StoryEditor
Surowce
23.08.2023 15:26

Chitozan w kosmetykach – czy czeka go sukces na miarę kwasu hialuronowego?

Chitozan to surowiec naturalny uzyskiwany z pancerzy skorupiaków lub z grzybów. Po raz pierwszy został użyty do aplikacji skórnych i leczenia ran w latach 80. XX wieku, a obecnie jest jednym z najintensywniej badanych biopolimerów, wykorzystywanym m.in. w medycynie i kosmetyce. / Shutterstock
Ze względu na swoje naturalne pochodzenie, biodergradowalność a przede wszystkim wiele korzystnych dla skóry właściwości, chitozan jest ciekawą propozycją dla przemysłu kosmetycznego. Dotychczas był uznawany za substancję niekompatybilną z wieloma powszechnie wykorzystywanymi w kosmetologii grupami surowców. Zajęli się tym polscy naukowcy z Politechniki Gdańskiej, którzy na bazie chitozanu stworzyli hydrożel i opracowali szereg metod umożliwiających wprowadzenie do niego surowców kosmetycznych. To otwiera przed składnikiem nowy rozdział zastosowań.

​Chitozan to naturalny polimer (tak jak kolagen czy kwas hialuronowy) o wielu interesujących właściwościach. Pozyskiwany jest z chityny, która jest głównym składnikiem pancerzy skorupiaków (gównie krewetek i kryla). Wpisuje się więc w trend upcyklingu, a tym samym poszanowania zasobów naturalnych. Istnieje też technologia pozyskiwania chitozanu z grzybów, dzięki czemu może on być także stosowany w produktach wegańskich.

Podobnie jak wspomniany już kwas hialuronowy, chitozan ma liczne właściowści przydatne w pielegnacji skóry i włosów. Podobnie do niego mógłby być szeroko wykorzytywany w kosmetykach nawilżających. Ma też właściwości przeciwbakteryjne, przeciwutleniające, ochronne, wygładzające czy łagodzące. Jednak dotąd nie zrobił kariery w kosmetyce, choć ma potencjał? 

Od opatrunków na rany do szerokiego zastosowania w kosmetykach 

W tej chwili jedną z najbardziej znanych właściwości chitozanu jest jego zdolność do przyspieszania procesów regeneracyjnych skóry. Dlatego znalazł zastosowanie w produkcji materiałów opatrunkowych trzeciej generacji. Na rynku dostępnych jest szereg produktów przeznaczonych do leczenia trudno gojących się ran na jego bazie. Sprzyjające warunki do regeneracji tkanek zapewnia zespół czynników, w tym tworzenie bariery przed szkodliwym działaniem czynników zewnętrznych oraz stymulacja biochemicznych procesów regeneracyjnych, dzięki aktywności chitozanu (m.in. pobudzanie syntezy kolagenu).

W kosmetykach, jako cząsteczka obdarzona ładunkiem dodatnim, główne zastosowanie chitozan znalazł dotychczas w produktach do  pielęgnacji włosów (odżywkach, szamponach i produktach do stylizacji) uszkodzonych i zniszczonych. Cząsteczki chitozanu oddziałują z keratyną, tworząc bezbarwny, ochronny film na powierzchni włosów.

W kosmetykach przeznaczonych do utrzymywania higieny jamy ustnej (płyny do płukania, pasty do zębów), wykorzystuje się głównie właściwości przeciwbakteryjne chitozanu. Pomaga on także zwalczać płytkę nazębną, hamuje powstawanie biofilmu oraz przeciwdziała ścieraniu się zębów (jest kompatybilny z najczęściej stosowanymi w tym celu fluorkami czy jonami cyny). Hydrożele chitozanowe sprawdzają się także jako nośniki ekstraktów ziołowych, często wykorzystywanych w pastach i płukankach.

W pozostałych kosmetykach korzysta się z działania przeciwbakteryjnego chitozanu, jego właściwości nawilżających, ochronnych, przeciwutleniających i kondycjonujących. Ma on zdolności filmotwórcze, tworzy na powierzchni skóry ochronny film zapobiegający nadmiernej utracie wody, wykazuje także działanie jako humektant. Hydrożele chitozanowe mogą wspierać działanie filtrów UV, pomagać w ochronie przed efektami fotostarzenia. W produktach anty-aging można wykorzystać jego właściwości przeciwzapalne.

Od strony funkcjonalnej, chitozan może być czynnikiem kontrolującym lepkość produktów, szczególnie receptur wodnych i działać jako stabilizator emulsji.

Dlaczego chitozan nie stał się hitem?

Do niedawna wykorzystanie chitozanu w produktach kosmetycznych było mocno ograniczone, przez co sam składnik jest  większości konsumentów nieznany, a także rzadko wykorzystywany w formułach produktów. Wśród czynników ograniczających jego wykorzystanie, bądź wykorzystanie jego pełnego potencjału, były przede wszystkim trudności w formułowaniu gotowych produktów, gdyż chitozan bez odpowiedniego know-how uznawany jest za substancję niekompatybilną z wieloma powszechnie wykorzystywanymi grupami surowców kosmetycznych.

Pewne ograniczenie stanowiła także konieczność jego rozpuszczania w środowisku kwaśnym, a także znaczna różnorodność surowca dostarczanego przez jego producentów (chitozan wykazuje różne właściwości, nawet zdecydowanie odmienne, w zależności od jego masy cząsteczkowej i stopnia deacetylacji). Wszystko to sprawiło, że producenci skupili się wokół surowców łatwiejszych w przetwarzaniu, pomimo potencjału drzemiącego w chitozanie.

Hydrożel - nowa forma chitozanu

Przełomem w tym zakresie były prace zapoczątkowane przez naukowców Politechniki Gdańskiej. Opracowali oni nowy sposób rozpuszczania chitozanu, umożliwiający wytwarzanie hydrożeli, dzięki którym po aplikacji skóra nie ma kontaktu z cząsteczkami kwasu. Dodatkowo stworzyli szereg metod umożliwiających wprowadzenie do hydrożeli wielu surowców kosmetycznych, uzupełniających jego działanie.  

Dowodzą, że chitozan w postaci hydrożelu może stanowić samodzielny składnik szerokiej gamy produktów kosmetycznych, takich jak serum, żele czy esencje. W wielu przypadkach przeciwdrobnoustrojowe działanie składnika umożliwia wytwarzanie produktów bez zawartości klasycznych konserwantów. Dzięki temu możliwe jest oferowanie kosmetyków z wykorzystaniem mniejszej liczby składników na rynku, w porównaniu do dostępnych produktów tożsamego przeznaczenia. Zmniejsza to również prawdopodobieństwo pojawiania się negatywnych reakcji skóry, szczególnie u osób ze skórą wrażliwą i skłonną do alergii.

Hyrożel chitozanu może stanowić bazę kosmetyczną, składnik konserwujący i substancję aktywną w jednym. Czy spotka go kariera podobna do tej, która przypadła w udziale innym „cudownym" składnikom, takim jak choćby kwas hialuronowy? 

Chitozan to surowiec naturalny

Jest to polimer naturalny uzyskiwany z pancerzy skorupiaków oraz z grzybów. Zbudowany jest z N-acetyl-D-glukozaminy i D-glukozaminy, co czyni go tożsamym ze strukturą takich molekuł budujących skórę jak kwas hialuronowy i heparyna. Po raz pierwszy został użyty do aplikacji skórnych i leczenia ran w latach 80. XX wieku, a obecnie jest jednym z najintensywniej badanych biopolimerów, wykorzystywanym w medycynie i kosmetyce, ale i w ogrodnictwie i przemyśle chemicznym. Światowa produkcja tego surowca sięga 21 tys. ton. Jest on drugim naturalnym polimerem na świecie pod wzgledem wielkości produkcji (zaraz po celulozie).

Chitozan tworzy ochronną błonę na powierzchni skóry dając „efekt drugiej skóry”

Cząsteczki chitozanu są dodatnio naładowane (chitozan rozpuszczony w roztworze wodnym jest polikationem). Na zasadzie oddziaływań elektrostatycznych oddziałują z ujemnie naładowanymi kwasami tłuszczowymi obecnymi na powierzchni skóry oraz z glikoproteinami z komórek nabłonka. Oddziaływania te powodują powstanie na skórze cienkiego filmu, tworzącego barierę, która chroni przed niekorzystnymi czynnikami zewnętrznymi (smogiem, drobnoustrojami, promieniowaniem UV-A, wolnymi rodnikami, metalami ciężkimi), stwarza warunki do regeneracji tkanek oraz chroni przed utratą wilgoci. Z uwagi na oddziaływanie na zasadzie kation-anion utworzony film ochronny jest bardziej wytrzymały na mikrouszkodzenia i pozostaje na skórze dłużej np. w porównaniu do filmotwórczych właściwości kwasu hialuronowego.

Chitozan łagodzi podrażnienia skórne, swędzenie i pieczenie 

Liczne badania wykazały, że chitozan działa przeciwzapalne m.in. poprzez hamowanie aktywności prozapalnych cytokin (TNF-α) i indukcję produkcji cytokin przeciwzapalnych (IL-10 and TGF-β1)1. Ponadto tworzy na powierzchni skóry film ochronny, który nawilża miejsce swędzenia/pieczenia przynosząc ulgę oraz izoluje podrażnione miejsce od przepływu powietrza, które wzmacnia efekt swędzenia. 

Chitozan chroni przed drobnoustrojami (bakteriami i grzybami)

Chitozan działa przeciwbakteryjnie i przeciwgrzybiczo, przez co niszczy patogenne drobnoustroje znajdujące się na skórze, a także chroni przed wtórnym zakażeniem. Działa m.in. na E. coli, C. albicans, S. aureus, P. aeruginosa. W przeciwieństwie do innych związków przeciwdrobnoustrojowych (antybiotyków, konserwantów) nie wpływa negatywnie na wzrost komórek uszkodzonej tkanki skórnej, co czyni go w 100 proc. biokompatybilnym. Mechanizm zwalczania patogenów jest wypadkową działania trzech efektów: rozrywania powierzchni komórkowej (podobne działanie do srebra), blokowania dostępu do składników pokarmowych, blokowania procesów namnażania. Działanie przeciwgrzybicze chitozanu jest szczególnie istotne w przypadku rosnącej liczby zachorowań na różnego typu grzybice skóry. Dzięki tej aktywności możliwe stało się także wyeliminowanie konserwantów z produktów kosmetycznych

Jak chitozan działa na skórę i zmarszczki?

Chitozan w formie hydrożelu stanowi trójwymiarową strukturę, wewnątrz której zamknięta jest woda. Dostarczana na powierzchnię skóry w takiej postaci, jest ona przez nią błyskawicznie wchłaniana. Dodatkowo chitozan redukuje transdermalną utratę wody i zwiększa możliwość jej zatrzymywania. W przeciwieństwie do wielu używanych w kosmetyce substancji nawilżających, chitozan nie posiada natury okluzyjnej, dzięki czemu pozwala na normalne (fizjologiczne) funkcjonowanie skóry – przepływ wody i powietrza, co warunkuje utrzymanie prawidłowego nawilżenia.

Badania aparaturowe wykonane na skórze w miejscu aplikacji przed oraz po 2. tygodniach regularnego stosowania produktu zawierającego hydrożel chitozanu wykazały, że poziom wygładzenia skóry uległ poprawie u 8 z 9 osób biorących udział w badaniu od 10 proc. do 30 proc. w stosunku do wartości początkowej. Natomiast badania szorstkości skóry zmniejszył się u 7 z 9 probantów od 1 proc. do 6 proc. w stosunku do wartości początkowej.

Z badań polskich naukowców wynika, że chitozan zapobiega powstawaniu zmarszczek zarówno w sposób bezpośredni (hamowanie aktywności enzymów degradujących kolagen, co zmniejsza elastyczność skóry) oraz pośredni – wykazując właściwości przeciwutleniające i nawadniające. Ponadto chitooligosacharydy powstałe w wyniku rozpadu chitozanu absorbują promieniowanie z zakresu UVA, które jest bezpośrednio odpowiedzialne za powstawanie zmarszczek.

Właściwości przeciwutleniające chitozanu wynikają z jego zdolności do neutralizacji reaktywnych form tlenu oraz zdolności do chelatowania (wiązania i unieczynnienia) jonów metali przejściowych, zwłaszcza jonów żelaza. Unieczynnienie jonów żelaza zmniejsza prawdopodobieństwo powstania tego typu wolnych rodników, przez co chroni skórę przed ich szkodliwym działaniem. W przeciwieństwie do popularnie wykorzystywanych niskocząsteczkowych przeciwutleniaczy (np. witaminy C, tokoferoli), chitozan wykazuje dużo niższą aktywność, co nie zaburza właściwej równowagi oksydo-redukcyjnej skóry.

Chitozan nie uczula i nie podrażnia

W ogólnoświatowych bazach substancji alergennych nie ma żadnych wskazań na temat reakcji alergicznych w wyniku zastosowania produktów chitozanowych. Chitozan znajduje się na liście substancji GRAS (Generally Recognised As Safe - ang. "uważane za bezpieczne") - liście bezpiecznych dodatków do żywności, opracowanej przez amerykańską Agencję Żywności i Leków (ang. FDA).

Badania kliniczne chitozanowych materiałów opatrunkowych wykazały brak reakcji alergicznych także u pacjentów z alergią na skorupiaki. Badania dermatologiczne produktów z hydrożelem chitozanu wykazały, że nie powodują one żadnych podrażnień ani odczynów zapalnych. Kosmetyki na jego bazie byłyby więc wskazaniem dla osób ze skórą skłonną do podrażnień i alergii - ze względu na prosty i krótki skład (brak konieczności wykorzystywania standardowych substancji bazotwórczych).

Chitozan nie zanieczyszcza środowiska

Chitozan jest w 100 proc. biodegradowalny, co oznacza, że po dostaniu się do środowiska naturalnego przekształca się w ostateczności w wodę i dwutlenek węgla, nie powodując zanieczyszczenia środowiska.

 

ZOBACZ KOMENTARZE (0)
StoryEditor
Prawo
25.06.2025 12:25
Jest zalecenie Cosmetics Europe w sprawie stosowania metod alternatywnych do ISO 24444:2019 (SPF). Co to oznacza i co się z tym wiąże dla branży?
W dłuższej perspektywie metody in vitro stanowią okno na nowe możliwości dla innowacji, przyczyniając się do rozwoju cyfryzacji oraz automatyzacji procesów oceny wartości współczynnika SPFAdobeStock

Organizacja Cosmetics Europe, reprezentująca przemysł kosmetyczny w Unii Europejskiej, opublikowała zalecenia dotyczące stosowania metod alternatywnych do ISO: 24444:2019 określającej standardy oznaczania współczynnika ochrony przeciwsłonecznej (SPF) metodą in vivo – czyli na skórze ochotników.

W odpowiedzi na rosnącą potrzebę ograniczenia testów na ochotnikach i zwiększenia powtarzalności oraz efektywności badań, opracowano oraz opublikowano:

  • ISO 23675:2024 Cosmetics - Sun protection test methods - In vitro determination of sun protection Factor (SPF)
  • ISO 23698:2024 Cosmetics - Measurement of the efficacy of sunscreen products by diffuse reflection spectroscopy

Uważana za ,,złoty standard” norma 24444:2019 budzi coraz więcej obaw ze względów etycznych oraz wysokich kosztów prowadzenia badań. Do opracowania alternatywnych metod testowania SPF in vivo głośno zachęcała Komisja Europejska w swojej rekomendacji 2006/647/WE.

W związku z zakończeniem prac w ISO nad nowymi normami, Cosmetics Europe opublikowało Zalecenie Nr 26 w sprawie stosowania metod alternatywnych do ISO 24444: 2019 (ang. Recommendation No 26: Cosmetics Europe Recommendation On the Use of Alternative Methods to ISO24444:2019). Niniejsze rekomendacje określają:

  • możliwość dobrowolnego stosowania nowych, nieinwazyjnych metod referencyjnych
  • niewykluczanie obecnych już na rynku produktów kosmetycznych, których wartości SPF wyznaczono metodą in vivo ISO 24444:2019 – są one ważne, a także spełniają wymogi legislacyjne,
  • możliwość określania wartości SPF dla nowych produktów z wykorzystaniem jednej z dwóch nowych metod alternatywnych,
  • zalecane postępowanie w przypadku rozbieżności wyników uzyskanych przy ponownym testowaniu produktów, w porównaniu do pierwotnych badań in vivo

Norma ISO 23675:2024 znajduje zastosowanie w przypadku emulsji oraz jednofazowych produktów wodno-alkoholowych. Nie jest jednak odpowiednia dla produktów w postaci proszków sypkich i sprasowanych oraz sztyftów. Niniejsza procedura znana jest także pod nazwą ,,metody podwójnej płytki” (ang. „Double Plate Method”). W przeciwieństwie do metody in vivo, badanie można przeprowadzić bez udziału probantów, ponieważ do oszacowania wartości SPF wykorzystywane jest syntetyczne podłoże imitujące ludzką skórę. Metoda opiera się na pomiarze transmisji i pochłaniania promieniowania UV przez warstwę badanego produktu kosmetycznego, nałożonego na dwie specjalnie przygotowane płytki.

Wprowadzenie alternatywnych metod oznaczania SPF stanowi punkt zwrotny w podejściu do oceny skuteczności kosmetyków przeciwsłonecznych. Jest to odpowiedź nie tylko na wątpliwości etyczne, ale również na wyzwania techniczne branży kosmetycznej.

Opublikowana norma ISO 23698:2024, opisuje procedurę pomiaru skuteczności ochrony przeciwsłonecznej z wykorzystaniem spektroskopii rozproszonego odbicia. Umożliwia oznaczenie nie tylko współczynnika SPF, ale także współczynnika ochrony przed promieniowaniem UVA oraz krytycznej długości fali (CW).

Jedną z zalet alternatywnych metod in vitro jest odejście od przeprowadzania pomiarów na ludziach. Metoda in vivo (ISO 24444:2019) wymaga aplikacji preparatów ochronnych na skórę ochotników, a następnie wystawiania ich na kontrolowaną dawkę promieniowania UV, co mimo zachowania procedur bezpieczeństwa może rodzić kontrowersje natury etycznej.

Dodatkowo metody alternatywne pozwalają na:

  • przyspieszenie procesu badawczego (nie wymagają czasochłonnych procedur rekrutacji probantów)
  • redukcja kosztów przeprowadzania testów (brak konieczności rekrutacji i organizacji probantów),
  • zwiększenie efektywności badań nad nowymi produktami kosmetycznymi.

Wpływ zmian na rynek kosmetyków przeciwsłonecznych

Wprowadzenie alternatywnych metod do oznaczania SPF, niesie za sobą istotne zmiany dla rynku produktów ochrony przeciwsłonecznej. Przede wszystkim, pozwala przyśpieszyć proces rozwoju nowych wdrożeń, dzięki szybszemu testowaniu różnych formuł bez konieczności angażowania probantów.

Dla mniejszych firm i start-upów oznacza to możliwość obniżenia kosztów przeprowadzania badań, co daje im okazję na wyrównanie szans w konkurencji z dużymi koncernami. Takie okoliczności wspierają rozwój zwiększenie innowacyjności, a także różnorodności produktów kosmetycznych na rynku.

Wyzwania i ograniczenia

Pomimo wielu zalet, wdrożenie i przyswojenie nowych metod wiąże się również z pewnymi wyzwaniami. Jednym z nich jest wymagana precyzja aplikacji. Kluczowa jest dokładność oraz powtarzalność przy nakładaniu produktu na syntetyczne podłoże. Nawet niewielkie różnice w grubości warstwy lub jej równomierności mogą wpływać na wynik pomiaru.

Po drugie konieczne jest też dostosowanie się rynku i regulatorów do nowych procedur. Unia Europejska popiera metody alternatywne, jednakże rynek branży beauty nie kończy się na niej. Dla producentów eksportujących swoje produkty oznacza to konieczność dostosowania się do różnych wymogów prawnych w zależności od rynku docelowego. Dodatkowo, niniejsze normy są relatywnie świeże, dlatego laboratoria mogą jeszcze nie dysponować przeszkolonym personelem, a ich procedury walidacyjne nie być dostosowane do nowych norm.

Mimo, że badania in vivo wykazują wysoką korelację statystyczną z wynikami metod in vitro, należy pamiętać, że mogą istnieć produkty lub surowce zachowujące się odmiennie w warunkach laboratoryjnych, niż na ludzkiej skórze.

Perspektywy na przyszłość

Wprowadzenie alternatywnych metod oznaczania SPF stanowi punkt zwrotny w podejściu do oceny skuteczności kosmetyków przeciwsłonecznych. Jest to odpowiedź nie tylko na wątpliwości etyczne, ale również na wyzwania techniczne branży kosmetycznej.

Wraz z upływem czasu można spodziewać się wzrostu popularności metod in vitro i przyjęcie ich jako,,złotego standardu” rynkowego. Publikacja Cosmetics Europe zawierająca zalecenia w sprawie stosowania metod alternatywnych do ISO 24444:2019 (SPF) jest wyraźnym znakiem dla producentów i laboratoriów, by zacząć adaptować procedury, a także podnosić kwalifikacje personelu w tym obszarze.

Należy jednak zachować pewien dystans i ostrożność, a także być czujnym na potencjalne ryzyka jakie mogą wystąpić np. w przypadku uzyskanych różnic przy wykorzystaniu różnych metod.

W dłuższej perspektywie metody in vitro stanowią okno na nowe możliwości dla innowacji, przyczyniając się do rozwoju cyfryzacji oraz automatyzacji procesów oceny wartości współczynnika SPF. Zastosowanie sztucznej inteligencji i modelowania komputerowego, mogą nie tylko zwiększyć precyzję i powtarzalność pomiarów, ale również znacząco skrócić czas na wprowadzenie bezpiecznych i skutecznych produktów z fotoprotekcją na rynek.

Jest to niewątpliwie obiecująca perspektywa, która może odmienić standardy badań nad ochroną przeciwsłoneczną w nadchodzących latach.

Autorka: Aleksandra Kondrusik

Zobacz też: Omnibus VIII: Zakaz substancji CMR w kosmetykach – nowe wyzwania regulacyjne

ZOBACZ KOMENTARZE (0)
StoryEditor
Surowce
23.06.2025 14:30
Nowa platforma EU Energy & Raw Materials Platform ma wzmocnić bezpieczeństwo dostaw energii i surowców
Platforma powstaje w odpowiedzi na unijny mandat regulacyjny koordynowania rynków energii i surowców w ramach tzw. Hydrogen Bank, obowiązujący do 2029 roku. Kindel Media

2 lipca 2025 r. Komisja Europejska uruchomi platformę EU Energy & Raw Materials Platform – nową inicjatywę mającą na celu wsparcie europejskiego przemysłu w zakresie pozyskiwania produktów energetycznych i surowców. Projekt ten powstał z myślą o zwiększeniu bezpieczeństwa dostaw, dywersyfikacji źródeł oraz przyspieszeniu dekarbonizacji w kluczowych sektorach gospodarki. Działanie platformy wpisuje się w ramy unijnego programu Hydrogen Bank, obowiązującego do 2029 roku.

Pierwszym operacyjnym modułem platformy będzie mechanizm skupiony na wodorze oraz jego pochodnych – amoniaku, metanolu i zrównoważonym paliwie lotniczym (eSAF). Obejmie on zarówno źródła odnawialne, jak i niskoemisyjne. Rejestracja dla uczestników ruszy 2 lipca, a pierwsza runda dopasowywania popytu i podaży planowana jest na wrzesień 2025 r. Platforma będzie gromadzić dane rynkowe na zasadzie dobrowolności, kojarzyć nabywców z dostawcami, wspierać planowanie infrastruktury oraz prezentować rozwiązania finansowe we współpracy z instytucjami publicznymi i prywatnymi.

W kolejnych etapach planowane jest rozszerzenie działania platformy o moduły dotyczące gazu ziemnego, biometanu oraz surowców nieenergetycznych. Chociaż początkowo inicjatywa koncentruje się na sektorze energetycznym, jej rozwój może w przyszłości wpłynąć także na branże takie jak kosmetyczna czy higieny osobistej – szczególnie w zakresie dostępu do surowców i dekarbonizacji procesów produkcyjnych.

Platforma ma również służyć realizacji unijnego zobowiązania do lepszej koordynacji rynków energii i surowców. Dla europejskich producentów – również z branży beauty & personal care – może to oznaczać większą stabilność łańcuchów dostaw, zmniejszenie podatności na wahania rynkowe oraz ułatwienie zgodności z celami klimatycznymi UE.

ZOBACZ KOMENTARZE (0)
02. lipiec 2025 02:28