ИССЛЕДОВАНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПРИМЕНЕНИЯ БИОЦЕЛЛЮЛОЗЫ В ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КОСМЕТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

АННОТАЦИЯ

Биоцеллюлоза – это соединение, производящееся бактериями Ацетобактер Ксилинум (Acetobacter Xylinum). Бактерии относятся к классу уксусных. Сама биоцеллюлоза представляет собой пленочку на поверхности сахарных растворов, которая может быть использована при производстве различных эмульсий.

ABSTRACT

Biocellulose is a compound produced by the bacteria Acetobacter Xylinum (Acetobacter Xylinum). The bacteria belong to the acetic class. The biocellulose itself is a film on the surface of sugar solutions, which can be used in the production of various emulsions.

Ключевые слова: Биоцеллюлоза, бактерии, уксусные бактерии, раствор, эмульсия.

Keywords: Biocellulose, bacteria, acetic bacteria, solution, emulsion

На данный момент в международной промышленности, а также частично в российской, заметна тенденция к использованию данного вещества для производства различных косметических средств. В частности можно выделить производство биоцеллюлозных масок для лица. По заявлениям производителей, они должны «освежать, обновлять и придавать сияние коже». Однако важно рассмотреть, какие технологические и химические свойства способствуют заявленным эффектам, а также то, насколько это направление действительно полезно, интересно и перспективно для будущих исследований и разработок.

Химическая структура данного вещества представлена на рисунке ниже:

Рисунок 1. Химическая структура бактериальной целлюлозы (n – степень полимеризации)

Природные полимеры, такие как целлюлозная масса, гидрогели и нановолокна целлюлозы, использовались в качестве основных материалов для изготовления косметических средств. Бактериальная целлюлоза уже была изучена в качестве средства, способствующего высвобождению лекарств, и результаты показали ее эффективность для быстрого высвобождения гидрофобных и гидрофильных лекарств. Однако в литературе можно найти некоторые исследования, касающиеся использования бактериальной целлюлозы для поддержки в косметических целях.

Исследования показали, что биоцеллюлоза обладает высоким уровнем удержания влаги, то есть маска из биологической целлюлозы способна в значительно большей мере увлажнять кожу человека, увеличивать гидратацию. Данные волокна образуют трехмерный материал, который, в свою очередь, обеспечивает возможность проникновения различных полезных элементов, содержащихся в маске глубже в кожу лица.

В качестве полезных экстрактов может быть выбрано практически любое вещество, которое обладает теми или иными полезными свойствами. Одно из рассмотренных исследований изучало воздействие на кожу человека маски из биологической целлюлозы с экстрактом прополиса. Сам по себе этот экстракт широко используется в различных косметических средствах по всему миру и считается безопасным. По заявлениям изготовителей данная маска должна была помочь людям с акне и различными воспалениями на лице, так как прополис обладает противовоспалительными свойствами, а биоцеллюлоза – лучшей гидратацией, то есть увлажнением. Результаты данного исследования оказались положительными.

Помимо этого, в исследовании Р. Perugini необходимо было оценить результат «работы» трех масок из биоцеллюлозы, но с разными экстрактами и добавок для оказания того или иного косметического эффекта. Конкретнее, первая маска должна была создавать омолаживающий эффект, вторая – лифтинг, а третья – обновление клеток. Для определения эффективность биоцеллюлозной маски исследовались следующие параметры кожи:

• увлажнение кожи;
• цвет кожи;
• упругость кожи;
• гладкость кожи;
• уменьшение морщин;
• обновление рогового слоя и некоторые другие параметры.

В исследовании приняли участие 69 здоровых добровольцев европеоидной расы в возрасте от 25 до 64 лет, которые были разделены на три разные группы исследования. Маски из биоцеллюлозы для лица применялись три раза в неделю в течение 4-8 недель в зависимости от исследования.

Результаты данного исследования оказались также положительными. В работе отмечены следующие результаты:

Во-первых, через 2 месяца применения масок с эффектом омоложения было обнаружено значительное улучгение однородности и упругости кожи, а также снижение ее шероховатости. Пример указан на рисунке ниже:

Рисунок 2. Изображение кожи лба в начале исследования и после 2 месяцев применения антивозрастных биоцеллюлозных масок

Во-вторых, один месяц использования масок с эффектом «лифтинг» показал положительные результаты в плане упругости и эластичности кожи.

В третьих, использование маски из биоцеллюлозы с эффектом «обновление клеток кожи» действительно способствовал обновлению дермы за счет отшелушивания верхнего слоя.

Оценки, проведенные с помощью ультразвука, позволили визуализировать и измерить общую толщину эпидермиса и дермы. Измерения толщины кожи проводились с использованием режима А-скана у всех субъектов в начале исследования, а также после 12 и 24 применений.

Это исследование подчеркивает, что маски из биоцеллюлозы являются эффективными системами доставки для успешного высвобождения в кожу нескольких типов активных соединений, оказывающих множество полезных эффектов.

Таким образом, можно говорить о высокой эффективности и безопасности использования косметических средств на основе биологической целлюлозы. Также, это связано с технологическими и химическими свойствами данного «материала», часть из которых уже рассмотрена ранее.

Главным образом в косметологии важна способность биологической целлюлозы связывать молекулы воды и жидких экстрактов, добавленных в средство. Тем самым, увеличивается эффективность от свойств выбранного экстракта.

Также, биоцеллюлоза, в отличие от многих веществ, используемых в косметологии и медицине, не зависит от нюансов производства. Главное, что ее химические свойства остаются неизменными. Другие же материалы, которые могут выполнять схожую функцию, зависят от выбранного исходного вещества, его качеств. Исходя из этого, понятно, что производство и дальнейший рецептурный расчет косметики из биоцеллюлозы значительно проще, чем из других материалов.

Сегодня направление использования бактериологической целлюлозы в косметологии и некоторых других сферах развивается довольно быстро.

Последние тенденции заключаются в объединении как активных веществ, так и природных носителей для разработки новых экологически безопасных космецевтических продуктов. Например, Stasiak-Rozanska и Ploska изучили возможность использования микробной целлюлозы в качестве биоматериала для переноса 1,3-дигидрокси-2-пропанон, что  вызывало изменение цвета кожи. Результаты, полученные в этом исследовании, ясно указывают на жизнеспособность использования этого метода, вызывающего пигментацию кожи. Логично предположить, что данное косметологическое средство может иметь большой успех.

Также, предполагается, что использование биоцеллюлозы в дальнейшем не будет ограничено «тканевыми» и кремовыми масками для лица. Потенциал биологической целлюлозы и ее полезных, дополняющих и безопасных свойств позволит расширить список косметической продукции, в которой она будет использоваться. Тоже самое, можно сказать о технологических преимуществах биоцеллюлозы, а именно, ее простоты.

Список литературы:

1. Amorim J.D.P., Galdino C.J.S., Costa A.F.S., Almeida H., Vinhas G.M., Sarubbo L.A. BioMask, a polymer blend for treatment and healing of skin prone to acne // Chem Eng Trans. – 2020. – Vol 79. – P. 205-210.
2. Pacheco G. De Mello C.V., Chiari-Andreo B.G., Isaac V.L.B., Ribeiro S.J.L., Pecoraro E., Trovatti E. Bacterial cellulose skin masks-properties and sensory tests // J Cosmet Dermatol. – 2018. – Vol. 17, № 5. – P. 840–847.
3. Pat. 20130244977A1 US, Int. Cl. A61K 8/73 C12P 19/04 A61K 8/02. Cosmetic bio-cellulose mask pack sheet and method for manufacturing same / Lee CK, Hsu KC, Cho JC, Kim YJ, Han SH.; assignee Amorepacific corporation, Gyeonggi-do (KR). – 13/881,967; PCT Filed 25. 10. 11; pub. 19.09.13. – 5 c.
4. Perugini  P., Bleve M.,  Redondi R., Cortinovis F., Colpani A.  In vivo evaluation of the effectiveness of biocellulose facial masks as active delivery systems to skin // J Cosmet Dermatol. – 2020. – Vol. 19, № 3. P. 725-735.
5. Stasiak-Rozanska L., Ploska J. Study on the use of microbial cellulose as a biocarrier for 1,3-dihydroxy-2-propanone and its potential application in industry // Polymers. – 2018. – Vol. 10, № 438. – 10 p.
6. Structural and physico-mechanical characterization of bio-cellulose produced by a cell-free system URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26572428/ (Дата обращения 21.01.2024).