евгения Глебова. Кожный барьер и возможность проникновения ингредиентов косметических препаратов на разную глубину
- Пучкова Т.В. Основы косметической химии. Том 2, 2017, с.293-307.
- Пучкова Т.В. Основы косметической химии. Том 1, 2017, с.5-61.
- Обаджи З.Э. Искусство оздоровления кожи. 2016, с.12-21.
- Эрнандес Е. И. Новая косметология. 2007, с.306-308.
- Вульф К., Джонсон Р. Дерматология по Фитцпатрику. 2007, с. 33.