Cyklodekstryny to cykliczne oligosacharydy, które znajdują szerokie zastosowanie nie tylko w branży kosmetycznej, lecz także w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym. W środowisku naturalnym najczęściej występują w postaci α-, β- oraz γ-cyklodekstryn różniących się liczbą jednostek glukopiranozy w pierścieniu. Ich charakterystyczna budowa przypomina ścięty stożek z hydrofilową powierzchnią zewnętrzną oraz hydrofobową jamą wewnętrzną. Taka struktura umożliwia tworzenie kompleksów inkluzyjnych typu gospodarz-gość z cząsteczkami niepolarnymi. Dodatkowo, w zależności od oczekiwanych właściwości, cyklodekstryny mogą być modyfikowane różnymi grupami funkcyjnymi, co pozwala na precyzyjną kontrolę ich parametrów fizykochemicznych.

W przemyśle kosmetycznym cyklodekstryny wykorzystywane są m.in. w celu:

* zwiększenia rozpuszczalności substancji lipofilowych,

* zmniejszenia potencjału drażniącego składników aktywnych,

* poprawy stabilności emulsji i zawiesin oraz ochrony zawartych w nich substancji przed degradacją, utlenianiem, hydrolizą lub parowaniem,

* umożliwienia kontrolowanego uwalniania składników aktywnych,

* zwiększania lub zmniejszania przenikania substancji przez skórę,

* zapobiegania niepożądanym interakcjom pomiędzy surowcami obecnymi w recepturze.

β-cyklodekstryna (β-CD) jest najtańszą oraz jednocześnie najczęściej stosowaną formą cyklodekstryn. Jej ograniczeniem jest jednak stosunkowo niska rozpuszczalność w wodzie. Problem ten można rozwiązać poprzez odpowiednie modyfikacje chemiczne prowadzące do otrzymania pochodnych o znacznie lepszej rozpuszczalności. 

Czynnikiem decydującym o zakupie produktu kosmetycznego często jest jego zapach. Przyjemna woń budzi pozytywne skojarzenia i wzmacnia odczucia sensoryczne towarzyszące stosowaniu kosmetyku. Czasami obecność kompozycji zapachowej jest konieczna do zamaskowania charakterystycznych, niepożądanych zapachów surowców recepturowych. Jednym z istotnych wyzwań technologicznych pozostaje jednak wysoka lotność składników zapachowych prowadząca do ich stopniowego odparowywania, a w konsekwencji – przedwczesnego zaniku zapachu podczas przechowywania i użytkowania produktu. Zastosowanie cyklodekstryn w celu konserwacji zapachów może stanowić skuteczne rozwiązanie tych problemów. W literaturze opisano m.in. przypadki liofilizacyjnego kapsułkowania aromatu arbuza w γ-cyklodekstrynie. Kompleksowaniu mogą podlegać także syntetyczne zapachy jabłka, które dzięki enkapsulacji zachowują stabilność nawet przez 60 dni w temperaturze 50°C. Z kolei w formulacjach żelowych linalol poddany kompleksowaniu z 2-hydroksypropylo-β-cyklodekstryną wykazuje po 6 miesiącach stężenie wyższe o ponad 40% w porównaniu do linalolu nieskompleksowanego. Cyklodekstryny nie tylko zamykają w sobie przyjemne zapachy, lecz także skutecznie pochłaniają nieprzyjemne wonie pochodzące z potu lub innych wydzielin ciała. HP-β-CD (2-hydroksypropylo-β-cyklodekstryna) stosowana w dezodorantach i antyperspirantach wiąże cząsteczki odpowiedzialne za niepożądany zapach poprzez tworzenie kompleksów typu gospodarz-gość, co prowadzi do ich neutralizacji.

Zalety tworzenia kompleksów inkluzyjnych z udziałem cyklodekstryn znajdują również zastosowanie w produktach przeciwsłonecznych. Filtry UV oraz przeciwutleniacze są szczególnie podatne na degradujące działanie promieniowania słonecznego i tlenu. Dodatkowo wiele przeciwutleniaczy charakteryzuje się słabą rozpuszczalnością w wodzie, natomiast lipofilowe substancje antyoksydacyjne wykazują tendencję do agregacji, co ogranicza ich penetrację oraz biodostępność w głębszych warstwach skóry. Cyklodekstryny, zamykając cząsteczki filtrów UV i przeciwutleniaczy w swojej hydrofobowej wnęce, mogą pełnić funkcję ochronnej bariery przed stresem oksydacyjnym i wpływem czynników zewnętrznych. Dzięki hydrofilowej powierzchni zewnętrznej kompleksy inkluzyjne cyklodekstryna-przeciwutleniacz cechują się zwiększoną rozpuszczalnością, a tym samym – wyższą biodostępnością substancji aktywnych. Ponadto w niektórych przypadkach zastosowanie cyklodekstryn może przyczyniać się do poprawy stabilności formulacji oraz ograniczenia podrażnień skóry związanych z obecnością wysokich stężeń filtrów UV. 

Cyklodekstryny są wielofunkcyjnymi związkami chemicznymi. Pomimo stosunkowo dużych rozmiarów cząsteczek, które uniemożliwiają im bezpośrednie przenikanie do warstwy rogowej naskórka, mogą one pośrednio zwiększać transport substancji aktywnych do głębszych warstw skóry. Odpowiednio zmodyfikowane cyklodekstryny są zdolne do oddziaływań z lipidami bariery skórnej, takimi jak fosfolipidy czy cholesterol, co prowadzi do przejściowych zmian w jej strukturze i właściwościach. W rezultacie dochodzi do osłabienia funkcji barierowej naskórka i zwiększenia penetracji składników aktywnych zawartych w formulacji. 

Liczne badania potwierdzają ochronne działanie cyklodekstryn wobec wybranych składników aktywnych. Przykładem są terpeny, które ze względu na wrażliwość na światło i procesy utleniania, mogą ulegać degradacji oraz wywoływać podrażnienia skóry. Utworzenie kompleksu pomiędzy cyklodekstryną (gospodarzem) a substancją aktywną (gościem) zapewnia skuteczną ochronę cząsteczki przed niekorzystnym wpływem czynników zewnętrznych. W efekcie obserwuje się zmniejszenie potencjału drażniącego, co umożliwia stosowanie wyższych stężeń substancji aktywnej w formulacji. Podobne korzyści dotyczą związków retinolu, które są szczególnie podatne na degradację pod wpływem tlenu, światła oraz podwyższonej temperatury. Współczesny rynek kosmetyczny obfituje w produkty o działaniu przeciwstarzeniowym zawierające kompleksy cyklodekstryn z retinolem. Takie układy zwiększają przepuszczalność składników aktywnych, poprawiają ich rozpuszczalność oraz znacznie wydłużają stabilność chemiczną. Na działanie czynników zewnętrznych wrażliwy jest również octan retinylu, który stanowi przedmiot licznych badań. Ich celem jest opracowanie strategii wykorzystujących cyklodekstryny w celu zachowania stabilności i właściwości tej substancji przez długi okres. Wykazano, że enkapsulacja octanu retinylu w cyklodekstrynach pozwala na istotną poprawę jego stabilności termicznej – z ok. 150°C do zakresu 230-300°C.

Dzięki licznym korzyściom wynikającym z zastosowania cyklodekstryn w recepturach kosmetycznych związki te zyskują coraz większą popularność na rynku. Niektóre kompleksy cyklodekstrynowe, często w połączeniu z innymi substancjami, zostały objęte ochroną patentową. Oferują one nie tylko poprawę stabilności i rozpuszczalności surowców oraz produktów końcowych, lecz także mogą istotnie wspierać biodostępność składników aktywnych.