Antyoksydanty w kosmetykach. Jak są pozyskiwane i jak działają na skórę?

Politechnika Krakowska i polska firma Duolife specjalizująca się w produkcji naturalnych kosmetyków, suplementów diety i żywności funkcjonalnej, podpisały porozumienie o współpracy. Jego efektem będzie wprowadzenie na rynek nowej linii naturalnych kosmetyków, opartych na formułach, które powstały na krakowskiej uczelni. Kosmetyki będą sygnowane znakiem jakości „Powered by PK”.  

Jak podaje Politechnika Krakowska w komunikacie, współpraca oparta będzie na dwóch umowach – ramowej dotyczącej szerokiej współpracy badawczo-rozwojowej Politechniki i firmy Duolife oraz szczegółowym porozumieniu, dotyczącym komercjalizacji rozwiązań z obszaru chemii kosmetyków, opracowanych na PK i chronionych zgłoszeniami patentowymi.

Na podstawie umowy z uczelnią Duolife nabywa wyłączne prawa do patentów, które dotyczą rozwiązań opracowanych przez zespół wynalazczyń z Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej, dzięki czemu wkrótce będzie mogła wprowadzić na rynek linię kosmetyków wytworzonych w oparciu o rozwiązania, które narodziły się w laboratoriach Politechniki Krakowskiej.

Prof. Andrzej Szarata, rektor Politechniki Krakowskiej i Bartosz Królikowski, prezes zarządu Duolife SA

fot. Joanna Skowrońska

– Wynalazki obejmują linię innowacyjnych produktów kosmetycznych na bazie naturalnych składników. Rozwiązania w tym zakresie są specjalnością Zespołu Badawczego Chemii i Technologii Kosmetyków prof. Elżbiety Sikory – mówi Joanna Szypułka, kierowniczka zespołu do spraw komercjalizacji w Centrum Transferu Technologii PK.

–  To dla nas duża radość, że nasze rozwiązania przy ogromnym wsparciu Centrum Transferu Technologii, po raz kolejny stają się przedmiotem komercjalizacji czyli znajdą praktyczne zastosowanie, przyniosą realne społeczne korzyści – mówi dr hab. inż. Elżbieta Sikora, prof. PK, kierująca zespołem badawczym, który stoi za kosmetycznymi innowacjami z PK.

Pracująca w nim dr hab. inż. Magdalena Malinowska wyjaśnia: – Linia produktów, które powstały w wyniku prac naszego zespołu, zawiera unikalny składnik, o wielokierunkowym działaniu, co ciekawe otrzymany na bazie roślinki szeroko rozpowszechnionej w Polsce.

Kosmetyki będą służyły do kompleksowej ochrony i pielęgnacji skóry.

– Szeroko zakrojona współpraca naukowa z Politechniką Krakowską pozwoli na podkreślenie jakości naszych produktów i umocni pozycję marki na rynku, a przede wszystkim ułatwi edukację i promocję na temat znaczenia właściwej pielęgnacji skóry dla zdrowia. Proces wdrożenia opracowanych produktów na rynek obejmie optymalizację produkcji z jej dostosowaniem do skali przemysłowej, a także poszerzone badania objęte raportami bezpieczeństwa, badania aplikacyjne i aparaturowe, opracowanie etykiet produktowych i materiałów edukacyjnych oraz międzynarodową promocję produktów, opartą na najnowszych technikach marketingowych – komentuje Bartosz Królikowski, prezes spółki Duolife.

Nanoperfumy i kosmetyki do makijażu od krakowskich naukowców

Duolife nie jest pierwszą i jedyną firmą, która skorzysta z formuł, które narodziły się w laboratoriach Katedry Chemii i Technologii Organicznej Politechniki Krakowskiej. Wcześniej na rynek trafiły się m.in. bezalkoholowe nanoperfumy czy naturalne produkty do makijażu oparte na formulacji z ekstraktem z pestek czarnych porzeczek.

Nanoperfumy bez dodatku alkoholu, na bazie wody, z udziałem kompozycji zapachowych niezawierających alergenów zostały stworzone przez zespół naukowczyń z Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechniki Krakowskiej (dr hab.  inż. Elżbietę Sikorę, prof. PK, dr inż. Małgorzatę Miastkowską oraz dr inż. Elwirę Lasoń) oraz specjalistki firmy Finea. Bezalkoholowe perfumy w formie nanoemulsji są dostępne na rynkach zagranicznych pod marką Tiyati. – Innowacyjnych nowych pachnideł o szerokiej gamie linii zapachowych mogą używać osoby z alergiami, uczulone na tradycyjne perfumy lub nie mogące używać perfum z alkoholem ze względów religijnych (m.in. mieszkańcy krajów arabskich) – mówi prof. PK Elżbieta Sikora. 

Z kolei opracowana przez jej zespół badawczy (zajmuje się chemią i technologią kosmetyków) formulacja z olejem z pestek czarnych porzeczek została wykorzystana do produkcji kosmetyków do makijażu linii Nanorevit (marka Paese). Na półkach polskich drogerii są podkład, puder, korektor oraz  pomadki do ust. – Narodziły się w laboratoriach naszej Katedry Chemii i Technologii Organicznej z połączenia  nauki i natury. Innowacyjność tej serii polega na połączeniu w kosmetyku do makijażu pielęgnacyjnego działania jego składników  – podkreśla prof. Sikora.

Wyciągi z kory brzozy w emulsjach kosmetycznych

W krakowskich laboratoriach powstały także formuły produktów o działaniu antystarzeniowym, intensywnie pielęgnującym i odbudowującym skórę wykorzystujące nową pochodną lupeolu, innowacyjnie zmodyfikowanego składnika kory brzozy.

– Zawarte w korze brzozy związki triterpenowe mają zbawienny wpływ na skórę człowieka. To działanie, między innymi antyoksydacyjne, przeciwdrobnoustrojowe, odmładzające i stymulujące naturalne mechanizmy obronne skóry, jest jednak ograniczone przez słabe przenikanie przez barierę skórną. Ogromny potencjał tych związków nie mógł być więc w pełni wykorzystany – mówiła dr inż. Magdalena Malinowska z Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej PK w 2023 r., gdy o nowym odkryciu było głośno. Przenikaniu substancji czynnych przez skórę poświęciła swój doktorat. Jego owocem jest okrycie nowej substancji, której innowacyjność tkwi m.in. w zdolności do penetracji skóry na głębokim poziomie.

 – Lupeol wybraliśmy do badań wspólnie z promotorami pracy doktorskiej – prof. Janem Ogonowskim i prof. Elżbietą Sikorą. To  triterpenowy alkohol, który, zaraz po betulinie, stanowi główny składnik ekstraktu z kory brzozy. Działanie biologiczne lupeolu jest już trochę znane, jednak brakuje badań pod kątem działania kosmetycznego – wyjaśniała dr Magdalena Malinowska. – Podjęliśmy prace nad nową jego pochodną czyli taką chemiczną modyfikacją struktury cząsteczki lupeolu, by uzyskać jeszcze lepszą efektywność działania na komórki skóry. Chodziło nam o to, by nową pochodną można było zastosować w zupełnie nowy sposób – do naturalnej stymulacji odnowy skóry, zachowania jej w dobrej kondycji i ochrony przed wolnymi rodnikami, niszczącymi struktury białkowe.

Nowa pochodna lupeolu – izonikotynian lupeolu – została przebadana także pod kątem różnych mechanizmów zdolności do redukcji wolnych rodników, a także bezpieczeństwa stosowania i biodegradowalności.  – Okazało się, że nowy związek jest znacznie skuteczniejszy od samego lupeolu. Potwierdziliśmy w badaniach, że  jego aktywność w procesach regeneracji skóry, namnażania się jej komórek, ochrony ich przez czynnikami zewnętrznymi, jest znacznie wyższa. Przykładowo, w przypadku aktywności antyoksydacyjnej ta efektywność jest wyższa aż o 30 procent. Nowa cząsteczka wpływa też pozytywnie na proces odnawiania się naskórka i zasklepiania ran, czego nie obserwowano w przypadku lupeolu. Udało się nam więc odkryć zupełnie nową aktywność, której podstawowy związek nie wykazuje – mówiła dr Magdalena Malinowska. 

M.in. te właściwości nowej cząsteczki można wykorzystać do produkcji naturalnych produktów kosmetycznych (w przyszłości być może także preparatów lecznicznych np. do leczenia oparzeń po radioterapii). Prace przedwdrożeniowe zespołu badawczego z PK zostały sfinansowane w ramach projektu „Inkubator Innowacyjności”, realizowanego przez Centrum Transferu Technologii Politechniki Krakowskiej (CTT PK). Finałem współpracy naukowców z Zespołem ds. Komercjalizacji CTT PK była sprzedaż w 2023 r. praw do patentu firmie Luba. Firma dzięki temy miała stać się producentem emulsji kosmetycznej z politechnicznym wynalazkiem w składzie, którą można wykorzystać w różnych produktach i planowała wprowadzenie do swojego portfolio m.in. specjalistycznych produktów pielęgnacyjnych z najwyższej półki.

Natrue zebrała dane na temat składników kosmetyków, które nadal mogą szkodzić środowisku, w tym szczególnie ekosystemom morskim. 

Autorki opracowania (Paula Gómez de Tejada, globalaą menedżerkę ds. komunikacji i public relations Natrue oraz Diana Malcangi, konsultantaę naukowa i regulacyjna Natrue) podkreślają, że branża kosmetyczna poszukuje nowych, korzystnych dla środowiska rozwiązań w obszarze produkcji, składów, logistyki, cyklu życia produktów, a także edukuje konsumentów w zakresie lepszych wyborów. Kosmetyki poddane są też rygorystycznym przepisom dotyczącym bezpieczeństwa – głównie jednak chodzi o bezpieczeństwo człowieka, a nie całego środowiska, dlatego trzeba być świadomym, że niektóre składniki szkodzą przyrodzie.

Nie wszystkie składniki kosmetyków, które powinny z nich być wyeliminowane, wychodzą z formuł produktów dostatecznie szybko, czy wręcz pozostają w składzie wbrew obowiązującym przepisom.

Mikroplastiki kumulują się w wodach

Mikroplastiki, drobne cząsteczki plastiku (mniejsze niż 5 mm), są celowo dodawane do niektórych produktów kosmetycznych. Stosowane są jako tanie wypełniacze  w postaci mikorgranulek, np. w peelingach, żelach pod prysznic.  Niestety mikroplastiki mogą przedostawać się przez systemy filtracji wody do rzek, jezior i oceanów. Nie ulegają one biodegradacji, więc kumulują się w ekosystemach morskich.

Mikrogranulki są zakazane w Europie i zgodnie z rozporządzeniem Komisji (UE) 2023/2055 obowiązuje przejściowy zakaz stosowania mikrodrobin, jednak nadal są one sprzedawane na niektórych rynkach jako składniki peelingów do twarzy, żeli pod prysznic, past do zębów i produktów do ust.

Czytaj także: COSLaw wprowadza nowy przewodnik po restrykcjach związanych z mikroplastikami

Reuters: Według badaczy z Neapolu mikroplastiki przyczyniają się do zatorów tętniczych i chorób serca

Ze względu na ich pochodzenie i produkcję mikrokulki nie spełniają kryteriów Natrue. Organizacja poleca stosowanie zamiast nich naturalnych alternatyw, takich jak np. fusy z kawy, sól oraz mielone łupiny i nasiona warzyw.

Filtry UV niszczą rafy koralowe

Filtry UV w filtrach przeciwsłonecznych chronią skórę przed promieniowaniem UV, ale niektóre z nich, takie jak oksybenzon i oktinoksat, mogą wpływać na organizmy morskie, przyczyniając się do wybielania koralowców.

Degradacja raf koralowych niesie za sobą tragiczne skutki dla mórz i oceanów, a przez to na zależną od morskich ekosystemów ludzkość.

Czytaj więcej: Zagrożenie dla raf koralowych ze strony filtrów UV – coroczny problem powraca

Z tego powodu w miejscach takich jak Tajlandia i Hawaje zakazano niektórych chemicznych filtrów UV, a Maui zakazało wszystkich chemicznych, dopuszczając jedynie mineralne filtry przeciwsłoneczne (mimo że oba mają wpływ na życie morskie).

Kryteria Natrue nie dopuszczają do stosowania chemicznych filtrów UV. Filtry przeciwsłoneczne z certyfikatem organizacji, mogą zawierać jedynie identyczne z naturalnymi, mineralne filtry UV, takie jak dwutlenek tytanu i tlenek cynku.

Silikony i składniki ropy naftowej ograniczają wymianę tlenu w wodzie

Silikony są cenione w przemyśle kosmetycznym ze względu na ich właściwości, takie jak zdolność do tworzenia gładkiej warstwy na skórze oraz poprawianie aplikacji i trwałości kosmetyków. Znajdują zastosowanie w szerokiej gamie produktów kosmetycznych, w tym w kremach, balsamach, szminkach czy produktach do pielęgnacji włosów - odżywkach, szamponach(wygładzają włosy).

Jednak, jak podkreśla Natrue, silikony i składniki ropopochodne, takie jak benzyny, parafina i ozokeryt, w kosmetykach stanowią trwałe zagrożenie dla środowiska.

– Chociaż silikony zapewniają gładką konsystencję i barierę ochronną, ich słaba biodegradowalność budzi obawy dotyczące toksyczności dla organizmów wodnych. Podobnie benzyny, parafina i ozokeryt, cenione ze względu na swoje właściwości nawilżające, również pozostają w środowisku i mogą tworzyć barierę na powierzchni wody, ograniczając wymianę tlenu i wpływając na przetrwanie organizmów morskich – czytamy w opracowaniu Natrue.

Wymienione składniki nie spełniają standardów Natrue i zawierające je produkty nie mogą otrzymać certyfikatu świadczącego o ich naturalności i organiczności. Jako dobre alternatywy Natrue wskazuje  masła i oleje roślinne, krótkołańcuchowe estry pochodzenia naturalnego, pochodne skrobi, proszki mineralne lub roślinne itp.

Czytaj także: Unia Europejska zaostrza ograniczenia dotyczące stosowania silikonów D5 i D6 w kosmetykach