Categorie: Cornelia M. Keck

Durabilitatea înseamnă o restricție în utilizarea resurselor naturale, regenerabile, pentru a se asigura că oamenii pot continua să se bazeze pe randamentul lor pe termen lung.

Termenul a fost aplicat pentru prima dată în silvicultură și, între timp, este folosit în toate domeniile vieții de zi cu zi. Prin urmare, astăzi și produsele cosmetice ar trebui să fie produse folosind ingrediente durabile.

Formulările cosmetice sunt adesea semi-soldate și sunt compuse dintr-o fază lipidică și o fază apoasă, iar ingredientele active pot fi dizolvate sau dispersate în aceste faze. Deoarece apa și lipidele nu sunt miscibile între ele, emulgatorii sunt necesari pentru a obține creme omogene, cu o senzație plăcută a pielii.

Emulgatorii sunt compuși chimici care sunt formați din două părți. O parte este hidrofilă, iar cealaltă parte este lipofilă (Fig. 1A). Dacă emulgatorul este adăugat la un amestec de ulei și apă, acesta se localizează între ulei și faza apoasă. Pentru aceasta coada lipofilă a emulgatorului se localizează în faza lipidică iar capul hidrofil se localizează în faza apoasă (Fig. 1B). Prin urmare, emulgatorul leagă uleiul de faza apoasă și invers și permite formarea de emulsii, creme sau unguente (Fig. 1C).

Datorită proprietăților lor stabilizatoare, emulgatorii sunt obligatorii pe formulările cosmetice și sunt necesare cantități mari (până la 35%) pentru producerea produselor cosmetice de astăzi.

Odată cu progresul uriaș în inginerie chimică după sfârșitul celui de-al doilea război cuvânt, a început sinteza multor emulgatori chimici și mulți compuși chimici hidrofili și lipofili diferiți au fost legați unul de celălalt pentru a forma emulgatori foarte eficienți.
Astăzi, varietatea de emulgatori este uriașă și permite formularea de produse cosmetice cu proprietăți multiple și personalizate. Cu toate acestea, în ciuda stabilității produsului și a performanței pe piele, trebuie luat în considerare faptul că produsele cosmetice vor fi uzate sau spălate de pe piele. Prin urmare, părți din produse vor ajunge în canalizarea de unde pot pătrunde în mediu.

Există multe tipuri diferite de tratamente faciale. Cele mai proeminente tratamente utilizate includ curățarea, măștile, serurile, loțiunile și cremele. Pe lângă formulările care se aplică pe piele, pielea poate fi tratată și cu tratamente mecanice. Aceasta include masajul pielii și/sau utilizarea dispozitivelor, de exemplu microace (role de derma), ultrasunete sau dermabraziune. Tendințele recente folosesc acum o combinație a ambelor metode, adică tratamentul pielii cu o combinație de formulări care se aplică pe piele și tratamente fizice ale pielii. Articolul analizează ce tip de tratament este cel mai potrivit pentru îngrijirea pielii și livrarea eficientă și de lungă durată a compușilor activi în piele.

Scopul tratamentelor cu piele

Tratarea pielii poate avea scopuri diferite. Atunci când utilizați produse cosmetice, scopul este în principal îmbunătățirea și restabilirea funcției și integrității pielii. Acest scop se numește corneoterapie. În plus, tratamentele pentru piele pot fi folosite pentru a furniza compuși activi pe, în sau prin piele. Acest scop se numește livrarea de medicamente. În cazul în care ambele obiective sunt combinate, „scopul 2 în 1 se numește „corneoterapie avansată” [1].

Livrarea medicamentului

Livrarea medicamentului înseamnă că un compus activ este transportat la locul de acțiune dorit. În cazul eliberării cutanate a medicamentului, locul de acțiune dorit poate fi deasupra pielii, în stratul cornos (SC), epidermă sau în straturile mai profunde ale dermei viabile (Fig. 1).

Pe lângă administrarea cutanată a medicamentelor, poate fi de interes și livrarea medicamentului către foliculii de păr, glandele sebacee sau glandele dulci [2]. Livrarea eficientă a medicamentelor și tratamentul pielii încep prin urmare cu o considerație atentă în cazul în care compusul activ este cu adevărat necesar.

Al doilea pas ia în considerare cantitatea necesară de compus activ și perioada de timp. Dacă cantitatea disponibilă de compus activ este prea mică, nu va exista activitate. Dacă cantitatea este prea mare, pot apărea efecte secundare nedorite, adică efecte toxice. În ciuda cantității, este important și timpul în care ingredientul activ este disponibil.

Unii compuși trebuie să acționeze rapid (de exemplu dezinfectanții) iar alții sunt necesari pe termen lung (de exemplu antioxidanți care luptă împotriva radicalilor liberi).

Formulările dermice eficiente sunt capabile să acționeze ca vehicul pentru compușii activi. Vehiculul este conceput pentru a transporta compusul activ în doza și timpul necesar la locul de acțiune dorit. Formulările cosmetice care îndeplinesc aceste criterii se numesc produse cosmetice. Termenul a fost inventat pentru prima dată de Albert Kligman, care a fost primul care a abordat cu adevărat această problemă importantă nu numai pentru formulările farmaceutice, ci și pentru cosmetice.

Principiul cosmeceutic este acum cunoscut de multe decenii. Cu toate acestea, doar puține cunoștințe sunt disponibile pentru o selecție semnificativă a vehiculelor cutanate optime. Aceasta înseamnă că un specialist în formulare nu poate ști care vehicul (loțiune, cremă, gel, unguent) este cel mai bun pentru livrarea optimizată a unui anumit ingredient activ.

Aceasta înseamnă că, pentru a se asigura că livrarea unui ingredient activ are cu adevărat succes, trebuie testată de la caz la caz. Pentru aceasta sunt disponibile multe principii de testare diferite. Exemple sunt metodele de testare in vitro (de exemplu celulele de difuzie Franz), metodele ex vivo (de exemplu urechile proaspete de porc) sau testele in vivo (studii pe animale sau pe oameni).

Studiile in vivo oferă cele mai relevante date, dar nu este întotdeauna posibilă efectuarea acestor studii. În unele cazuri, studiile in vivo nu sunt fezabile. De exemplu, dacă trebuie determinată adâncimea de penetrare a unui compus.
Acest lucru ar necesita o îndepărtare a pielii și o analiză ulterioară a straturilor pielii pentru cantitatea de ingredient activ pătruns. Această procedură este dăunătoare și dureroasă și, prin urmare, setările ex vivo și in vitro sunt mai utile în astfel de scopuri. Configurațiile in vitro nu sunt adesea prea predictive, deoarece configurația este prea departe de o configurație fiziologică. Prin urmare, acest lucru poate duce la artefacte și la rezultate înșelătoare. Datorită acestui fapt, în prezent, „middie de aur”, adică modelul urechii de porc ex vivo, este considerată cea mai potrivită metodă de testare pentru a prezice bioeficacitatea formulărilor dermice.

Modelul ex-vivo de urechi de porc pentru previzia tratamentelor durabile cu piele

Modelul ex vivo de urechi de porc folosește urechi de porc proaspete care sunt obținute de la un abator local. Pielea este încă în contact cu cartilajul și astfel, tensiunea pielii, conținutul de apă și elasticitatea nu sunt modificate. Sondele pentru piele, de exemplu, tewametru, corneometru, pH-metru etc., pot fi utilizate pentru a determina parametrii bio-fizici ai pielii ai urechilor.

Parametrii sunt comparabili cu parametrii evaluați din pielea umană și astfel măsurătorile parametrilor pielii oferă estimări bune asupra stării pielii urechilor. Urechile sunt folosite ca surogate pentru pielea umană. Pentru prezicerea eficacității de penetrare se aplică formulări pe urechile de porc. După incubare, formulările sunt îndepărtate, iar pielea este secționată.

Acest articol al  profesorului dr. Cornelia Keck a fost tradus de Dr. Ghita Lanzendörfer-Yu și a fost publicat inițial sub titlul Corneotherapie – Pflege und Reparatur der Haut: präzise, ​​effektiv und nachhaltig. J Ästhet Chir la începutul lui 2020.

1. Introducere

Pielea este cel mai mare organ al corpului și servește ca o barieră importantă pentru mediu. Cea mai importantă funcție este funcția sa de protecție. Dacă această funcție este pierdută sau afectată, se manifestă o mare varietate de simptome, variind de la iritații ușoare ale pielii, cum ar fi uscăciunea, descuamarea pielii, mâncărime și arsuri până la inflamații grave ale pielii și boli ale pielii. Astfel, menținerea sănătății pielii și îngrijirea adecvată a pielii sunt extrem de importante și, prin urmare, de mare relevanță pentru mulți consumatori.

Acest lucru se reflectă și în suma de bani cheltuită de consumatori pentru îngrijirea pielii. adică vânzările de produse de îngrijire a pielii în Germania s-au ridicat la 3,3 miliarde de euro în 2019 [1] și se estimează că vor crește în continuare.

În general, consumatorii încearcă să aibă grijă de pielea lor. Cu toate acestea, este dificil să identifici un produs de îngrijire a pielii potrivit pentru nevoile lor individuale. Varietatea de produse disponibile astăzi este uriașă, iar alegerile sunt adesea făcute din motive precum mirosul, prezentarea sau reclamele văzute anterior. Este de la sine înțeles că acest lucru nu este neapărat eficient.

Acest lucru este valabil mai ales pentru pielea sensibilă și/sau afectată, care necesită abordări speciale de îngrijire și tratament. Simpla utilizare a produselor cosmetice „normale, scoase din raft” poate avea efecte dăunătoare și poate duce la reacții cutanate nedorite pronunțate. Scopul acestui articol este de a prezenta cele mai recente cunoștințe despre produsele eficiente de îngrijire a pielii cu funcții specifice de protecție și reparare.

2. Corneobiologie

Pielea este formată din trei straturi diferite, epidermă, dermă și subcutană. Epiderma este stratul exterior al pielii și constă din diferite straturi (Fig. 1). Stratul cel mai profund este stratul celular bazal, urmat de stratul celular cu țepi, stratul de celule granulare și stratul cornos. Ultimul strat este cunoscut și sub numele de stratul cornos (SC). Conform stadiului actual al cunoștințelor, este de cea mai mare importanță pentru funcția de protecție a pielii. Asta înseamnă că astăzi se presupune că un SC intact oferă o protecție optimă a pielii și invers că un SC perturbat nu oferă protecție optimă. Preparatele de îngrijire a pielii care se bazează pe conceptul de a menține stratul cornos în stare bună sau de a-l restabili – dacă sunt deranjate [2–4] sunt numite medicamente corneoterapeutice. În consecință, conceptul se numește „corneoterapie” [5,6].

Pentru a realiza acest concept, este esențial să înțelegem funcția SC și să analizăm SC individual. Prin urmare, un element de bază al corneoterapiei este predarea despre anatomia, fiziologia și biologia SC, care se numește corneobiologie (termen compus din cuvintele „stratum corneum” și „biologie”).

Corneobiologia a fost folosită pentru prima dată de Albert Kligman în 1978 [6,8-10]. Prin urmare, el este adesea menționat ca „părintele corneobiologiei”. Dar, corneobiologia are mai mulți „părinți”. De remarcat sunt Peter M. Elias, Kenneth R. Feingold și Anthony V. Rawlings [9]. În ultimii 50 de ani, ei și grupurile lor de cercetare au contribuit în mod semnificativ la clarificarea și înțelegerea structurii SC și a funcționalității sale.

Până în a doua jumătate a secolului al XX-lea, se presupunea că stratul cornos era o membrană moartă, inertă și pasivă. A servit ca strat exterior al corpului, care a protejat corpul de mediul său și a asigurat că nicio substanță nedorită nu poate intra sau ieși în corp. Se presupunea că nicio substanță, în special apa, din neatenție sau necontrolată nu se poate evapora din interiorul corpului [6,9]. În plus, s-a presupus că stratul cornos a fost format din produșii de excreție ai keratinocitelor. S-a presupus că acestea erau fire de keratină, care erau aranjate lejer în structuri asemănătoare răchită pe piele [6].

Astăzi, această presupunere este clar respinsă, deoarece s-ar putea demonstra că stratul cornos are o structură foarte ordonată și că observarea „structurii de răchită” liberă poate fi urmărită până la un artefact în timpul preparării probei [6].

În termeni simpli, stratul cornos este format din două părți. Prima parte este formată din celule moarte ale pielii, așa-numitele corneocite. Aceste celule sunt derivate din keratinocite. Sunt extrem de turtite si nu mai au organele celulare. Pentru a face acest lucru, ele conțin substanțe și structuri importante care permit stratului cornos o umiditate suficientă, rezistență mecanică și elasticitate suficientă. Aceste corneocite sunt interconectate prin corneodesmozomi.

Se presupune că fiecare corneocit cu cca. 400-600 de corneodesmozomi sunt conectați la alte corneocite, ceea ce explică puterea și rezistența enormă a unui strat cornos sănătos. O forță suplimentară este apoi creată de mici ghimpi de pe suprafața corneocitelor, care fac posibil ca corneocitele să se „prindă” una în cealaltă [11]. Așa-numiții Factori Naturali de Hidratare (NMF), care sunt localizați în principal în interiorul corneocitelor, au o contribuție importantă la o umiditate suficientă în stratul cornos.

A doua parte a stratului cornos este un amestec foarte specific de diferite structuri lipidice, care sunt stocate ca un strat dublu lipidic intercelular între corneocite (Fig. 1). Această structură, constând din corneocite și un dublu strat lipidic intercelular, este denumită „structura de cărămidă-mortar” a stratului cornos [9, 11-13].

În funcție de regiunea corpului, stratul cornos este format din 15-20 de straturi de corneocite moarte și are o grosime aproximativă de 10 – 40 µm [11], ceea ce corespunde cu aproximativ o jumătate de diametru de păr. Rezistența enormă la pătrunderea poluanților externi și, de asemenea, capacitatea extraordinară de a controla eficient pierderile de apă din organism se datorează dispunerii cu totul deosebite a lipidelor în spațiul intercelular.

Aceste lipide constau din molecule unice, adică ceramide, acizi grași și colesterol. Ele formează straturi pe suprafețele corneocitelor și spațiului intercelular (Fig. 1). Astfel se creează așa-numita „Cornified Lipid Envelope (CLE)”, care este ferm conectată la stratul proteic exterior al corneocitelor, așa-numita „Cornified Lipid Envelope (CE)”. În timp ce CLE servește ca ancora pentru corneocite, lamelele lipidice se întind în spațiul intercelular. Aici se formează straturi duble alternante cu distanțe mai scurte sau mai lungi unul față de celălalt [11].

Aceste elemente structurale diferite sunt numite LPP (faze de periodicitate lungă) și SPP (faze de periodicitate scurtă) [14, 15]. Cercetările actuale confirmă faptul că compoziția lipidelor stratului cornos, atât cantitativ, cât și calitativ, influențează în mod direct structura dublu stratificată a lipidelor stratului cornos. Aceasta înseamnă că chiar și cele mai mici modificări ale compoziției sau raportului lipidelor pot provoca modificări structurale semnificative și astfel pot afecta funcția de barieră a stratului cornos [9, 15-17]. Relația complexă dintre lipidele stratului cornos și funcția de barieră nu a fost încă pe deplin înțeleasă. Dar cunoștințele au crescut foarte mult în ultimii ani, în special prin utilizarea celor mai moderne metode analitice. Prin urmare, astăzi, pot fi dezvoltate formulări eficiente pentru conservarea sau restaurarea unui film lipidic intact al stratului cornos [9,18].

O altă descoperire importantă a fost că stratul cornos – „celule moarte” încorporate într-un „strat lipidic mort”- nu este nicidecum o barieră inertă. Stratul cornos este o structură foarte dinamică și implicată în numeroase procese metabolice. Motivul pentru aceasta sunt enzimele și mediatorii, care sunt încorporați în stratul cornos și sunt eliberați sau devin activi cu stimuli corespunzători.

Exemple pentru această activitate sunt proteazele care sunt implicate în procesul de descuamare a pielii; Lipaze care furnizează acizi grași liberi din trigliceride; Sulfataze, care produc sulfat de colesterol din colesterol; Glicozidaze sau ceramidaze, care produc ceramidele importante din stratul cornos din structurile precursoare, sau citokine, care provoacă o reacție inflamatorie după eliberare.

O activitate enzimatică modificată poate avea un impact enorm asupra întregului strat cornos, adică asupra structurii și funcționalității acestuia. Deoarece activitatea enzimei depinde foarte mult de conținutul de apă și de valoarea pH-ului, este de înțeles că menținerea unei umidități suficiente a pielii și a unei valori fiziologice a pH-ului este de o importanță crucială pentru integritatea stratului cornos [18-20]. Astăzi se crede că orice întrerupere a barierei cutanate, indiferent de cauza care stă la baza, duce la eliberarea de citokine și declanșează o reacție inflamatorie. Pentru bolile inflamatorii comune ale pielii, cum ar fi eczema, dermatita atopică și psoriazisul, acum se presupune că acestea încep cu o slăbiciune moștenită a barierei cutanate. Deteriorarea barierei are ca rezultat eliberarea cronică a mediatorilor inflamatori din stratul cornos „vătămat”, care declanșează inflamația pielii și, în consecință, o menține permanent. Astfel de reacții inflamatorii pot fi tratate cu substanțe antiinflamatorii. Acestea au efecte temporare doar dacă bariera pielii nu este restabilită corespunzător în același timp. Prin urmare, noile abordări terapeutice urmăresc ambele strategii, adică tratamentul medicamentos al inflamației acute și repararea și îngrijirea țintită a SC.

SC și bariera cutanată se modifică, de asemenea, odată cu vârsta [8]. Odată cu creșterea în vârstă, bariera pielii devine dezordonată și unele boli legate de vârstă pot fi legate de aceasta. Motivul pentru aceasta este formarea crescută de radicali liberi. De mult se știe că radicalii liberi pot declanșa sau intensifica boli. Excesul de radicali liberi este cunoscut sub numele de stres oxidativ [21–26]. Stresul oxidativ implică de obicei întregul organism și nu poate fi simțit, motiv pentru care se numește „inflamație tăcută”. Bolile asociate cu acestea includ boli cardiovasculare, tumori, Alzheimer, Parkinson și artroza [24–29].

Recent s-a realizat că defectele de barieră asociate cu vârsta ale stratului cornos pot duce, de asemenea, la eliberarea cronică a mediatorilor inflamației în fluxul sanguin, care apoi contribuie suplimentar la „inflamația tăcută”. Măsura în care acești mediatori contribuie la dezvoltarea sau declanșarea bolilor legate de vârstă este acum subiectul celor mai recente cercetări [30]. Cu toate acestea, cunoștințele deja disponibile sunt suficiente pentru a demonstra că corectarea defectelor barierei cutanate la bătrânețe trebuie să aibă o prioritate foarte mare, deoarece aceasta este singura modalitate de a contracara cu succes o încărcătură tot mai mare de markeri de inflamație cronică în sânge [2].

Cauzele extrinseci precum poluarea aerului pot deteriora, de asemenea, bariera pielii. Acestea accelerează bolile de piele și îmbătrânirea pielii [2]. Pe lângă reducerea poluării, formulările care să protejeze pielea de toxinele din mediu sunt, prin urmare, necesare astăzi. Necesitatea unor astfel de produse a condus la comercializarea diferitelor produse anti-poluare cutanată, dintre care strategiile de formulare de întărire a barierelor pot fi evaluate ca fiind cele mai promițătoare [31].

Cercetarea și înțelegerea microbiomului, adică a microflorei pielii, a devenit recent un subiect relevant în corneobiologie. Influența microbiomului asupra sănătății pielii și o posibilă manipulare a microbiomului pentru a menține și a restabili o barieră cutanată intactă sunt subiectul cercetărilor actuale [2,31-33]. Se poate presupune că multe descoperiri științifice noi vor apărea în viitorul apropiat, care vor permite apoi noi opțiuni de îngrijire și terapie pentru îngrijirea și terapia pielii.

În ciuda multor eforturi în ultimii 50 de ani, cercetarea structurii și funcționării stratului cornos nu a fost încă finalizată. Cu toate acestea, a condus la o creștere masivă a cunoștințelor despre structura și funcționarea stratului cornos. Deși s-a presupus că funcția SC a servit doar ca protecție de difuzie, acum se știe că SC îndeplinește o varietate de funcții de protecție și dinamice.

Cele mai importante funcții ale stratului cornos sunt rezumate în Tabelul 1 de mai jos. Aceste constatări au servit de atunci ca bază pentru dezvoltarea conceptelor și formulărilor corneoterapeutice eficiente, care sunt prezentate în secțiunea următoare.

3. Corneoterapia

Începutul corneoterapiei este marcat de descoperirile cercetătorilor Tree and Marks în 1975 [6]. Ei au observat că un placebo a prezentat și efecte semnificative [36].
Ei au publicat rezultatele cu titlul „O explicație pentru efectul „placebo” al bazelor de unguent fade” și au arătat – pentru prima dată în dermatologie – că o bază dermatologică nu era inertă. De asemenea, o bază poate modula eficient funcția și natura barierei pielii. Pentru a descrie aceste efecte, A. Kligman a creat termenul de „corneoterapie” și a fost primul care l-a publicat [37].

Corneoterapeuticele sunt, prin urmare, formulări dermice cu scopul de a menține stratul cornos într-o manieră țintită și durabilă și – dacă este necesar – de a-l repara cu precizie. Spre deosebire de multe alte concepte de îngrijire a pielii, care urmăresc să injecteze ingrediente active în piele (așa-numitele cosmetice cu ingrediente active), corneoterapia își propune să furnizeze SC substanțele care îi lipsesc în prezent. Acest principiu este denumit principiul „exterior în interior”, ceea ce înseamnă că efectul reparator „interior” se realizează prin aplicarea „extern” a unei formulări (Fig. 2). Prin adăugarea componentelor SC lipsă, SC poate fi reparat precis și eficient. Tratamentul corneoterapeutic duce deci la o reparare eficientă și, pe termen lung, la o barieră cutanată sănătoasă, fără efecte secundare.

Substantele lipsa se aplica local si astfel se repara din exterior. Prin urmare, principiul este denumit principiul „exterior în”.

De-a lungul anilor, au fost obținute numeroase perspective asupra funcționalității și naturii stratului cornos, prin care principiul corneoterapiei a fost modificat. Astăzi sunt disponibile trei generații diferite de corneoterapie, care sunt descrise mai detaliat mai jos.

3.1 Corneoterapie – 1. Generație

Corneoterapicele de prima generație conțin vaselină și/sau uleiuri minerale. Vaselina și uleiul mineral sunt materii prime naturale care sunt extrase din țiței.

Petrolul brut este creat din zooplancton și alge în absența oxigenului la presiune ridicată și temperaturi ridicate. Vaselina și uleiurile minerale sunt fracțiuni foarte purificate din țiței și constau în principal din hidrocarburi complet saturate. Sunt inerți la oxidare sau căldură și, prin urmare, sunt deosebit de stabili din punct de vedere chimic. După aplicarea pe piele, acestea formează structuri de tip palisat pe piele, creând o peliculă protectoare impenetrabilă pentru alte substanțe, dar mai ales pentru apă [38].