Zastosowanie nanocząstek srebra w kosmetyce

Zgodnie z projektem PEN (ang. Project on Emerging Nanotechnologies), w 2011 roku na rynek konsumencki wprowadzono bardzo wiele materiałów zawierających nanocząstki srebra. Z 1300 produktów mających w swoim składzie nanometale, stanowią one 24%, co wskazuje na szczególne zainteresowanie nimi w różnych gałęziach gospodarki [9]. Utworzono specjalną bazę danych – The Silver Nanotechnology Commercial Inventory (SNCI) skupiającą wszystkie produkty komercyjnie dostępne, zawierające nanocząstki srebra.

W przedstawionych zestawieniach, wyroby kosmetyczne z nanocząstkami srebra zostały sklasyfikowane w kategorii Zdrowie i Fitness [10] (rys. 5).

Rys. 5. Klasyfikacja produktów zawierających nanocząstki srebra [10].

Zasadne w tej kwestii wydaje się być pytanie: skąd tak duże zainteresowanie zastosowaniem nanosrebra, zwłaszcza przy produkcji kosmetyków? Za odpowiedź posłużyć może lista korzyści płynących z jego wykorzystania przedstawiona poniżej:

• wykazuje silne działanie antybakteryjne, antywirusowe i antygrzybicze - skutecznie niszczy patogeny i hamuje ich rozwój,

• przeciwdziała stanom zapalnym skóry,

• przyspiesza gojenie się ran i oparzeń,

• ułatwia leczenie trądziku i łojotokowego zapalenia skóry,

• przedłuża trwałość produktów oraz zapobiega skażeniom pierwotnym i wtórnym kosmetyków,

• nie podrażnia skóry - może być stosowane przez alergików i osoby wrażliwe na uczulenia.

echy wymienione powyżej sprawiają, że nanosrebro może być efektywnym składnikiem wielu produktów dostępnych na rynku. Dokładniejsze jego wykorzystanie zostanie przedstawione na przykładach kosmetyków znalezionych w Internecie oraz zapewnieniach producentów o ich działaniu. Ze względu na efektywność w walce z mikroorganizmami, największą grupę stanowią środki czystości, takie jak mydła, żele pod prysznic, dezodoranty, szampony, pasty do zębów i płyny po goleniu. Wśród nich warto wymienić:

• szampon – Nanover Nano Silver Hair Shampoo firmy Nanogist, którego głównym zadaniem jest eliminacja łupieżu i swędzenia skóry głowy. Zawarte w składzie nanocząstki pomagają również w leczeniu zakażeń skóry spowodowanymi epifitami oraz zwalczają bakterie i stany zapalne [11].

• antyperspirant Atomus firmy VinSvin – środek przeciwdziałający nadmiernemu poceniu się. Nanosrebro zabija bakterie odpowiedzialne za powstawanie nieprzyjemnego zapachu. Ponadto produkt łagodzi stany zapalne, nie uczula i nie podrażnia także po depilacji [12].

• żel pod prysznic i mydełko naturalne firmy VinSvin. Przeznaczone są do skóry wrażliwej i skłonnej do podrażnień. Oba produkty posiadają właściwości m.in. antybakteryjne, łagodzą stany zapalne skóry, zapobiegają powstawaniu grzybicy stóp i paznokci. Ponadto są to kosmetyki nieuczulające i niewywołujące reakcji alergicznych [13].

• płyny do płukania jamy ustnej i pasty do zębów np. pasta Nanowell, która oprócz właściwości odkażających leczy zapalenie dziąseł [14].

Działanie nanocząstek srebra jest również szeroko wykorzystywane w leczeniu trądziku i innych zmian skórnych wywołanych patogenami. Dlatego środki do pielęgnacji skóry problemowej stanowią dużą grupę kosmetyków,

w których nanosrebro jest głównym składnikiem aktywnym. Grupa ta obejmuje preparaty takie jak: mydła, toniki, kremy, np.:

• mydło Cyclic Nano Silver - przeznaczone do pielęgnacji szczególnie cery tłustej i trądzikowej. Zawarte w produkcie nanosrebro zabija szkodliwe bakterie i grzyby, pomaga w walce z trądzikiem, złuszcza naskórek oraz zmniejsza plamy starcze i uszkodzenia skóry spowodowane promieniowaniem słonecznym. Ponadto odświeża ciało niszcząc bakterie powodujące nieprzyjemny zapach [15].

• kremy – w lini kremów firmy Nanopower – nanoczastki srebra, oprócz swojego działania biobójczego, stanowią barierę przeciw wysychaniu skóry. Zapobiegają także pierwszym oznakom starzenia się skóry. Kosmetyki te pomagają w walce z trądzikiem, krostami, stanami zapalnymi skóry, przebarwieniami, wpływają korzystnie na metabolizm i regenerację komórek skóry oraz regulują równowagę wodno-elektrolitową i lipidową [16].

Znacznie mniejszą, ale obecną na rynku światowym grupę produktów zawierających nanosrebro stanowią kosmetyki kolorowe oraz perfumy i wody toaletowe. Przykładem kosmetyków kolorowych są produkty Nanover firmy Nanogist przeznaczone do skóry osłabionej i zniszczonej częstym makijażem oraz dla osób z cerą problematyczną. Funkcją kosmetyków jest antybioza, redukcja porów i poprawa odporności skóry [17].

Obecnie na polskim rynku również można znaleźć wiele kosmetyków, w których nanosrebro jest głównym składnikiem aktywnym. Co więcej są to z reguły kosmetyki produkowane przez polskie firmy. Przykłady takich produktów zostały omówione poniżej:

• produkty serii AcneLine firmy Świt Pharma - kosmetyki przeznaczone do pielęgnacji cery trądzikowej, tłustej i łojotokowej. W skład serii wchodzą: antybakteryjny tonik oczyszczający, antybakteryjny żel do mycia twarzy, krem nawilżająco-matujący oraz antybakteryjny spirytus kosmetyczny. Jak zapewnia producent zawarte w kremie nanocząstki srebra przez swoje właściwości eliminowania i zapobiegania rozwojowi bakterii powodują m.in. „redukcję zmian trądzikowych i zapobiegają powstawaniu nowych, redukcję wyprysków, zapobiegają tworzeniu się zaskórników, przyspieszają gojenie ran” [18].

• preparaty do pielęgnacji stóp Malwa Foot care – firma Pollena Malwa oferuje linię kosmetyków zawierających nanocząstki srebra, w której skład wchodzą kremy, dezodoranty oraz balsam do pielęgnacji stóp.

Zastosowanie srebra w tych kosmetykach wynika z jego właściwości bakterio-, grzybo- i wirusobójczych [19].

• regenerujący krem uelastyczniający na noc firmy Lirene z linii Kolagenowa Młodość - na etykiecie tego produktu producent zamieścił informacje, że zastosowane nanocząstki srebra działają antybakteryjnie oraz przyspieszają regenerację uszkodzonych tkanek [20].

Nanocząstki srebra mogą w produktach kosmetycznych pełnić rolę bezpiecznych konserwantów. Obecnie środki konserwujące są niezbędne do zachowania czystości mikrobiologicznej kosmetyków. Do skażeń mikroorganizmami może dojść zarówno w procesie produkcyjnym (skażenie pierwotne), jak i w trakcie używania produktu: podczas otwierania i zamykania pojemnika (skażenie wtórne).

Istotnym jest aby użyty środek konserwujący był skuteczny, trwały a zarazem nie powodował zagrożeń dla ludzkiego organizmu. Metaliczne srebro oraz związki oparte na srebrze od dawna stosowane były do kontrolowania rozwoju bakterii i grzybów. Jednakże tworzą one osady i agregaty w roztworach, co ma negatywny wpływ na antybakteryjne właściwości konserwantu. Ze względu na to, że srebro fizycznie oddzielone jest od reszty składników kosmetyku, jego działanie biobójcze jest ograniczone. Problem ten może zostać rozwiązany poprzez wykorzystanie srebra w formie nanocząstkowej.

Aktywność przeciwbakteryjna wobec szerokiego spektrum mikroorganizmów oraz stosowanie nanocząstek srebra jako bezpiecznego konserwantu używanego w kosmetykach zostaną przedstawione na przykładzie badań wykonanych przez grupę badawczą Satoshi Kokura z Akademii Medycznej w Kioto [21].

Analiza właściwości antybakteryjnych została dokonana za pomocą zawiesiny mieszaniny bakterii (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus ureus), mieszanin grzybów-drożdży (Candidaalbicans, Aspergillus niger, Penicillium citrium, Aureobasidium pullulans) oraz zawiesiny odpadów kuchennych, które zostały poddane działaniu nanocząstek srebra o stężeniu 1,0 ppm. Próbki zostały zaszczepione w odpowiednio dobranych warunkach a liczba obecnych w nich mikroorganizmów wynosiła około 10⁸ mikroorganizmów na mililitr (tabela 1).

Tabela 1. Liczba mikroorganizmów w zawiesinie inokulum [21].

Zawiesina inokulum W zawiesinie

[CFU/ml] W fiolkach [CFU/g]

Mieszane bakterie 2,4x10⁸ 2,4x10⁶

Odpady 1,8x10⁷ 1,8x10⁵

Mieszane grzyby 3,3x10⁷ 3,3x10⁵ CFU(colony-forming units) – stężenie komórek

Otrzymane zawiesiny następnie użyto jako zakażające dawki (łac. inokulum), które dodawane były do roztworu nanocząstek srebra. Liczba mikroorganizmów w próbach została określona po 7, 14 i 21 dniach (tabela 2).

Tabela 2. Zmiana liczby mikroorganizmów w badanych próbkach po inokulacji [21].

Próbka badana Zawiesina inokulum Liczba żywych komórek [CFU/g]

7 dni 14 dni 21 dni Wyniki przedstawione w tabelach wskazują, że roztwór nanocząstek srebra o stężeniu 1,0 ppm znacznie zmniejszył stężenie mikroorganizmów w badanych próbach. Stąd też można wnioskować, że jest skuteczny w zwalczaniu szerokiego spektrum mikroorganizmów. Ponadto roztwór nanocząstek srebra był stabilny i nie tworzył osadów w czasie dłuższym niż 1 rok, co sprawia, że jest on efektywnym środkiem konserwującym.

W celu zbadania zdolności wnikania nanocząstek srebra przez skórę posłużono się specjalnym testem przezskórnego przejścia. Użyto w nim fragmentów ludzkiej skóry o wymiarach 4 cm x 4 cm pobranych od zdrowego dawcy. Roztwór nanocząstek srebra o stężeniu 0,5 ppm oraz 5,0 ppm został zaaplikowany na powierzchnię skóry (55 µl/cm²). Test przeprowadzano przez 24 godziny dla trzech próbek. Po 1, 6, 12 i 24 godzinach dokonano pomiaru stężenia Ag za pomocą spektrometru mas z indukcyjnie sprzężoną plazmą (ICP-MS) (tabela 3).

Tabela 3. Stężenie nanocząstek srebra [21].

Próba badana Czas ekspozycji na Ag [godz.]

Nie zaobserwowano obecności nanocząstek srebra w warstwie podskórnej.

Najprawdopodobniej nie są one w stanie przeniknąć przez ludzką skórę.

Sytuacja zmienia się jednak kiedy funkcje ochronne skóry są zakłócone przez rany lub oparzenia słoneczne. Cytotoksyczne efekty nanocząstek srebra badano na keratynocytach HaCaT (nieśmiertelna i nienowotworogenna linia komórkowa o przekształconym in vitro fenotypie będąca pierwszą trwałą linią keratynocytów dorosłego człowieka prezentującą normalne różnicowanie).

Komórki zostały poddane działaniu nanosrebra oraz dla porównania działaniu metyloparabenu, który jest środkiem przeciwgrzybicznym często stosowanym jako konserwant w kosmetykach, produktach higieny osobistej i żywności.

Część z próbek została naświetlona promieniowaniem UVB na poziomie 30 mJ/cm². Następnie dokonano badania mikroskopowego dla próbek obu konserwantów. Uzyskane obrazy wykazały, że nanocząstki srebra o stężeniach 0,002 ppm i 0,02 ppm nie mają wpływu na śmierć komórek. W próbce, która została poddana promieniowaniu UVB wykryto natomiast apoptozę, zmiana ta jednak nie była wywołana obecnością nanocząstek srebra, a uszkodzeniami wywołanymi przez promieniowanie ultrafioletowe. Metyloparaben w stężeniach 0,003% i 0,03% również nie powodował śmierci komórek, jednak próbka z 0,003% metyloparabenem wykazała, że wzmaga on śmiertelność komórek pod wpływem promieniowania UVB.