Нанотехнологии в современной косметологии: вопрос проникновения веществ

Возможность проникновения в кожу наночастиц изучалась для таких наноматериалов, как липосомы, твердые частицы оксида титана и оксида цинка, твердые липидные наночастицы и некоторых других.

Так, противники инновационного направления использования нанотехнологий в косметологии утверждают, что нанесение на кожу косметического средства с УФ-фильтром, содержащим TiO2 и ZnO, приводит к проникновению частиц глубоко в дерму, а также попаданию в кровяное русло. Однако современные исследования опровергают эту гипотезу. 

Группа ученых во главе с Lademann («Penetration of titanium dioxide microparticles in a sunscreen formulation into the horny layer and the follicular orifice») в своих экспериментах показали, что при нанесении на кожу частицы TiO2 размером в 500 нм способны проникать в кожу, но не глубже чем в stratum corneum (роговой слой), а также в устья волосяных фолликулов, откуда выводятся с секретом сальных желез. Поэтому авторы не приравнивают такое проникновение к проникновению к живым клеткам кожи.

Но тогда возникает вопрос: а как же выполняют свою функцию «нанопереносчики», заданием которых, собственно, и является проникновение в глубокие слои кожи? Комментируя этот вопрос, прежде всего нужно обратить внимание на размер наночастиц, которые используются для доставки биомолекул в кожу.

Исследователь Kreilgaard («Influence of microemulsions on cutaneous drug delivery») предоставил данные, что если использовать частицы диоксида титана размером около 5–20 нм, то они смогут проникать в глубокие слои кожи и взаимодействовать с иммунной системой. 

Tinkle и соавторы («Skin as a route of exposure and sensitization in chronic beryllium disease») показали, что твердые липидные частицы наноразмеров (до 100 нм) способны проникать в stratum corneum, глубокие слои эпидермиса и частично в дерму. Исследователи привели гипотезу, что липиды рогового слоя эпидермиса формируют путь, по которому наночастицы размером до 100 нм могут проникать в дерму и подвергаться фагоцитозу клетками Лангерганса. В то время как частицы большего размера, как уже говорилось выше, в основном в дерму не проникают, а накапливаются в роговом слое эпидермиса и волосяных фолликулах.

Что касается липосом, то способность этих наночастиц проникать в кожу также напрямую зависит от их размеров. Липосомы микроразмеров не так уж просто проникают в кожу. Так, липосомы размером 272 нм способны проникать в эпидермис, и в очень малом количестве – в дерму. Липосомы меньших размеров – 71–116 нм (нанолипосомы) в высокой концентрации находят в дерме. 

Резюмируя лишь некоторые примеры исследования проникновения наночастиц в кожу, следует отметить закономерность, что чем меньше размер наночастиц, тем выше вероятность проникновения в глубокие слои кожи. Подчеркнем – здоровой кожи, поскольку поврежденная кожа также является фактором, усиливающим скорость проникновения НЧ в глубокие слои. 

Возможность системного влияния 

Принимая во внимание тот факт, что наночастицы все же способны проникать в глубокие слои кожи, следует помнить, что они, несомненно, вступают в определенное взаимодействие с живыми клетками. Во-первых, это слияние наночастиц, в частности липосом, с клетками, рецепторы к которым имеются у самих наночастиц (собственно, именно так они и реализуют свое задание в кожных слоях). Во-вторых, поступление чужеродных частиц приводит к запуску защитного механизма кожи, а именно захвата наночастиц макрофагами. 

На сегодняшний день вопрос системного влияния нанокосметики на организм изучен недостаточно. Предполагается, что некоторые наночастицы (фуллерены, углеродные нанотрубки и оксиды металлов) могут оказывать токсический эффект на кожу, вызывая формирование свободных радикалов, приводя к деструкции белков и нуклеиновых кислот. На появление таких реакций может влиять как структура частиц, так и химический состав, поверхностный заряд, растворимость.

Предполагается, что очень мелкие наночастицы могут попадать в ток крови, разноситься по организму и аккумулироваться в некоторых тканях и органах, включая мозг, сердце, печень, почки, костный мозг. Но на данный момент такие исследования в основном проводились для наночастиц, которые либо непосредственно вводились в кровь, либо вдыхались или проглатывались подопытными животными. Что касается попадания наночастиц в кровь после нанесения их на кожу, то таковых данных пока нет. 

Необходимо также несколько слов сказать о других путях проникновения наночастиц в организм человека, например, об их возможности в малых дозах попадать из косметики в пищеварительный тракт. Такое может произойти при глотании микродоз крема или средства от УФ-лучей с плохо промытой кожи рук. Одни исследования показывали, что при попадании НЧ в пищеварительный тракт они захватываются клетками эпителия желудочно-кишечного тракта, проникают в кровь, после чего накапливаются в печени. Результаты других экспериментов, наоборот, подтверждали, что при проглатывании наночастицы в крови не были обнаружено вовсе. 

Итак, на сегодняшний момент нет единого мнения касательно токсикологических эффектов НЧ на организм человека. Видимо, многое зависит от различных факторов: от размеров, химических свойств НЧ, их количества в препарате, а также в методе воздействия НЧ на организм. 

Заключение

Сегодня нанотехнологии открывают новые горизонты в косметологии. О значении нанокосметологии свидетельствует поступательный рост публикаций на эту тему в международных научных журналах. В течение последних пяти лет количество экспериментальных данных по изучению применения наночастиц в косметике в мире увеличилось в несколько раз! «Невидимые помощники» проявили себя как эффективные составляющие средств по лечению и уходу за кожей. Именно поэтому все больше производителей косметики используют нанопродукцию в своих косметических линиях. 

Однако в виду того, что наночастицы с каждым годом приобретают все меньшие размеры (что, безусловно, делает их перспективными молекулярными переносчиками), увеличивается необходимость проведения серьезных научных исследований, посвященных безопасности их применения, контроля проведения подобных опытов и внедрения их результатов в производство.

По материалам Les Nouvelles Esthetiques Україна