Добавил:
kiopkiopkiop18@yandex.ru Вовсе не секретарь, но почту проверяю Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

4 курс / Дерматовенерология / НАНОТЕХНОЛОГИИ В КОСМЕЦЕВТИКЕ

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
23.03.2024
Размер:
1.4 Mб
Скачать

И н г р е д и е н т ы и р е ц е п т у р ы | Н о в ы й п р о д у к т

Каул Ш., Гулати Н., Верма Д., Мухерджи С., Нагайч У.

Нанотехнологии

в космецевтике

В статье описываются различные нанопереносчики, используемые в современных космецевтических средствах, — липосомы, ниосомы, дендримеры, углеродные нанотрубки, наноэмульсии, наносферы, кубосомы, наночастицы меди, серебра и золота, а также полимеросомы. Уделено внимание их преимуществам и недостаткам, а также проблемам токсичности и системного воздействия на организм. Обсуждаются законодательные моменты по регулированию нанокосмецевтиков в различных странах мира.

Ключевые слова: наночастицы, липосомы, ниосомы, дендримеры, углеродные нанотрубки, наноэмульсии, наносферы, кубосомы, полимеросомы

ВВЕДЕНИЕ

В последнее время набирают популярность меди-

цинские технологии с применением наночастиц (нано-

материалов). В значительной степени это обусловлено теми уникальными свойствами, которые приобретают различные вещества ультрамалых размеров. Быстро развивающаяся отрасль нанотехнологий предоставляет уникальные возможности для создания

самых современных методов ухода за кожей, волосами и ногтями, а также лечения ряда дерматологиче-

ских заболеваний.

Уже наметились и активно изучаются перспективные направления применения наночастиц в косметологии

и медицине. Между тем средства с наночастицами отно-

сятся к новому классу косметики — космецевтике.

По сути, космецевтика — это нечто среднее между фармацевтическими препаратами и традиционными косметическими средствами. Подобные продукты обладают высокой терапевтической эффективностью на коже, а также используются для лечения различных заболеваний, таких как повреждение волос, морщины, фотостарение, су-

хость кожи, гиперпигментация, неровный цвет лица и др.

(рис. 1, 2).

Каул Шрейя, Гулати Неха, Верма Дипали, Мухерджи Сиддхартха, Нагайч Упендра

Кафедра фармацевтики Института фармакологии университета Амити, Индия

© Kaul S., Gulati N., Verma D., Mukherjee S., Nagaich U.

Role of nanotechnology in cosmeceuticals: A review of recent advances. J Pharm (Cairo) 2018; 2018: 3420204. Перевод и публикация (в сокращении) — в соответствии с лицензией

Creative Commons Attribution.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Положительные стороны нанокосметики

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Отрицательные стороны нанокосметики

94 4-2018 | Косметика и медицина

Каул Ш., Гулати Н., Верма Д., Мухерджи С., Нагайч У. Нанотехнологии в космецевтике

Н о в ы й п р о д у к т | И н г р е д и е н т ы и р е ц е п т у р ы

 

 

 

липосом варьирует от 20 нм до нескольких

 

 

микрометров, они могут иметь как одно-

 

 

 

 

 

слойную, так и многослойную оболочку [3].

Ключевым компонентом липосо-

 

 

 

 

мальной стенки является фосфатидил-

 

 

 

 

 

 

холин — он используется в различных

 

 

 

композициях для ухода за кожей и воло-

 

 

сами. Из-за высокой биологической ак-

 

 

 

тивности и хорошей биосовместимости

 

 

 

 

 

 

липосомы применяются в разнообраз-

 

 

 

ных космецевтических препаратах.

 

 

 

Растительные (в частности, соевые)

 

 

 

фосфолипиды можно встретить в кос-

 

 

 

метике, поскольку они содержат мно-

 

 

 

го незаменимых жирных кислот. Напри-

 

 

мер, после нанесения на кожу линолевой

 

 

кислоты барьерная функция эпидермиса

 

 

 

 

 

 

улучшается, что выражается в снижении

 

индекса трансэпидермальной потери во-

 

 

 

 

ды (ТЭПВ). В клинических исследованиях

 

 

 

Рис. 3. Варианты наноносителей для космецевтики

 

было показано, что липосомы способ-

 

 

 

ствуют уменьшению глубины морщин,

НАНОПЕРЕНОСЧИКИ

 

 

повышению гладкости кожи, улучшению

 

 

состояния лица и тела у пациентов с акне.

 

 

Есть данные по разработке липосом для доставки от-

Для доставки нанокосмецевтики в верхние слои кожи

душек, растительных компонентов и витаминов в безво-

применяются различные технологии — липосомы, ниосо-

дных формулах, таких как антиперспиранты, спреи для те-

мы, дендримеры, углеродные нанотрубки, наноэмульсии,

ла, дезодоранты и помады. Липосомы также используются

полимеросомы, наносферы, кубосомы и др. (рис. 3). Далее

в антивозрастных кремах, для глубокого увлажнения ко-

мы поговорим о каждом из этих видов.

 

жи, защиты от солнца и лечения выпадения волос. Неко-

Липосомы

 

торые положительные и отрицательные аспекты приме-

 

нения липосом отражены на рис. 4.

Представляют собой везикулярные структуры с водной средой, которая заключена в гидрофобный

липидный бислой [1]. Ос-

новным компонентом этого

бислоя являются фосфолипиды, которые формируют

клеточные мембраны [2]. Липосомы подходят для доставки как гидрофобных, так и гидрофильных соединений — они

инкапсулируются для защиты от метаболической деградации и с целью контролируемого высвобождения. Диаметр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(I)

 

 

(I)

 

(II)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(II)

 

(III)

 

-

 

(III)

• • •

 

 

 

 

 

(IV)

 

 

 

 

 

 

(IV)

 

 

 

 

(V)

-

 

(V)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(VI)

 

 

 

(VI)

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Преимущества и недостатки липосом

Ниосомы

Это везикулы диаметром от

100 нм до 2 мкм, имеющие двухслойную структуру. Ниосомы со-

стоят из самособирающихся ги-

дратированных неионогенных

поверхностно-активных веществ (ПАВ) с включением или

без включения холестерина или

липидов [4]. В качестве неионо-

генных ПАВ применяются алкиламиды, полисорбатные твины, полиоксиэтиленалкиловый эфир и др. [4, 5]

Ниосомы прекрасно подходят для доставки гидрофобных и гидрофильных соединений, в том числе лекарств [6]. Инкапсуляция лекарственного средства позволяет ему

длительно циркулировать в крови и постепенно всасы-

ваться в ткани-мишени.

Ниосомы лишены некоторых отрицательных свойств липосом, таких как проблемы со стабильностью, высокая стоимость производства и восприимчивость к окисле-

нию [7]. Хорошая стабильность инкапсулированных ингре-

диентов и улучшение их биодоступности сделало ниосомы очень популярными среди косметических химиков.

Существует множество факторов, влияющих на формирование ниосом, — это природа и структура поверхност-

но-активных веществ, свойства инкапсулированного агента,

Косметика и медицина | 4-2018 95

И н г р е д и е н т ы и р е ц е п т у р ы | Н о в ы й п р о д у к т

 

 

 

• , •

 

 

 

 

 

• - • •

 

 

 

 

 

,

• •

 

 

ۥ

 

 

• •

 

 

 

 

 

 

 

 

 

‚ • •

 

Рис. 5. Преимущества и недостатки ниосом

состав мембраны и температура гидратации [8]. Специали-

зированные ниосомы называются прониосомами — это ве-

зикулы из неионогенных ПАВ, которые непосредственно пе-

ред использованием гидратируются для получения водной дисперсии. На практике для усиления доставки лекарств

к обычным ниосомам добавляют прониосомы [9]. Основные преимущества и недостатки ниосом представлены на рис. 5.

Твердые липидные наночастицы

Твердыелипидныенаночастицы(SolidLipidNanoparticles,

SLN) были разработаны на начале 1990-х гг. Они пришли на смену традиционным в то время переносчикам — эмульсиям и липосомам. Диаметр SLN составляет 50–1000 нм, они состоят из однослойной оболочки и липофильного ядра [10].

Основными методами получения SLN являются гомоге-

низация под высоким давлением и осаждение. Встраивание лекарственного средства в ядро твердых липидных наночастиц способствует его пролонгированному высвобождению, а если лекарство расположено в оболочке SLN, оно, наоборот, высвобождается сразу и в большом количестве [11].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• -

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•• •

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• •

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ƒ

• •

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 6. Преимущества и недостатки твердых липидных наночастиц

SLN популярны в космецевтике и фармацевтических препаратах, поскольку состоят из биодеградируемых липидов с низкой токсичностью. Малый размер гарантиру-

ет, что SLN пройдут через роговой слой эпидермиса [12]. Твердые липидные наночастицы устойчивы к ультрафиолету и сами по себе могут работать как физические УФ-фильтры [13]. В качестве носителя 3,4,5-триметоксибен-

зоилхитина и витамина Е SLN способствуют усилению за-

щиты кожи от солнца [14]. У твердых липидных наночастиц есть окклюзионные свойства, которые можно использовать для снижения ТЭПВ [15]. В парфюмерных рецептурах SLN пролонгируют высвобождение ароматов, а в дневных

кремах замедляют действие активных компонентов [16].

Твердые липидные наночастицы менее склонны к конгломерации по сравнению с липосомами [17]. Основные

преимущества и недостатки SLN показаны на рис. 6.

Наноструктурные липидные носители

Наноструктурные липидные носители (Nanostructured

Lipid Carriers, NLC) являются вторым поколением твердых липидных наночастиц, которые были созданы для преодо-

ления недостатков SLN.

Наноструктурные липидные носители получают путем смешивания твердых липидов с жидкими в соотношении от 70:30 до 99,9:0,1, что приводит к появлению аморфных твердых веществ. Важной особенностью NLC является их способность быть твердыми при температуре тела [18]. Есть 3 типа NLC — несовершенный, аморф-

ный и множественный. Размер данных частиц составляет

от 10 до 1000 нм [19].

В последние несколько лет наблюдается повышенный

научный и коммерческий интерес к наноструктурным липидным носителям из-за достаточно низкого риска воз-

никновения системных нежелательных реакций. По срав-

нению с SLN NLC позволяют загрузить больше активного вещества, а также обладают двухфазным профилем высвобождения — сперва обильный выход активного ингредиента, а затем медленное высвобождение с постоянной

скоростью. Таким образом, NLC обладают многочисленны-

96 4-2018 | Косметика и медицина

Каул Ш., Гулати Н., Верма Д., Мухерджи С., Нагайч У. Нанотехнологии в космецевтике

Н о в ы й п р о д у к т | И н г р е д и е н т ы и р е ц е п т у р ы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 7. Особенности наноструктурных липидных носителей

-

• •

 

, , ,

 

. .

 

 

 

, ,

• •

 

 

 

ми преимуществами, а их малый размер позволяет легко

доставлять необходимые ингредиенты в кожу.

В октябре 2005 г. на косметическом рынке были представлены первые продукты, содержащие NLC. Преимущества этих нанопереносчиков отражены на рис. 7.

Наноэмульсии

 

 

 

 

 

Θ = 50–500 nm

 

 

 

 

«- - » (o/w)

Это кинетически или термодинамически стабильные жидкие дисперсии, в которых масляная и водная фазы находятся в комбинации с ПАВ. Их структуру можно настраивать, что позволяет получать разные типы продуктов.

В зависимости от состава наноэмульсии могут быть нескольких типов: «масло-в-воде», «вода-в-масле» и «вода-

в-масле-в-воде». Они имеют различные диаметры частиц

в диапазоне от 50 до 200 нм. Наноэмульсии обладают липофильным ядром, которое окружено мономолекулярным

слоем фосфолипидов, что делает их подходящими кандидатами для доставки жирорастворимых соединений.

Наноэмульсии прозрачны, обладают низкой вязко-

стью, высокой кинетической стабильностью, большой межфазной площадью и хорошей растворимостью [20]. Они широко применяются для контролируемой доставки активных ингредиентов в дезодорантах, солнцезащитных средствах, шампунях, лосьонах, кондиционерах, сыворотках для волос и лаках для ногтей. Преимущества нано­ эмульсий представлены на рис. 8.

Наночастицы золота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 8. Достоинства наноэмульсий

Наночастицы золота имеют размеры в диапазоне от 5 до 400 нм. Они могут быть различной формы — нано­ сферы, нанооболочки, нанокластеры, наностержни, нанозвезды, нанокубы, нанотреугольники и разветвленные

структуры. Цвет нанозолей из золота варьирует от красного или пурпурного до синего и даже почти черного (из-

за агрегации) [21].

Наночастицы золота являются инертными, высокостабильными, биосовместимыми и нецитотоксичными. Они доступны в конъюгированной и неконъюгирован-

ной формах [22]. Наночастицы золота обладают высо-

кой способностью к загрузке действующими вещества-

ми и могут легко перемещаться в клетку-мишень по причине небольшого размера, удобной формы и кристаллической структуры [23]. Они показывают выраженные противогрибковые и антибактериальные

свойства.

Наночастицы золота применяются в разнообразных косметических продуктах — кремах, лосьонах, масках,

дезодорантах и др. Основные их свойства: активация микроциркуляции, подавление воспаления, повышение упругости и эластичности кожи, торможение процессов старения и стимуляция локального метаболиз-

ма [24]. Достоинства наночастиц золота представлены

на рис. 9.

 

 

 

 

 

••

 

 

 

 

 

Рис. 9. Особенности наночастиц золота

Косметика и медицина | 4-2018 97

И н г р е д и е н т ы и р е ц е п т у р ы | Н о в ы й п р о д у к т

Наносферы

Это наночастицы диаметром от 10 до 200 нм.

Лекарство в наносфере растворяется, присоеди-

няется или инкапсулируется в полимерную матрицу, что защищает его от химического и ферментативного разложения. Природа наносфер может быть кристаллической или аморфной [25].

Они способны превращать слабо всасывающееся, биологически нестойкое и плохо растворимое активное вещество в эффективный ингредиент. В ядро наносфер можно заключить ферменты, лекарства и даже гены [26].

Наносферы могут быть биодеградируемыми и небиодеградируемыми. Первые создаются из желатина, крахма-

ла и альбумина, вторые — на сегодняшний день только из

полимолочной кислоты.

В косметике наносферы используются в средствах

по уходу за кожей для доставки активных ингредиентов в глубокие ее слои и более эффективного воздействия на

пораженный участок. Популярность наносфер в мире растет — их можно встретить в кремах против морщин, увлажняющей косметике и средствах от акне [27]. Свойства наносфер показаны на рис. 10.

Дендримеры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( )

 

 

 

Представляют собой сильно разветвленные глобуляр-

ные наноструктуры, состоят из ядра, на которое присо­

единены один или несколько молекулярных рядов. Эти ряды постепенно «ветвятся» древовидным образом и часто принимают сферическую трехмерную форму [28].

Поколение дендримера определяется общим числом его ветвей: один ряд — первое поколение, два — второе, три — третье и т.д. Дендримеры чрезвычайно малы — их

размеры составляют всего от 2 до 20 нм [29].

Монодисперсность, поливалентность и стабильность делают дендримеры идеальными переносчиками для доставки активных ингредиентов с высокой точностью и се-

лективностью. Они обеспечивают контролируемое высво-

бождение действующего вещества из внутреннего ядра, а также дают возможность присоединить лекарства к своей поверхности [30].

Дендримеры используются в средствах для ухода за

волосами, кожей и ногтями. Их можно встретить в шам-

• •

Рис. 10. Особенности наносфер

 

 

 

 

 

 

Рис. 11. Преимущества дендримеров

пунях, солнцезащитных кремах, гелях для укладки волос и средствах против акне [31]. Преимущества дендримеров представлены на рис. 11.

Углеродные нанотрубки

Являются одним из наи-

более уникальных изобретений в области нанотехнологий. Это бесшовные цилиндрические полые

волокна, состоящие из гра-

феновых стенок, которые образуют различные пространственные структуры. От-

дельные углеродные нанотрубки присоединяются к «канатам», удерживаемым вместе с помощью пи-стэкинга,

формируя сложные комплексы.

98 4-2018 | Косметика и медицина

Каул Ш., Гулати Н., Верма Д., Мухерджи С., Нагайч У. Нанотехнологии в космецевтике

Н о в ы й п р о д у к т | И н г р е д и е н т ы и р е ц е п т у р ы

Углеродные нанотрубки чрезвычайно легкие, их размер колеблется от 0,7 до 50 нм, а длина составляет около 10 мкм. Они могут быть однослойными, двухслойными

и многослойными. Однослойные нанотрубки состоят из одного графенового листа, двухслойные — из двух кон-

центрических углеродных нанотрубок, а многослойные — из нескольких слоев графеновых трубок диамет­ ром от 2 до 50 нм [32].

На углеродные нанотрубки многими компаниями поданы патенты. Сегодня их можно встретить в различных

косметических красителях, в том числе средствах для

окрашивания волос.

Полимеросомы

Кубосомы

Представляют собой субмикронные жидкие кристаллы, состоящие из ПАВ, которые самостоятельно собираются в водной фазе. Кубосомы обладают сотовой (кавернозной) структурой и выглядят как точки, имеющие слегка сфериче-

скую структуру (средний диаметр — от 10 до 500 нм).

В кубосомы можно инкапсулировать гидрофильные, гидрофобные и амфифильные вещества. Их сравнительно легко подготовить к использованию, а большая внутренняя поверхность дает возможность загрузить большие

объемы активных ингредиентов [35]. Кубосомы позволяют биоактивным веществам контролируемо высвобож-

даться в целевых тканях.

Сегодня передовые косметические компании продолжают научные исследования возможности переноса веществ кубосомами, и есть надежда, что данный нанома-

териал вскоре станет одним из лидеров в своем классе.

Это частицы размером от 50 нм до 50 мкм, представляющие собой полые сферы, состоящие из двух слоев

синтетических сополимеров. По химическим свойствам

полимеросомы сходны с фосфолипидами, образующими клеточную мембрану, но как минимум в 10 раз менее про-

ницаемы для воды.

Полимеросомы имеют гидрофильное внутреннее ядро и внешний липофильный бислой, поэтому их можно использовать для доставки как жирорастворимых, так

и водорастворимых препаратов [33]. Возможности по-

лимеросом по инкапсулированию и высвобождению ак-

тивных ингредиентов могут быть легко настроены путем

применения различных блок-сополимеров, которые являются биодеградируемыми или чувствительными к тем или иным стимулам.

Полимеросомы лучше всего подходят для инкапсулирования и защиты чувствительных молекул — белков, пептидов, ферментов, ДНК, фрагментов РНК и различных

лекарств. Гибкая мембрана полимеросом позволяет им

хорошо контролировать высвобождение лекарственного средства. При этом из-за наличия достаточно плотного липофильного внешнего бислоя они более стабильны по

сравнению с липосомами [34].

В настоящее время полимеросомы исследуются на

предмет их использования в космецевтической промышленности — уже подано несколько патентов. Они могут применяться для повышения эластичности кожи и стиму-

ляции дермального метаболизма.

ПРИМЕНЕНИЕ НАНОКОСМЕЦЕВТИКИ

Космецевтика рассматривается как наиболее быстрорастущий сегмент индустрии красоты — основные классы таких средств показаны на рис. 12.

Уход за кожей

Космецевтика для ухода за кожей улучшает ее структу-

ру, стимулирует рост коллагена и борется с вредным воздействием свободных радикалов. В солнцезащитных про-

дуктах наночастицы оксида цинка и диоксида титана не

только эффективно предотвращают воздействие ультра-

фиолета, но и делают средство менее жирным и более про-

зрачным [36]. SLN, наноэмульсии, липосомы и ниосомы широко используются в увлажняющих препаратах, поскольку образуют тонкую пленку и хорошо удерживают влагу в течение длительного периода. Нанокапсулы, липосомы, наносомы и наносферы способствуют обновлению коллагена, омоложению кожи, укреплению эпидермального барьера

и лучшему отшелушиванию роговых чешуек [37].

Уход за волосами

Нанокосметические продукты для ухода за волосами

включают в себя шампуни, кондиционеры, стимуляторы ро-

ста и продукты для укладки. Наночастицы, входящие в состав шампуней, оптимизируют время контакта поверхности волос с активными ингредиентами и формируют защитную пленку [38]. Использование нанокосметических агентов при-

дает волосам мягкость, блеск, шелковистость и упрощает

Косметика и медицина | 4-2018 99

И н г р е д и е н т ы и р е ц е п т у р ы | Н о в ы й п р о д у к т

 

 

 

 

 

 

бенностей структуры, размера и способности

 

 

 

 

 

 

 

к агрегации. Эти факторы могут быть измене-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ны и настроены в процессе производства. Тем

 

 

 

 

 

 

 

не менее показано, что наночастицы с плохой

 

 

 

 

 

растворимостью, например, могут вызвать он-

 

кологию [43, 44]. Также была установлена связь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

между размером наночастиц и их токсичностью:

 

 

 

 

чем меньше размер, тем больше отношение пло-

 

щади поверхности к объему, из-за чего возника-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ет более высокая химическая и биологическая

 

 

 

•-• •

-•

реактивность.

 

 

Опасность для здоровья человека, вы-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Anti-age

 

 

званная наночастицами, зависит от их количе-

 

 

 

-

ства и пути, по которому они попадают в ор-

 

 

 

 

 

 

 

 

ганизм, — ингаляционно, перорально или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

••

трансдермально (рис. 13).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ингаляционное поступление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По данным американского Национального

 

 

 

 

 

 

института гигиены и безопасности труда (NIOHS),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

наиболее распространенным способом попада-

 

 

 

 

ния наночастиц в организм является ингаляция.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 12. Основные классы нанокосмецевтики

 

 

Потребители косметических продуктов и работ-

 

 

ники производств могут в том или ином объеме

 

 

 

 

 

 

 

вдыхать наночастицы.

расчесывание. Ниосомы, микроэмульсии, наноэмульсии, на-

 

Исследования на животных свидетельству-

носферы и липосомы способствуют восстановлению повреж-

ют о том, что подавляющее большинство наночастиц из

денных волос, возвращая им утраченную текстуру и блеск [39].

бронхов попадает в легкие, но некоторые из них переме-

Средства для губ

 

 

 

 

 

щаются по нервным волокнам в головной мозг, а через

 

 

 

 

 

кровь распространяются в другие органы тела [45].

Наночастицы включают в состав блесков и помад для

Исследование токсичности диоксида кремния показало,

смягчения губ и снижения трансэпидермальной потери

что частицы размером 1–5 нм оказывают на организм более

воды, а также предотвращения миграции пигмента и под-

выраженный негативный эффект, чем частицы диаметром

держки цвета в течение длительного времени. Липосомы

10 нм в эквивалентной дозе. Эксперименты с углеродными

визуально увеличивают объем губ, а гидраты подчеркива-

нанотрубками зафиксировали, что при регулярном воздей-

ют контур и хорошо заполняют складки.

 

ствии в легких могут возникнуть интерстициальное воспа-

Средства для ногтей

 

 

 

ление и эпителиоидные гранулематозные поражения.

 

 

 

Некоторые углеродсодержащие фуллерены способ-

Лаки для ногтей с наночастицами обладают повышен-

ны вызывать окислительное повреждение клеток [46]. Ре-

ной прочностью. Они быстро сохнут, очень долговечны,

зультаты легочного введения нано- и микрочастиц TiO2

устойчивы к истиранию и легко наносятся [40]. Амальга-

говорят о том, что наночастицы приводят к большему по-

мирование наночастиц серебра придает лакам противо-

вреждению легких, чем микрочастицы TiO2.

грибковые свойства, что позволяет использовать их в ле-

Наконец, наночастицы золота размером 2, 40 и 100 нм

чении грибковых инфекций [41].

при интратрахеальном воздействии были обнаружены

 

в печени и макрофагах, чего в норме быть не должно.

ТОКСИЧНОСТЬ НАНОЧАСТИЦ

Число людей, подвергающихся воздействию наноча-

стиц, постоянно растет из-за увеличения производства

иприменения различных космецевтических продуктов с наноматериалами. Несмотря на их значительные преимущества, пока недостаточно информации по кратко-

срочным и долгосрочным последствиям для здоровья

иокружающей среды. Различными специалистами были высказаны опасения по поводу токсичности и системного эффекта наноматериалов при их нанесении на кожу [42].

Токсичность наночастиц в значительной степени зави-

сит от их поверхностных свойств, наличия покрытия, осо-

 

 

Рис. 13. Способы попадания наночастиц в организм человека

100 4-2018 | Косметика и медицина

Каул Ш., Гулати Н., Верма Д., Мухерджи С., Нагайч У. Нанотехнологии в космецевтике

Н о в ы й п р о д у к т | И н г р е д и е н т ы и р е ц е п т у р ы

Пероральное поступление

Наноматериалы могут проникать в организм per os вследствие их непреднамеренного заглатывания. Особен-

но это свойственно губным помадам, бальзамам, блескам

для губ и т.п.

Согласно исследованиям, после приема внутрь наноматериалы быстро выводятся из организма, но некоторое их количество может откладываться в различных органах. Когда мышам перорально вводили наночастицы оксида цинка диаметром 20 и 120 нм в разных дозах, органами-

мишенями становились селезенка, сердце, печень, кости

и поджелудочная железа.

Наночастицы меди встречаются во многих популярных космецевтических средствах. При их хроническом воздействии у мышей проявлялись различные токсикологические эффекты и тяжелые травмы внутренних органов [47].

Наночастицы серебра используются в раневых повязках и антимикробных препаратах. Сегодня их можно встретить и в космецевтике — мылах, кремах для лица и зубных

пастах. Смертельная для бактерий концентрация серебра оказалась летальной для фибробластов и кератиноцитов

[48]. Различные исследования, проведенные на крысах, свидетельствуют о том, что наночастицы серебра приводили к уменьшению размера и изменению формы нейронов. Кроме того, зафиксировано, что даже низкие концентрации

наночастиц серебра резко снижают функцию митохондрий

и жизнеспособность стволовых клеток мышей.

Наконец, при хроническом проглатывании грызунами

наночастиц золота диаметром 13,5 нм наблюдалось значительное снижение числа эритроцитов крови, массы те-

ла и селезеночного индекса [49].

Трансдермальное поступление

Есть 3 основных пути, по которым идет чрескожное проникновение наночастиц: внутриклеточный, трансцеллюлярный и трансфолликулярный. Мелкие частицы диа-

метром <10 нм проникают легче и в большем количестве

по сравнению с крупными (>30 нм). Царапины, раны, дер-

матит — все эти факторы значительно облегчают прохождение нанокомпонентов через роговой слой эпидермиса,

делая кожу более восприимчивой к ним [50]. Сообщалось о длительной эритеме, образовании яз-

венных струпов и отеке при местном воздействии нано-

частиц диаметром <10 нм. В одном из докладов было отмечено, что кремы для лица с фуллеренами повреждают мозг рыб и оказывают токсическое действие на клетки печени людей [51]. Некоторые исследования показали, что пептиды на основе фуллеренов обладают способностью

проникать в неповрежденную кожу, причем даже тогда,

когда это не было запланировано.

В настоящее время существует несколько проблем, касающихся воздействия наночастиц диоксида титана и оксида цинка из солнцезащитных кремов на здоровье человека

и окружающую среду. Стимулирование синтеза активных форм кислорода (Reactive Oxygen Species, ROS) является основным механизмом их токсичности. Диоксид титана и оксид цинка генерируют ROS при воздействии ультрафио­ летовых лучей, что негативным образом сказывается на

клеточных мембранах, белках, липидах, РНК и ДНК [52].

Исследование токсичности наночастиц TiO2 на беременных мышах показало, что у новорожденных самцов сокращалось производство спермы и уменьшался размер головного мозга. Также установлено, что наночастицы ко- бальт-хрома могут самостоятельно пересекать кожный барьер и повреждать фибробласты у людей [53].

ГЛОБАЛЬНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ НАНОПРОДУКЦИИ

Сегодня все лекарственные препараты подвергаются строгому контролю, в то время как косметика производится в гораздо более «легких» условиях. В этом плане космецевтика находится на границе между косметикой и фармацевтическими препаратами.

Американская FDA не признает термин «космецевтика» и говорит о том, что эстетические и функциональные преимущества для кожи должны реализовываться продуктами,

не проходящими через дермальный барьер. Однако мно-

гие космецевтики изменяют течение физиологических про-

цессов в коже, что формально относит их к лекарствам. При

этом производители избегают проведения клинических испытаний, чтобы не заниматься дорогостоящим и длитель-

ным процессом утверждения каждого нового продукта.

В этом плане современная реальность бросает законодателями всех стран мира новые вызовы. Как они подхо-

дят к решению вопроса?

Япония

Продукты, которые находятся между косметикой и лекарствами, здесь называются «квазилекарствами» (quasidrugs). Перед включением в коммерческие средства их ингредиенты должны быть предварительно одобрены.

Также квазилекарства проходят дополнительное тестирование перед стартом массовых продаж.

Южная Корея

Комитет Республики Корея по контролю качества продуктов питания и лекарственных препаратов (KFDA) клас-

сифицирует космецевтику как «функциональную косме-

тику» (functional cosmetics). Для повышения безопасности и всесторонней оценки новых продуктов KFDA проводит соответствующие испытания [54].

Таиланд

Здесь космецевтика называется «контролируемой косметикой» (controlled cosmetics). Она должна содержать в своем составе только одобренные FDA ингредиенты.

Новая Зеландия

Категория, в которой размещается вся космецевтика, в Новой Зеландии называется «смежными продуктами»

(related products).

Австралия

В Австралии космецевтика именуется «терапевтическими товарами» (therapeutic goods) — для их изготов-

ления используются только одобренные ингредиенты.

Косметика и медицина | 4-2018 101

И н г р е д и е н т ы и р е ц е п т у р ы | Н о в ы й п р о д у к т

Регистрация терапевтических товаров происходит в соответствующем Реестре [55].

Канада

В этой стране космецевтика называется «дермокосметикой» (dermo-cosmetics). Она не признается независи-

мым видом продукта — вместе с некоторыми лекарствами дермокосметика входит в так называемую Категорию V.

США

В США есть 3 категории: косметика, лекарства и безрецептурные препараты, а юридического определения космецевтики нет вовсе.

Европейский Союз

В Европейском Союзе косметика регулируется в соот-

ветствии с Директивой 76/768/EEC. Здесь, как и в США, нет

отдельной категории для космецевтики, но производители обязаны перечислять наночастицы на упаковке товара с приставкой «нано-», заключенной в скобки.

Китай

Космецевтика здесь называется «косметикой специального назначения» (cosmetics for special use). Она допол-

нительно проходит микробиологические, токсикологиче-

ские и канцерогенные тесты.

Согласно данным Китайского управления по контролю за продуктами и лекарствами (CFDA), все иностранные косметические продукты перед продажей товара на китайском рынке должны пройти тест на безопасность для здо-

ровья человека и получить гигиеническое разрешение. Импортированная косметика подразделяется на две

категории: обычную и специальную. Каждая из категорий требует соответствующей лицензии уже от другой организации — Государственного управления по контролю качества медикаментов и продуктов питания (SFDA).

Новые стратегии

Несмотря на то что контролирующие органы многих

стран не выделяют космецевтику в отдельную категорию, это не значит, что они смотрят на нее «сквозь пальцы». Например, если американская FDA узнает, что существует

проблема безопасности в отношении использования любой косметики или ингредиента, включая наночастицы,

она имеет право запретить продажу и/или изготовление продукта либо его ингредиента(-ов).

Агентство по охране окружающей среды США (EPA) активно исследует воздействие наночастиц на окружающую среду и здоровье человека. Основное внимание уделяется изучению 7 наиболее популярных наноматериалов: ди-

оксида титана, кремниевых наночастиц, нанотрубок, оксида церия, фуллеренов и инертных наночастиц.

Старейшая научная организация королевского общества Британии также постоянно задается вопросами о наночастицах: способны ли они проникать в кровоток, на-

капливаться в клетках и оказывать системный эффект?

Специалисты выразили желание провести больше исследований в этой области для установления эффектов, которые могут возникнуть в результате долгосрочного использования нанокосмецевтики.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время нанотехнологии направлены на создание принципиально новых методов ухода за кожей, волосами и ногтями, а также защиты от солнца. В проведенном обзоре рассмотрены наиболее реальные направ-

ления использования различных типов наночастиц — для

улучшения активности фибробластов, повышения упругости кожи, разглаживания морщин, anti-age эффекта, соз-

дания окклюзионных пленок на коже, снижения ТЭПВ,

применения в различных уходовых продуктах, противогрибковых препаратах и т.д.

Вместе с тем приходится констатировать, что многие стороны применения наночастиц в косметологии и дерматоло-

гии, как, впрочем, и в других разделах медицины, требуют более углубленного изучения. Недостаточно исследованы

кинетика и элиминация наночастиц в живом организме, возможны их токсические и иные нежелательные эффекты.

Особое внимание следует уделить изучению отдаленных последствий попадания наночастиц различных размеров и свойств в системный кровоток в связи с их способно-

стью накапливаться в тканях организма. Без решения этих

вопросов нельзя серьезно думать о массовом производ-

стве нанокосмецевтики. Среди проблем можно назвать

и законодательное регулирование данных продуктов.

Приходится согласиться с мнением многих авторов,

что на пути развития медицинских нанотехнологий еще

много «подводных камней». Для успешного движения вперед необходимы хорошо организованные исследования

и совместные усилия многих специалистов.

ЛИТЕРАТУРА

3.

Bhupendra G., Prajapati Niklesh K., Ma­

6.

Pola Chandu V., Arunachalam A., Jega-

 

nan M., Rakesh P.P. Topical liposomes in

 

nath S., et al. Niosomes: a novel drug de-

 

 

drug delivery: A review. Int J Pavement Res

 

livery system. Int J Novel Trends Pharm Sci

1. Tripura P., Anushree H. Anushree novel de-

 

Technol 2012; 4(1): 39–44.

 

2012; 2(1): 2277–2782.

livery systems: current trend in cosmetic

4.

Karim M.K., Mandal A.S., Biswas N., et al.

7.

Kumar G.P., Rajeshwarrao P. Nonionic

industry. Eur J Pharm Med Res 2017; 4(8):

 

Niosome: a future of targeted drug deliv-

 

surfactant vesicular systems for effec-

617–627.

 

ery systems. J Advanc Pharm Technol Res

 

tive drug delivery — an overview. Ac-

2. Arora N., Agarwal S., Murthy R.S.R. Latest

 

2010; 1(4): 374–380.

 

ta Pharm Sinica B (APSB) 2011; 1(4):

technology advances in cosmaceuti-

5.

Duarah S., Pujari K., Durai R.D., Naraya­nan V.H.B.

 

208–219.

cals. Int J Pharm Sci Drug Res 2012; 4(3):

 

Nanotechnology-based cosmeceuticals:

8.

Biswal S., Murthy P.N., Sahu J., Amir F. Vesi-

168–182.

 

A review. Int J App Pharm 2016; 8(1): 8–12.

 

cles of non-ionic surfactants (niosomes)

102 4-2018 | Косметика и медицина

Каул Ш., Гулати Н., Верма Д., Мухерджи С., Нагайч У. Нанотехнологии в космецевтике

Н о в ы й п р о д у к т | И н г р е д и е н т ы и р е ц е п т у р ы

and drug delivery potential. Int J Pharm Sci Nanotech 2008; 1(1): 1–8.

9.Sudheer P., Kaushik K. Review on nioso­ mes — a novel approach for drug targeting. J Pharm Res 2015; 14(1): 20–25.

10.Puri D., Bhandari A., Sharma P., Choudhary D.

Lipid nanoparticles (SLN, NLC): A novel approach for cosmetic and dermal pharmaceutical. J Global Pharma Technol 2010;

2(9): 1–15.

11. Kaur I.P., Agrawal R. Nanotechnology: a new paradigm in cosmeceuticals. Rec Patents Drug Delivery Formulation 2007; 1(2): 171–182.

12.Pardeike J., Hommoss A., Muller R.H. Lipid nanoparticles (SLN, NLC) in cosmetic and pharmaceutical dermal products. Int J Pharmaceutics 2009; 366(1–2): 170–184.

13.Arora S.A., Murthy R.S.R. Latest technology advances in cosmaceuticals. Int J Pharm Sci Drug Res 2012; 4(3): 168–182.

14.Patidar A., Devendra S.T., Peeyush K., Jhageshwar V. A review on novel lipid based nanocarriers. Int J Pharmacy Pharmaceutic Sci 2010; 2(4): 234–257.

15.Songand C., Liu S. A new healthy sunscreen system for human: Solid lipid nannoparticles as carrier for 3,4,5-trimethoxybenzo- ylchitin and the improvement by adding Vitamin E. Int J Biological Macromolecules 2005; 36 (1–2): 116–119.

16.Muller R.H., Radtke M., Wissing S.A. Solid lipid nanoparticles (SLN) and nanostructured lipid carriers (NLC) in cosmetic and dermatological preparations. Advanced Drug Delivery Rev 2002; 54(Supp. 1): 131–155.

17.Souto E.B., Muller R.H. Cosmetic features and applications of lipid nanoparticles (SLN, NLC). Int J Cosmetic Sci 2008; 30(3): 157–165.

18.Dilip K., Surendra T., Suresh K.N., Roohi K.

Nanostructured lipid carrier(Nlc) a modern approach for topical delivery: a review. World J Pharm Pharm Sci 2013; 2(3): 921–938.

19.Shailesh L., Patwekar Snehal R., Ashwini P., et al. Nanostructured lipid carriers in stability improvement for cosmetic nanoparticles. Int J Pharm Pharm Res 2016; 6(1): 168–180.

20.Ronak P.P., Jay R.J. An overview on nanoemulsion: a novel approach. Int J Pharm Sci Res 2012; 3(12): 4640–4650.

21.Khan A.K., Rashid R., Murtaza G., Zahra A.

Gold nanoparticles: Synthesis and applications in drug delivery. Tropical J Pharm Res 2014; 13(7): 1169–1177.

22.Verma H.N., Singh P., Chavan R.M. Gold nanoparticle: synthesis and characterization. Veterinary World 2014; 7(2): 72–77.

23.Yeh Y.-C., Creran B., Rotello V.M. Goldnanoparticles: Preparation, properties, applications in bionanotechnology. Nanoscale 2012; 4(6): 1871–1880.

24.Thakor A.S., Jokerst J., Zavaleta C., et al. Gold nanoparticles: a revival in precious metal administration to patients. Nano Letters 2011; 11(10): 4029–4036.

25.Singh A., Garg G., Sharma P.K. Nanospheres: A novel approach for targeted drug delivery system. Int J Pharm Sci Rev Res 2010; 5(3): 84–88.

26.Mamo B. Literature review on biodegradable nanospheres for oral and targeted drug delivery. Asian J Biomed Pharm Sci 2015; 05(51): 01–12.

27.Guterres S.S., Alves M.P., Pohlmann A.R. Polymeric nanoparticles, nanospheres and nanocapsules, for cutaneous applications. Drug Target Insights 2017; 2: 147–157.

28.Fruchon S., Poupot R. Proinflammatory versus antiinflammatory effects of dendrimers: The two faces of immunomodulatory nanoparticles. Nanomaterials 2017; 7(9): E251.

29.Klajnert B., Bryszewska M. Dendrimers: Properties and applications. Acta Biochim Pol 2001; 48(1): 199–208.

30.Awani R.K., Ruchi T., Priyanka M., Pooja Y.

Dendrimers: a potential carrier for targeted drug delivery system. Pharm Biol Eval 2016; 3(3): 275–287.

31.Yapar E.A., Inal O. Nanomaterials and cosmetics. J Pharmacy Istanbul University 2012; 42(1): 43–70.

32.Hirlekar R., Yamagar M., Garse H., et al. Carbon nanotubes and its applications: A review. Asian J Pharm Clin Res 2009; 2(4): 17–27.

33.Ambikanandan M. Challenges in delivery of therapeutic genomics and proteomics. Elsevier, 2011.

34.Zhang X.-Y., Zhang P.-Y. Polymersomes in nanomedicine — A review. Curr Mol Pharmacol 2017; 13(2): 124–129.

35.Madhurilatha T., Paruchuri S. K., Suria Prabha K. Overview of cubosomes: a nanoparticle. Int J Res Pharm Chem 2011; 1: 535–541.

36.Smijs T.G., Pavel S. Titanium dioxide and zinc oxide nanoparticles in sunscreens: Focus on their safety and effectiveness. Nanotechnol Sci Applications 2011; 4(1): 95–112.

37.Glaser D.A. Anti-aging products and cosmeceuticals. Facial Plastic Surg Clinics North America 2004; 12(3): 363–372.

38.Rosen J., Landriscina A., Friedman A. Nano- technology-Based Cosmetics for Hair Care. Cosmetics 2015; 2(4): 211–224.

39.Hu Z., Liao M., Chen Y. et al. A novel preparation method for silicone oil nanoemulsions and its application for coating hair with silicone. Int J Nanomed 2012; 7: 5719–5724.

40.Bethany H. Zapping nanoparticles into nail polish. Laser Ablation Method Makes Cos-

metic Biomed Coatings Flash. Chem Eng News 2017; 95(12): 9.

41.Pereira L., Dias N., Carvalho J., et al. Synthesis, characterization and antifungal activity of chemically and fungal-produced silver nanoparticles against Trichophyton rubrum. J Applied Microbiol 2014; 117(6): 1601–1613.

42.Oberdorster G., Oberdorster E., Oberdorster J.

Nanotoxicology: An emerging discipline evolving from studies of ultrafine particles. Environ Health Perspect 2005; 113(7): 823–839.

43.Buzea C., Pacheco I.I., Robble K. Nanomaterial and nanoparticles: Sources and toxicity. Biointerphases 2007; 2(4): 17–71.

44.Yah C.S., Iyuke S.E., Simate G.S. A review of nanoparticles toxicity and their routes of exposures. Iran J Pharm Sci 2012; 8(1): 299–314.

45.Tsuji J.S., Maynard A.D., Howardetal P.C. Research strategies for safety evaluation of nanomaterials, part IV: Risk assessment of nanoparticles. Toxicol Sci 2006; 89(1): 42–50.

46.Paul J., Roel P.F.S. Toxicological characterization of engineered nanoparticles. Nanoparticle Technol Drug Delivery 2006: 161–170.

47.Nel A., Xia T., Madler L., Li N. Toxic potential of materials at the nanolevel. Science 2006; 311(5761): 622–627.

48.Poonand V.K.M., Burd A. In vitro cytotoxity of silver: Implication for clinical wound care. Burns 2004; 30(2): 140–147.

49.Zhang X.-D., Wu H.-Y., Wu D., et al. Toxicologic effects of gold nanoparticles in vivo by different administration routes. Int J Nanomed 2010; 5(1): 771–781.

50.Mavon A., Miquel C., Lejeune O., et al. In vitro percutaneous absorption and in vivo stratum corneum distribution of an organic and a mineral sunscreen. Skin Pharmacol Physiol 2006; 20(1): 10–20.

51.Sayes C.M., Fortner J.D., Guoetal W. The differential cytotoxicity of water-solu- ble fullerenes. Nano Letters 2004; 4(10): 1881–1887.

52.Shi H., Magaye R., Castranova V., Zhao J. Titanium dioxide nanoparticles: a review of current toxicological data. Part Fib Toxicol 2013; 10(1): art.15.

53.Posada O.M., Tate R.J., Grant M.H. Toxicity of cobalt-chromium nanoparticles released from a resurfacing hip implant and cobalt ions on primary human lymphocytes in vitro. J Applied Toxicol 2015; 35(6): 614–622.

54.Marchantand G.E., Sylvester D.J. Transnational models for regulation of nanotechnology. J Law Med Ethics 2006; 34(4): 2–13.

55.David N.B. Review of the regulation of products at the interface between cosmetics and therapeutic goods. 2005.

Косметика и медицина | 4-2018 103