Нанотехнології у сучасній косметології: питання проникнення речовин

Можливість проникнення в шкіру наночастинок вивчалася для таких наноматеріалів, як ліпосоми, тверді частинки оксиду титану й оксиду цинку, тверді ліпідні наночастинки та деяких інших.

Так, противники інноваційного напряму використання нанотехнологій у косметології стверджують, що нанесення на шкіру косметичного засобу з УФ-фільтром, що містить TiO2 та ZnO, призводить до проникнення частинок глибоко в дерму, а також потрапляння в кров’яне русло. Проте сучасні дослідження заперечують цю гіпотезу.

Група вчених на чолі з Lademann («Penetration of titanium dioxide microparticles in a sunscreen formulation in the horny layer and the follicular orifice») у своїх експериментах показали, що при нанесенні на шкіру частинки TiO2 розміром в 500 нм здатні проникати в шкіру, але не глибше ніж у stratum corneum (роговий шар), а також в устя волосяних фолікулів, звідки виводяться із секретом сальних залоз. Тому автори не прирівнюють таке проникнення до проникнення живих клітин шкіри.

Але тоді постає питання: а як саме виконують свою функцію «нанопереносники», завданням яких, власне, і є проникнення у глибокі прошарки шкіри? Коментуючи це питання, насамперед потрібно звернути увагу на розмір наночастинок, які використовуються для доставки біомолекул у шкіру.

Дослідник Kreilgaard («Influence of microemulsions on cutaneous drug delivery») надав дані, що якщо використовувати частинки діоксиду титану розміром близько 5-20 нм, вони зможуть проникати в глибокі шари шкіри і взаємодіяти з імунною системою.

Tinkle і співавтори («Skin as a route of exposure and sensitization in chronic beryllium disease») показали, що тверді ліпідні частинки нанорозмірів (до 100 нм) здатні проникати в stratum corneum, глибокі шари епідермісу і частково в дерму. Дослідники навели гіпотезу, що ліпіди рогового шару епідермісу формують шлях, яким наночастинки розміром до 100 нм можуть проникати в дерму і піддаватися фагоцитозу клітинами Лангерганса. У той час як частинки більшого розміру, як говорилося вище, в основному в дерму не проникають, а накопичуються в роговому шарі епідермісу і волосяних фолікулах.

Що стосується ліпосом, то здатність цих наночастинок проникати в шкіру також залежить від їх розмірів. Ліпосоми мікророзмірів не так просто проникають у шкіру. Так, ліпосоми розміром 272 нм здатні проникати в епідерміс, і дуже мало – в дерму. Ліпосоми менших розмірів – 71–116 нм (наноліпосоми) у високій концентрації знаходять у дермі.

Резюмуючи лише деякі приклади дослідження проникнення наночастинок у шкіру, слід зазначити закономірність, що чим менший розмір наночастинок, тим вища ймовірність проникнення у глибокі шари шкіри. Підкреслимо – здорову шкіру, оскільки пошкоджена шкіра також є фактором, що підсилює швидкість проникнення НЧ у глибокі шари.

Можливість системного впливу

Беручи до уваги той факт, що наночастинки все ж таки здатні проникати в глибокі шари шкіри, слід пам’ятати, що вони, безсумнівно, вступають у певну взаємодію з живими клітинами. По-перше, це злиття наночастинок, зокрема ліпосом, з клітинами, рецептори яких є у самих наночастинок (власне, саме так вони і реалізують своє завдання в шкірних шарах). По-друге, надходження чужорідних частинок призводить до запуску захисного механізму шкіри, а саме захоплення макрофагами наночастинок.

На сьогодні питання системного впливу нанокосметики на організм вивчено недостатньо. Передбачається, що деякі наночастинки (фулерени, вуглецеві нанотрубки та оксиди металів) можуть токсично впливати на шкіру, спричиняючи формування вільних радикалів, що призводить до деструкції білків і нуклеїнових кислот. На появу таких реакцій може впливати як структура частинок, так і хімічний склад, поверхневий заряд, розчинність.

Передбачається, що дуже дрібні наночастинки можуть потрапляти в потік крові, розноситися по організму й акумулюватися в деяких тканинах та органах, включаючи мозок, серце, печінку, нирки, кістковий мозок. Але на сьогодні такі дослідження переважно проводилися для наночастинок, які безпосередньо вводилися в кров, вдихалися або проковтувалися піддослідними тваринами. Що ж до попадання наночастинок у кров після нанесення їх на шкіру, таких даних поки немає.

Необхідно також кілька слів сказати про інші шляхи проникнення наночастинок в організм людини, наприклад, про їхню можливість у малих дозах потрапляти з косметики в травний тракт. Таке може статися при ковтанні мікродоз крему або засобу від УФ-променів з погано промитої шкіри рук. Одні дослідження показували, що при попаданні НЧ у травний тракт вони захоплюються клітинами епітелію шлунково-кишкового тракту, проникають у кров, після чого накопичуються у печінці. Результати інших експериментів, навпаки, підтверджували, що при ковтанні наночастинки в крові не було виявлено зовсім.

Отже, на сьогодні немає єдиної думки щодо токсикологічних ефектів НЧ на організм людини. Мабуть, багато залежить від різних факторів: від розмірів, хімічних властивостей НЧ, їх кількості в препараті, а також методу впливу НЧ на організм.

Висновок

Сьогодні нанотехнології відкривають нові горизонти у косметології. Про значення нанокосметології свідчить поступове зростання публікацій на цю тему у міжнародних наукових журналах. Протягом останніх п’яти років кількість експериментальних даних щодо вивчення застосування наночастинок у косметиці у світі збільшилась у кілька разів! «Невидимі помічники» проявили себе як ефективні складові засобів для лікування та догляду за шкірою. Саме тому все більше виробників косметики використовують нанопродукцію у своїх косметичних лініях.

Однак через те, що наночастинки з кожним роком набувають дедалі менших розмірів (що, безумовно, робить їх перспективними молекулярними переносниками), збільшується необхідність проведення серйозних наукових досліджень, присвячених безпеці їх застосування, контролю за проведенням подібних дослідів та впровадження їх результатів у виробництво.

---

За матеріалами Les Nouvelles Esthetiques Україна