Te biokompatybilne pęcherzyki fosfolipidowe, zwane też pęcherzykami Banghama, powstające spontanicznie z fosfolipidów w środowisku wodnym otwierają szerszy horyzont zastosowania substancji, których działanie było dotąd ograniczone, np. ze względu na niestabilność, właściwości drażniące czy też trudność w rozpuszczaniu. Enkapsulacja retinaldehydu, czyli najsilniejszej pochodnej witaminy A, będącej tylko o krok od kwasu retinowego (tretynoiny), pozwoliła na wykorzystanie spektrum możliwości, które mieści się w potencjale tej substancji. Mimo iż stosowanie liposomów jako nośników substancji aktywnych jest znane światu od kilkudziesięciu lat, to nieustannie prowadzone badania wytyczają nowe ścieżki rozwoju dla coraz to bardziej różnorodnych związków.

Liposomy – ich struktura i działanie

Najbardziej zewnętrzną warstwą naskórka (epidermis) jest warstwa rogowa (stratum corneum). Tworzą ją korneocyty (metabolicznie nieaktywne) połączone tzw. lipidowym cementem międzykomórkowym. Pełni ona funkcję ochronną przed nadmierną utratą wody z organizmu oraz szkodliwymi czynnikami zewnętrznymi, tj. zakażeniami, wirusami, bakteriami, grzybami, promieniowaniem UV, związkami chemicznymi pochodzącymi ze środowiska. Stanowi ona również barierę dla głębszej penetracji substancji aktywnych, zwłaszcza tych mało stabilnych (podatnych na utlenianie, rozpad w wyższej temperaturze i pod wpływem światła), hydrofilowych czy zbudowanych z cząsteczek o dużych rozmiarach. Liposomalna struktura chroni substancję aktywną przed utlenianiem, zbyt szybkim uwolnieniem i pozwala przetransportować i uwolnić składnik aktywny do głębszych warstw skóry. Tym samym wzrasta efektywność składnika, który został zamknięty w liposomie. Zwykle liposom jest w kształcie sferycznym. Powstaje on samoistnie z fosfolipidów w środowisku wodnym. Składa się z jednej lub kilku dwuwarstw lipidowych. Jego rdzeń stanowi faza wodna. Struktura dwuwarstwy lipidowej jest analogiczna do tej występującej w błonach biologicznych. Dzięki tej właściwości liposomy mogą swobodnie przenikać w głębsze warstwy skóry, przenosząc zarówno substancje lipofilowe, jak i hydrofilowe. Fosfolipidy, będące składnikiem otoczki liposomów, wiążą wodę i tworzą na powierzchni biofilm, który pozwala utrzymać odpowiednie nawilżenie skóry, tym samym poprawiając jej funkcje ochronne. Warto dodać, iż odpowiedni stopień nawilżenia skóry ułatwia transport substancji aktywnych w głębsze jej warstwy.

Spektroskopia ramanowska

Na rzecz określenia potencjału przenikania lipokapsułek przez warstwy skóry została przeprowadzona spektroskopia Ramana w modelu in vivo. Badaniu poddano retinaldehyd w lipokapsułkach zarówno o rozmiarze cząsteczki 50 nm, jak i 150 nm. Wyniki były mierzone w następujących odstępach czasowych: 0 h, 0,5 h, 2 h i 4 h.

Rezultaty wskazują, że po 0,5 h retinaldehyd w lipokapsułkach był wykrywalny jedynie w warstwie rogowej naskórka. Natomiast po 2 h od zaaplikowania substancji na skórę odnotowujemy przekroczenie granicy stratum corneum i rozpoczęcie dalszego przenikania, co dało początek jeszcze głębszej penetracji zmierzonej po 4 h. Wyniki badania pozwoliły wyznaczyć względną przepuszczalność dla obu wielkości cząsteczek mierzoną czterokrotnie po upływie: 0 h, 0,5 h, 2 h i 4 h. Dla cząsteczki o wielkości 50 nm wynosiła ona odpowiednio: 0%, 1,37%, 4,56% i 11,72%. Natomiast dla 150 nm wyniki były następujące: 0%, 2,88%, 4,19% i 8,63%.

Dzięki zastosowaniu liposomu jako nośnika do przenoszenia substancji aktywnej możliwe jest stopniowe jej uwalnianie, przez co wydłuża się czas działania tej substancji. Wykres porównuje przenikalność w czasie dla dwóch rozmiarów cząsteczek. Nieznacznie większą zdolność przenikania wraz z upływem czasu ma cząsteczka o wielkości 50 nm, co potwierdza pomiar techniką spektroskopową w czwartej godzinie po zaaplikowaniu liposomu.

Funkcjonalność liposomów

Podsumowując, zastosowanie liposomów w preparatach niespłukiwalnych niesie następujące korzyści:

• głębszą penetrację w głąb skóry (zależną od wielkości cząsteczki), gwarantującą lepszą efektywność działania,

• powolne i rozłożone w czasie uwalnianie związku aktywnego, co przekłada się na jego większe bezpieczeństwo stosowania,

• obniżenie stężenia substancji aktywnej, przy zachowaniu lub zwiększeniu jej aktywności biologicznej, co przyczynia się również do mniejszego potencjału drażniącego skórę, będącego czasem nieodłącznym skutkiem ubocznym działania substancji, np. przeciwstarzeniowych,

• poprawa w nawilżeniu skóry oraz funkcji barierowych naskórka.

Retinaldehyde Lipocapsules

Cząsteczka retinalu ma tę samą strukturę cząsteczki, co retinol, oprócz grupy funkcyjnej, która znajduje się na jej końcu. Z tego powodu oba te związki wykazują podobne działanie. Przekształcenie do retinaldehydu może mieć miejsce jedynie w dojrzałych keratynocytach, w konsekwencji kwas dostarczany jest w sposób bardziej kontrolowany oraz powoduje mniej skutków ubocznych po jego zastosowaniu. Retinal wymaga tylko jednej konwersji do kwasu retinowego, co sprawia, że działa 11 razy szybciej niż retinol. Działanie substancji aktywnej zabezpieczonej w liposomie zostało potwierdzone w badaniach klinicznych. Zostały one przeprowadzone na 30 kobietach w wieku od 35 do 55 lat, które stosowały 2% surowca dwa razy dziennie, rano i wieczorem, w cyklu trwającym 28 dni, aplikując go na całą twarz. 

Badania wykazały:

• znaczną redukcję liczby zmarszczek na czole o 27,7% oraz tzw. kurzych łapek o 31%,

• istotne zmniejszenie powierzchni zmarszczek na czole o 12% oraz kurzych łapek o 12,5%,

• znaczące zmniejszenie długości zmarszczek na czole o 7,7% oraz kurzych łapek o 12,1%,

• wzrost wartości L* skóry o 2,6% oraz współczynnika ITA wyrażonego w stopniach o 12%. Im większe wartości tych współczynników, tym jaśniejszy koloryt skóry.

Retinaldehyde Lipocapsules (INCI: Aqua, Glycerol, Caprylic/Capric Triglyceride, Retinaldehyde, Phospholipids, Ascorbic Acid) ma postać intensywnie żółtego (co naocznie potwierdza obecność surowca w formulacji), lepkiego i transparentnego płynu o rekomendowanym stężeniu użytkowym 1,0%-5,0%. Zawiera 5,0%-5,1% substancji aktywnej. Rozpuszcza się w wodzie i jest dyspergowalny w oleju. Zaleca się dodanie go w końcowej fazie recepturowania w temperaturze poniżej 45°C oraz w pH 3,0-6,5. Kapsułka pozwala chronić wrażliwą substancję aktywną, a witamina C zabezpiecza retinaldehyd przed utlenianiem. Zastosowanie retinaldehydu gwarantuje stymulowanie biosyntezy kolagenu oraz odnowę i przebudowę naskórka i skóry właściwej. Posiada właściwości przeciwzapalne i przeciwutleniające. Reguluje również pracę gruczołów łojowych, niezwykle ważną w skórze trądzikowej. Ponadto złuszcza naskórek, tym samym wyrównując koloryt i rozjaśniając skórę.

Retinol pod lupą Komisji Europejskiej

Komisja Europejska pracuje nad zmianami w rozporządzeniu kosmetycznym, które mają dotyczyć bezpiecznych limitów stosowania retinolu, octanu retinylu oraz palmitynianu retinylu. Ze względu na możliwość przyjmowania przez konsumentów witaminy A z różnych źródeł (preparatów kosmetycznych, produktów spożywczych, suplementów diety) jej stężenie w organizmie człowieka może przekraczać tolerowane górne poziomy spożycia. Komitet Naukowy ds. Bezpieczeństwa Konsumentów (SCCS) na zlecenie Komisji Europejskiej określił bezpieczne limity stosowania substancji. Być może będzie to podstawą włączenia pochodnych witaminy A do załącznika III stanowiącego wykaz dozwolonych substancji w produktach kosmetycznych wyłącznie z zastrzeżeniem określonych ograniczeń. Rekomendowany poziom użycia Retinaldehyde Lipocapsules wynosi 1%-5%. Zastosowanie surowca w stężeniu 1% odpowiada zawartości 0,05% czystej substancji aktywnej. Natomiast stężenia 2% i 5% odpowiadają kolejno 0,1% i 0,25%. W rezultacie, poruszając się w granicach zasugerowanych przez SCCS stężeń do użycia, bezpieczne limity retinaldehydu miałyby zastosowanie jedynie do lotionów do ciała, gdzie moglibyśmy zastosować maksymalnie 1% retinaldehydu w lipokapsułkach.

Ścieżki rozwoju dla nowych substancji

Retinaldehyd jest jednym przykładem z wielu substancji, które mogą być transportowane w głąb skóry poprzez liposomalny nośnik. Innymi obiecującymi substancjami są:

• Bakuchiol Lipocapsules (INCI: Glycerol, Capric/Caprylic Triglyceride, Aqua, Hydrogenated Lecithin, Bakuchiol),

• Ceramide Lipocapsules (INCI: Glycerol, Octyldodecanol, Aqua, Hydrogenated Lecithin, Cholesterol, Ceramide NP),

• Tri-Ceramide Lipocapsules (INCI: Glycerol, Hexyldecanol, Aqua, Cholesterol, Hydrogenated Lecithin, Ceramide NP, Ceramide NS/NG, Salicyloyl Phytosphingosine).

W perspektywie

Niewątpliwie z dobrodziejstwa liposomów mogą korzystać zarówno formulatorzy, jak i konsumenci. Zastosowanie liposomów niesie za sobą wiele zalet, ale również i wyzwań. Zapewne w przyszłości skład liposomów będzie ewoluował. Drogi wprowadzania nowych substancji w otoczkę liposomalną wciąż pozostają otwarte. Być może struktura liposomów będzie jeszcze stabilniejsza. Badania nad liposomami oraz innymi strukturami mogącymi ochronić wrażliwe substancje i wzmocnić ich działanie są zakrojone na wielką skalę, dlatego zmiany na pewno będą następowały.

Autorka: Karolina Wojtaszek,

Członek Zespołu Kosmetycznego Stockmeier Chemia w Polsce