Нанотехнологии в косметике

Наноматериалы — это материалы с размером от 1 до 100  нм хотя бы в одном измерении. В наномасштабе свойства материалов становятся другими. Эти уникальные свойства могут быть использованы для различных приложений, включая использование наночастиц в средствах по уходу за кожей и косметических продуктах .

Космецевтика является одной из наиболее быстрорастущих отраслей в сфере средств личной гигиены , что сопровождается ростом исследований и применения нанокосмецевтики.

Солнцезащитные кремы используются для защиты кожи от разрушительного воздействия ультрафиолетового излучения солнца. UVB (290-320 нм) вместе с UVA-2 (320–340 нм) и UVA-1 (340–400 нм) вызывают органические и метаболические реакции в коже. ^{[1] [2] Минералы} диоксид титана (TiO2 ₎ и оксид цинка (ZnO) часто используются в солнцезащитных кремах в качестве неорганических физических солнцезащитных средств из-за их поглощения света в УФ-диапазоне. Поскольку доказано, что TiO2 _более эффективен для блокировки UVB и ZnO в диапазоне UVA, смесь этих частиц гарантирует широкополосную УФ-защиту. ^[3]

Чтобы решить косметический недостаток этих непрозрачных солнцезащитных кремов, наночастицы TiO ₂ и ZnO были использованы в качестве замены микрочастицам TiO ₂ и ZnO . Поскольку отношение площади поверхности к объему частиц увеличивается по мере уменьшения измерения частиц, наночастицы (NP), т. е. нанообъекты со всеми размерами в наномасштабе, ^[4] могут быть более (био)реактивными, чем типичные массовые материалы. Когда частицы становятся меньше 100 нм, развиваются новые оптические свойства из-за дискретной природы уровней оптической энергии наночастиц. Пат и др., например, измерили синий сдвиг на 0,15 эВ для наночастиц TiO ₂ размером 4,7 нм относительно аналога из объемного материала. ^[5]

Когда частицы становятся меньше идеального размера рассеивания света (примерно половина длины волны ), видимый свет пропускается, и частицы кажутся прозрачными. Это явление объясняет косметически нежелательную непрозрачность неорганических солнцезащитных кремов и делает использование NP привлекательным с финансовой точки зрения. Частицы ZnO размером 200 нм или меньше прозрачны для человеческого глаза. ^[6]

Наночастицы TiO ₂ становятся более эффективными солнцезащитными материалами из-за большего отношения площади поверхности к объему. Цель этого заключается в том, что в полупроводниках с прямой запрещенной зоной , например, TiO ₂ , прямые электронные передачи не допускаются из-за симметрии кристалла . Поглощение впоследствии невелико. Однако оно может быть значительно улучшено, когда это происходит на драгоценной поверхности кристалла. Это улучшение поглощения становится значительным для частиц размером 20 нм или меньше. ^[7] Аналогично, TiO ₂ становится визуально прозрачным, когда размеры частиц уменьшаются до 10-20 нм.

Международное агентство по изучению рака (МАИР) отнесло TiO _{2 к} канцерогенам группы 2B МАИР . ^{[8] [9]} МАИР приняло эти решения на основе исследований, в которых крысы подвергались воздействию высоких концентраций пигментной и ультрадисперсной пыли TiO _2. ^[10] Рак легких у крыс, по всей видимости, имеет ту же патологию, что и те, которые наблюдаются у людей, работающих в пыльной среде, поэтому МАИР пришло к выводу, что такое же воздействие высоких концентраций пигментной и ультрадисперсной пыли TiO ₂ имеет отношение к здоровью человека.

Тем не менее, FDA обычно считает ZnO безопасным веществом при использовании в качестве УФ-фильтра, как указано в директивах по косметическим продуктам. ^[10] Хотя и Агентство по охране окружающей среды США , и Европейское сообщество (в рамках Закона о регистрации, оценке, авторизации и ограничении химических веществ) предприняли превентивные меры для снижения риска наночастиц, до сих пор не существует стандартизированных правил конкретно для наночастиц.

Липосомы представляют собой сферические везикулярные структуры, самоорганизующиеся в растворителе, состоящем из широкого типа липидов или других амфифильных молекул. ^{[11] [12]} Везикулярная структура липосом улучшает проникновение лекарственных средств через биологические мембраны, что улучшает трансдермальную доставку лекарственных средств. ^[13]

1. Повышение эффективности и терапевтического индекса препарата, а также стабильности за счет инкапсуляции
2. Нетоксичный, гибкий, биосовместимый, полностью биоразлагаемый и неиммуногенный для системного и несистемного введения.
3. Снижение токсичности инкапсулированного агента ( амфотерицин В , таксол )
4. Уменьшение воздействия токсичных препаратов на чувствительные ткани, эффект избегания места воздействия и гибкость в сочетании с сайт-специфическими лигандами для достижения активного нацеливания

1. Низкая растворимость
2. Короткий период полураспада
3. Иногда фосфолипид подвергается реакции окисления и гидролиза.
4. Утечка и слияние инкапсулированных лекарств/молекул
5. Себестоимость производства высокая
6. Меньше конюшен

Кожа является самым большим органом человеческого тела, который ограничивает движение лекарств в системном кровотоке. Топическая система доставки лекарств представляет собой систему , в которой лекарство достигает системного кровотока через защитный слой кожи. Основным недостатком этого пути является низкая скорость диффузии лекарств через слой кожи, который является роговым слоем . Чтобы преодолеть эту проблему в определенной степени, этосомы используются для улучшения систем трансдермальной доставки лекарств. ^[15]

Использование золота в уходе за кожей и косметике восходит по крайней мере к I веку до н. э. в Египте, где царица Клеопатра , как говорят, использовала маски, сделанные из золота, чтобы поддерживать цвет лица. ^[16] Говорят, что она использовала его каждую ночь, чтобы улучшить цвет лица и повысить эластичность кожи. В настоящее время золото проникло в различные средства по уходу за кожей, такие как лосьоны и кремы, а также в процедуры по уходу за кожей, такие как маски для лица. Золото в средствах по уходу за кожей обычно находится в форме коллоидного золота , или чаще называемого нанозолотом. ^[17] Эти наночастицы имеют размер от 5 нм до 400 нм. ^[18] В этом разделе будет обсуждаться эффект наночастиц золота при заживлении ран вместе с эффектом золота в лосьонах и кремовых продуктах.

Наночастицы золота обычно имеют цвета от красного до фиолетового, синего и черного в зависимости от размера и состояния агрегации. ^[19] Они также бывают разных форм и размеров: наносфера, нанооболочка, нанокластер, наностержень, нанозвезда, нанокуб, разветвленная и нанотреугольник. ^[18] Форма наночастиц золота является основным фактором, определяющим их поглощение клетками и оптические свойства. Наночастицы золота стабильны и химически инертны. Более того, они также биосовместимы, что является основной причиной, по которой нанозолото обычно интегрируется в средства по уходу за кожей и косметику. ^[18] Кроме того, наночастицы золота были исследованы на предмет противогрибковых и антибактериальных свойств, которые являются очень ценными свойствами в космецевтической промышленности и в приложениях для заживления ран . ^[20]

В 2016 году в статье, опубликованной в журнале Journal of Biomaterials Application , под названием «Композиты из наночастиц коллагена и золота: потенциальный биоматериал для заживления ран кожи», обсуждалось, что исследования in vivo композитов из наночастиц золота и коллагена продемонстрировали высокий процент закрытия ран, снижение воспалительной реакции, увеличение неоваскуляризации и образование грануляционной ткани. ^[20] Было также показано, что эти улучшения в эффектах заживления увеличиваются пропорционально количеству наночастиц золота, введенных в коллагеновый каркас.

В другом исследовании эффект сферических золотых наночастиц как ранозаживляющего средства был протестирован на модели крысы путем сочетания золотых наночастиц с фотобиомодуляционной терапией (PBMT). PBMT — это светостимуляционная терапия, которая используется для лечения ран без каких-либо существенных изменений температуры. ^[21] Сочетание золотых наночастиц и PBMT увеличивает скорость сокращения раны примерно в 1,25 раза по сравнению с контрольной группой, которая не получала лечение золотыми наночастицами. ^[21]

Золото широко используется в масках для лица. Помимо противогрибковых и антибактериальных свойств, золото также известно своими антивозрастными свойствами, противовоспалительными свойствами, а также свойствами, усиливающими сияние. ^[22] Наночастицы золота могут помочь восстановить повреждения кожи и улучшить ее текстуру, что повышает ее эластичность и упругость. Его противовоспалительные свойства делают его отличным средством для лечения акне , поврежденной солнцем или чувствительной кожи .

Кроме того, благодаря естественному светоотражающему цвету золота, наночастицы золота также могут создавать эффект осветления, делая кожу сияющей и яркой. В ходе лечения наночастицы золота могут сделать кожу более гладкой и ровной по цвету. ^[22] Исследование 2010 года под названием «Новая маска для лица с витаминами и золотом на основе нановолокон для местного применения» изучало, как наночастицы золота могут быть включены в маску для лица вместе с витамином С (L-аскорбиновой кислотой), ретиноевой кислотой и коллагеном с помощью электропрядения . ^[23] Все эти свойства и исследования предполагают, что наночастицы золота могут быть полезны при включении в составы кремов, лосьонов или масок для местного применения.