Skóra człowieka zbudowana jest z 3 głównych warstw: naskórka, skóry właściwej, tkanki podskórnej. Sam naskórek ma 4 warstwy: podstawową, kolczystą, ziarnistą i rogową.

Jedną z aktywnych funkcji ochrony skóry jest wchłanianie substancji czynnych. Szybkość wchłaniania zależy od warstwy rogowej. Jest ona zbudowana z komórek oraz cementu międzykomórkowego wypełniającego przestrzeń między nimi. Komórki te, zwane karneocytami, są spłaszczone i bardzo ściśle upakowane. Spoiwo międzykomórkowe to lipidy naskórka zapewniające miękkość i elastyczność skórze.

Substancje czynne do głębszych warstw skóry mogą wnikać na dwa sposoby. Droga intercelurana polega na wnikaniu substancji poprzez przestrzeń międzykomórkową. Jest ona dłuższa i od cząsteczek wymaga, by były odpowiednio małe oraz miały powinowactwo do fazy lipidowej. Droga transcelularna jest krótsza. Substancje przenikają zarówno przez cement międzykomórkowy jak i komórki. Parametry wnikającej substancji muszą być  takie same jak w przypadku drogi intercelularnej. Dodatkową drogę penetracji stanowią otwory fizjologiczne: gruczoły potowe, łojowe, mieszek włosowy.

Wydawać by się mogło, że już nic nie stanowi problemu aby wprowadzić pożądane substancje w głąb skóry. Jednak, nie wszystkie cząsteczki czynne stosowane w produkcji kosmetyków wykazują odpowiednią wielkość (cząsteczka o masie 3kDa jest już  zbyt duża) oraz powinowactwo z lipidami.  Zaliczane są do nich m.in.: proteiny, witaminy, substancje czynne, olejki eteryczne, środki przyspieszające opalanie, substancje silnie nawilżające. W związku z tym, poszukuje się nośników substancji czynnych. Z ich pomocą możliwe jest wprowadzenie oraz efektywniejsze wykorzystanie coraz szerszej gamy substancji. Co za tym idzie, działanie kosmetyku jest o wiele bardziej skuteczne.

Stosowane nośniki substancji kosmetycznych to: polimery imprintowane, kolasfeny, bramki pH, cyklodekstryny, liposomy, sfingozomy, niosomy, sferolity, nośniki wewnętrzne. Ta grupa wciąż się rozrasta.

Nowa substancja, która ma stanowić nośnik, musi spełniać kilka kryteriów :

• musi być biogenna, a więc mieć taką strukturę, która nie zostanie odrzucona przez organizm
• musi być stabilna w recepturze przez cały okres przydatności preparatu
• musi uwalniać substancję czynną w odpowiednim czasie i miejscu

Liposomy

Stanowią jedne z pierwszych wykorzystywanych nośników kosmetycznych. W kosmetykach pojawiły się za sprawą Diora w 1978 r . w produkcie Capture. Dzięki swojej strukturze przechodzą między komórkami keratyny w naskórku. Zbudowane są z fosfolipidów. Wnętrze otoczone podwójną warstwą lipidową wypełnione jest wodą lub wodnym roztworem.

Służą one do wytwarzania kapsułek wielkości 100-250 nm. Im mniejsza jest średnica mikrokapsułek, tym lepiej przenikają przez przestrzeń międzykomórkową. Należy jednak uważać, aby średnica nie była mniejsza niż 100 nm, ponieważ takie kapsułki mogą wnikać zbyt głęboko, a nawet przedostawać się do krwiobiegu.

Budową przypominają kuleczki o błonie membranowej, dzięki czemu mogą uwalniać substancje w nich zamknięte. Innymi zaletami liposomów jest przedłużanie trwałości preparatu dzięki odseparowani substancji, które mogłyby z sobą reagować. Kolejną zaletą jest ochrona składników wrażliwych przed działaniem czynników zewnętrznych.

Etosomy

W odróżnieniu od liposomów w ich strukturze obecne są również etanol i woda. W ich przypadku penetracja jest głębsza.

Niosomy

Mają budowę analogiczną do liposomów. Tworzone są ze związków powierzchniowo czynnych pozbawionych ładunku. Można powiedzieć, że w pewnym stopniu są ulepszeniem liposomów, ponieważ preparat je zawierający ma większą stabilność, a substancje w nim zawarte nie wyciekają. Co więcej, są trwalsze pod względem chemicznym. Niestety, tworzone są z substancji obcych dla człowieka, takich jak: eter etylowy polioksyetylenoglikolu, n=3-7, eter poliglicerylo alkilowy n= 12-18, ester kwasu stearynowego i polietylenoglikolu. Pierwszy kosmetyk zawierający niosomy został wprowadzony na rynek przez L`Oreal.

Kolasfery

Są to struktury zbudowane ze związków biogennych dla skóry człowieka - kolagenu czy glikozoaminodlikanów. Dzięki temu, że struktura zewnętrza tworzona jest przez substancje fizjologiczne, związek w nim zawarty jest uwalniany równomiernie przez określony czas.

Polimery imprintowane

Mają one zdolność do rozpoznania terenu. Dzięki temu rozpoznania obszaru wiążą się z nim i uwalniają substancję w ściśle określonym miejscu. Jednakże mogą być szkodliwe dla organizmu.

Cyklodekstryny

To oligosacharydy tworzące struktury cykliczne. Jednostką budującą są D-glukopirynazy. Pomiędzy cząsteczkami glukoz wytwarzane jest wiązanie α-1-4-glikozydowe. W zależności od ilości jednostek wyróżniamy α, β, γ – cyklodekstryny. Związki te po raz pierwszy zostały wyizolowane przez Villiersa w 1891 r. Struktura ma hydrofobowe wnętrze dzięki obecności grup CH oraz glikozydowych atomów tlenu. Zewnętrzna część jest hydrofilowa dzięki czemu cyklodekstryny dobrze rozpuszczają się w wodzie. Za sprawą utworzenia kompleksu pomiędzy cyklodekstryną a substancją w nim zamkniętą, składnik ten jest chroniony przed działaniem światła, temperatury czy tlenu, co automatycznie przekłada się na większą stabilność produktu. Cyklodektryny są związkami nietoksycznymi dla organizmu.

Nanotechnologia dość efektownie weszła w branżę kosmetyczną. Ciągłe badania powodują udoskonalenie i poszerzenie gamy składników, które stanowią nośniki substancji kosmetycznych. Największą korzyścią kosmetyku zawierającego nanostruktury jest zdecydowanie jego skuteczność, która związana jest bezpośrednio z ulepszoną penetracją. Należy jednak mieć na uwadze, że substancję, które penetrują mogą dotrzeć zbyt głęboko, nawet do krwi, a za jej pośrednictwem dotrzeć do innych organów wewnętrznych, gdzie mogą być kumulowane.