intero programma di chimica dei prodotti cosmetici dettagliato e lineare per poter affrontare l'esame di cosmetica

Liposomi: caratteristiche e applicazioni in ambito cosmetico/proprietà

I liposomi sono sistemi colloidali costituiti da vescicole(micrometriche) formate

da lipidi organizzati sotto forma di doppio strato lipidico (bilayer) che

circondano un compartimento acquoso o più. Il p.a. può disporsi in punti diversi

in funzione della sua lipofilia e idrofilia.

I liposomi possiedono svariati vantaggi come la loro versatilità formulativa

poiché sono in grado di veicolare sia sostanze lipofile, idrofile e anfipatiche.

Possiedono un elevata affinità per le membrane biologiche e la loro

biodegradabilità data dalla sua caratteristica composizione.

Oltre ad avere numerosi vantaggi i liposomi possiedo anche degli svantaggi

come la loro difficoltà nella produzione a casa dei macchinari specifici e dei

costi elevati. Anche a causa della loro stabilità sia di natura chimica, che i lipidi

tendono ad auto ossidarsi, sia di natura fisica poiché le vescicole tendono ad

aggregarsi fondendosi tra loro e andando a perdere p.a. Ma anche

l’incompatibilità con i tensioattivi i quali disgregano i liposomi.

L’interazione con la pelle è influenzata dalla dimensione media delle vesciole,

dalla presenza di colesterolo, che modula la permeabilità e la rigidità, a livello

morfologico, che si possono presentare in modo diverso come MLV

(multilamellari), SUV (unilamellari), in base alla presenza di cariche sulla

superficie. Ma anche in base alla loro preparazione TLE ottenuti per idratazione

di un film fosfolipidico o VET per estrusione attraverso filtri ed altri che

influenzano la quantità di p.a incorporata e quindi rilasciata (looding). I liposomi

vennero studiati per uso topico poiché hanno un effetto targhetin ovvero

consentono la veicolazione del p.a specificatamente nell’epidermide e nel

derma evitando che il p.a arrivi nel circolo sistemico. Il capostipite dei prodotti

fu realizzato nel 86’ come un gel della Dior chiamato CAPTURE con effetto

antiaging e antirughe.

I liposomi possono essere usati tal quale come componente attivo della

formulazione favorendo l’idratazione cutanea in quanto favoriscono

l’idratazione cutanea perché i fosfolipidi/lipidi contenuti nei bilayer favoriscono

alla pelle i lipidi necessari per mantenere le funzioni della barriera,

mantenendo l’elasticità e l’idratazione come ad esempio contenenti

fosfaditilcolina che ha una notevole capacità di legare acqua. In cosmetica sono

un sistema di rilascio di particolare interesse poiché sono formati da molecole

che appartengono al pool fisiologico. Altra caratteristica è che a contatto con la

pelle danno uno skin-feel particolarmente piacevole pur essendo formati da

lipidi non danno untuosità ma anzi morbidezza e setosità. In cosmetica possono

essere formati da lipidi di tipo diverso: liposomi a base di soya che hanno un

elevato contenuto di grassi polinsaturi come Ac. Linoleico che danno

idratazione ed elasticità. Sfingosomi che presentano una buona stabilità ed

interagiscono bene con la pelle. Niosomi ottenuti utilizzando tensioattivi non

anionici sono biocompatibili e biodegradabili. Etosomi e fitosomi. Per quanto

riguarda le formulazioni si trovano idrogel e semi solidi viscosizzanti con

polimeri sintetici e semisintetici ed emulsioni O/A.

Classificazione e caratteristiche principali tensioattivi di uso

cosmetico:

una molecola per essere definita un tensioattivo deve possedere una coda

lipofila ed una testa polare. La coda lipofila è caratterizzata da una catena

alchilica. La caratteristica è di avere una doppia affinità ovvero per la fase

acquosa e per la fase lipofila. Sono dotati di varie proprietà: schiumogene,

poiché abbassano la tensione di superficie, bagnanti favoriscono la bagnabilità

delle superfici, detergenti che sono in grado di rimuovere lo sporco ed

emulsionanti ovvero sono capaci di abbassare la tensione interfacciale di due

fasi liquide immiscibili tra loro. Vengono classificati in anionici caratterizzato da

lunga catena idrofoba legata a teste idrofile con carica negativa e si

suddividono in primari (alchilsolfati e alchileterosolfati e saponi) che sono i più

aggressivi per la pelle ma anche i meno costosi infatti vengono usati nei

prodotti da supermercato puntando sulle proprietà organolettiche se sono più

gradevoli per il consumatore. E secondari che possiedono meno potere

detergente ma maggiore compatibilità cutanea e sono più costosi e vengono

usati per prodotti destinati a pelli delicate. Cationici possiede una porzione

idrofila che presenta in acqua una

carica positiva localizzata su un azoto ammonico quaternario, vengono usati

come condizionanti nei balsami per contrastare il gonfiore poiché vanno a

neutralizzare le cariche negative. Usati anche come conservanti, disinfettanti e

come anche antibatterici andando ad interagire con la parete batterica. Non

ionici non presentano nessuna carica e di conseguenza hanno il vantaggio di

essere stabili sia in ambienti acidi sia alcalini e si suddividono in lipofili e idrofili.

Infine, abbiamo i tensioattivi anfoteri che contengono gruppi idrofili acidi e

basici nelle quali il numero di cariche positive e negative è bilanciato, i gruppi

predominanti sono un azoto quaternario ed un carbossile. Possiedono un

notevole poter schiumogeno e se associati agli alchil- e alchileterosolfati

riducono l’aggressività di questi.

Tensioattivi anionici e cationici: caratteristiche ed impiego in campo

cosmetico

Costituiti da una cosa lipofila di almeno 12 C e una testa idrofila con carica

negativa, possono presentare vari gruppi come gr. Solfato, solfonato, fosfato.

Sono suddivisi in primari e secondari. I primari quali alchilsolfati ed

alchileterosolfati e saponi, questi sono i più aggressivi ed anche i meno costosi

e possiedono proprietà organolettiche molto gradevoli. Gli alchilsolfati sono

quelli più usati, incolori ed economici come il sodio lauril solfato che è il più

irritante di tutti ed è considerato il capostipite. Gli alchileterosolfati sono dei

tensioattivi etossilati quindi meno irritanti per la pelle. Possono presentare

tracce di diossano che si forma nel processo di etossilazione, il diossano è una

molecola con un potenziale cancerogeno quindi è importante effettuare il

processo di purificazione che è molto costoso. Infine, i saponi che sono dei

tensioattivi anionici carbossilati, sono sali di acidi carbossilici in cui il catione è

un metallo alcalino o una base organica. Ovviamente essendo sali di basi forti e

acidi deboli in acqua danno idrolisi alcalina rendendo questi incompatibili con il

pH della pelle. I secondari hanno un potere detergente minori, una maggiore

difficoltà di viscosizzazione, una maggiore compatibilità cutanea poiché sono

meno aggressivi infatti vengono per la preparazione di prodotti per pelli

delicate redendo il prodotto più eudermico ma hanno un costo maggiore. In

cosmetica vengono usati molto l’acil glutammati che conferiscono morbidezza

e levigatezza alla pelle e gli alchil solfosuccinati. I Cationici possiede una

porzione idrofila che presenta in acqua una carica positiva localizzata su un

azoto ammonico quaternario. Differenziati in quaternarium con un solo azoto

tetrasostituito e poliquaternarium in cui si realizza la condensazione di più

molecole contenenti azoti quaternari. Sono usati come condizionanti, il loro

ruolo fondamentale, nei balsami per capelli per contrastare il gonfiore, i

tensioattivi cationi vanno a neutralizzare queste cariche negative presenti sui

capelli durante il lavaggio levando l’effetto gonfio. Inoltre, riducono la schiuma

e la trasparenza infatti vengono usati in basse concentrazioni. Infine, vengono

usati come antibatterici e disinfettanti perché avendo una carica positiva

possono interagire con le cariche negative presenti sulla parete batterica

provocando la morte del microrganismo.

HLB: definizione e applicazione nella preparazione di prodotti

cosmetici

È il bilancio idrofilo-lipidico e questo concetto si applica solo ai tensioattivi non

ionici. Ha valori da 0 a 20, dove 0 è un tensioattivo totalmente lipofilo e con

HLB pari a 20 un tensioattivo totalmete idrofilo. Ovviamente i due estremi della

scala, cioè 0 e 20, non sono tensioattivi. In funzione del valore di HLB questi

tensioattivi avranno funzioni diverse. Quelli con HLB pari a 0-3 sono usati come

antischiuma. Quelli con valore tra 3-8 sono degli emulsionanti che portano alla

formazione di emulsioni A/O. Quelli con HLB 7-9 sono dei bagnanti cioè

favoriscono la bagnabilità delle superficie. Quelli con valore tra 8-16 sono degli

emulsionanti che portano alla formazione di emulsioni O/A. quelli con HLB 15-

16 hanno una funzione detergente. Ed infine quelli con HLB tra 16-19 sono dei

solubilizzanti, questi vengono usati per la preparazione delle acque micellari.

Modificatori reologici impiegati in ambito cosmetico

Sono delle sostanze che aggiunte in piccole percentuali ad un sistema mono o

multifasico ne modificano il comportamento reologico ovvero la capacità di

scorrimento, la viscosità. In quanto dispersi nel mezzo formano un reticolo,

quindi si strutturano in modo tale da acquisire una forma reticolare, inglobano

le molecole nel reticolo che così non sono più in grado di muoversi liberamente,

questo vuole dire che all’aumentare della reticolazione diminuisce la libertà di

movimento quindi aumenta la viscosità del mezzo. Vengono classificati in base

all’origine e quindi avremo quelli naturali, quelli naturali modificati e sintetici.

In quelle naturali ritroviamo come organici le gomme come la gomma xantana

usata per l’allestimento di lozioni, shampoo e gomma adragante usata nei

dentifrici e nei fondotinta. Tra quelli inorganici i silicati come la bentonite ed

ettorite. Tra i modificatori naturali modificati ritroviamo anche i derivati della

cellulosa come idrossietilcellulosa usata preparazione di balsami e detergenti

ovviamente il controllo delle proprietà chimico fisiche tra lotto e lotto risulta più

semplice. Infine, abbiamo i polimeri sintetici come i vinilici, i carbossivinilici

come il Carbomer che vengono usati per ottenere gel trasparenti e stabili.

Fattori che influiscono sull’assorbimento percutaneo/ fattori che

favoriscono la permeazione cutanea di sostanze funzionali cosmetiche

I fattori che influenzano l’assorbimento percutaneo sono sicuramente

molteplici. Le proprietà chimico-fisiche del principio attivo quali coefficiente di

ripartizione ottanolo/acqua ovvero il LogP, valore ottimale pari a 2. Il PM il quale

limite è 5.000Da. il Grado di dissociazione. Altro fattore è sicuramente il sito di

applicazione ad esempio si osserva che a livello della fronte e della regione

post-auricole vi sia maggior permeabilità. Le variazioni interindividuali ad

esempio in base al sesso in modo specifico per alcune aree anatomiche e la

razza. Importantissimo fattore è quello delle condizioni in cui si trova la pelle,

se sono presenti stati patologici come lesioni, ispessimento dello strato corneo

la permeabilità è variabile, ma anche lo stato di idratazione della pelle, più è

idratata la pelle maggiore sarà la permeabilità. L’impiego di veicolo con

proprietà occlusive si è visto che aumenta la permeabilità perché si impedisce

l’evaporazione dell’acqua, questa può essere sia un vantaggio sia uno

svantaggio. Sperimentalmente si è visto che anche l’applicazione di una certa

quantità di principio attivo una volta ogni 24h fornisce una permeazione

maggiore rispetto a più applicazioni. Altro fatto è quello del metabolismo

cutaneo, la pelle presenta dei sistemi enzimatici che possono catalizzare sia

reazioni di fase I che di fase II, quindi bisogna accertarsi che il metabolismo

possa o meno alterare l’attività del p.a.

Strategie per aumentare l’assorbimento cutaneo

La permeabilità cutanea può essere incrementata mediante veicoli con

proprietà occlusive, con drugs delivery sistem, con metodi chimici e con metodi

fisici. Veicoli con proprietà occlusive impediscono l’evaporazione dell’acqua

incrementando l’idratazione. Tra i drugs delivery sistem troviamo: i liposomi, le

ciclodestrine e sistemi nanoparticellari. Questi hanno il vantaggio ovvero il

principio attivo è chiuso in un carrier limitando le interazioni, sono poco solubili

in acqua ed incrementano la penetrazione. Tra i metodi chimici abbiamo i

promotori di assorbimento sono sostanze capaci di migliorare la penetrazione

dei farmaci attraverso la pelle, piochè possono andare a modificare il

coefficiente di diffusione, quello di ripartizione, la concentrazione di farmaco

nel veicolo. Questi non vengono usati in campo cosmetico poiché potrebbero

creare danni sulla superficie cutanea. Tra i metodi fisici abbiamo la sonoforesi

che sfrutta gli ultrasuoni che producono alterazioni nella struttura dello strato

corneo e permeabilizzazione. La ionoforesi tecnica usata per trasportare

attraverso la corrente erogata il medicamento. La elettroporazione utilizza

correnti di bassa intensità fornite da un elettrodo della stessa carica della

polarità del farmaco creando nuovi percorsi extracellulari.

Sostanze ad attività umettante e idratante

Le sostante umettanti hanno una doppia funzione ovvero quella di impedire

l’evaporazione dal prodotto evitandone l’essiccamento in seguito all’apertura,

dall’altra favorire l’idratazione della pelle, vengono utilizzati glicerina, propilen

glicole, peg ed altre. Le sostante idratanti servono unicamnete ad incrementare

il contenuto di acqua dalla pelle quindi hanno solo funzione idratante come i

NMF ricostituiti, acido piroglutammico, acido ialuronico. NMF naturale è una

miscela di sostanze per lo più idrofile, in parte igroscopiche, che comprendono

amminoacidi, urea, zuccheri, Sali minerali.