НАУЧНО – ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ «ПУЛЬС»

НА ПРАВАХ РУКОПИСИ

Бабина Елена Ивановна

Разработка основных биотехнологических процессов производства и системы управления качеством липидных косметических препаратов

(на примере тоников для проблемной кожи)

03.00.23 – биотехнология

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Научный руководитель: Кузякова Л.М.

доктор фармацевтических наук,

профессор

Ставрополь – 2004

СОДЕРЖАНИЕ

	стр.
Введение	5
Глава 1. Современное состояние и тенденции развития биотехнологии и методов стандартизации липидных косметических препаратов для проблемной кожи (обзор литературы)	10
1.1. Роль липидных косметических препаратов для ухода за проблемным типом кожи.	10
1.2. Использование липидов в производстве косметических и медицинских препаратов	16
1.2.1. Проблемы и перспективы использования липидов в производстве косметических и медицинских препаратов	16
1.2.2.Изучение технологии инкапсулирования в косметике	23
1.2.3.Современные тенденции использования липосом в косметологии	31
1.3. Тенденции применения растительных масел в производстве липидной косметической продукции	34
1.4. Актуальность контроля качества и безопасности парфюмерно-косметической продукции	37
1.4.1 Стандартизация, как основа безопасности продукции	37
1.4.2.Проблемы качества и безопасности парфюмерно-косметической промышленности	40
1.4.3.Современное состояние стандартизации и сертификации парфюмерно-косметической	44
1.4.4. Система управления качеством производства косметической продукции	48
Глава 2. Материалы и методы исследований	55
2.1 Характеристика материалов, вспомогательных веществ и оборудования, применяемых в исследованиях	53
2.2. Методы исследования (объективные и субъективные)	56
Глава 3. Разработка основных биотехнологических процессов производства тоников для проблемной кожи (результаты собственных исследований)	66
3.1. Подбор компонентов для производства тоников для проблемной кожи.	66
3.1.1. Разработка состава фитокомпозиции	66
3.1.2.Выбор вспомогательных сырьевых компонентов	72
3.2. Разработка биотехнологии приготовления тоника для проблемной кожи.	76
3.3. Экспериментальное исследование биологической активности фосфолипидных тоников	85
3.3.1.Изучение противовоспалительного действия	85
3.3.2.Изучение ранозаживляющего действия	88
3.3.3.Изучение увлажняющего действия тоника	95
ГЛАВА 4. Разработка системы управления качеством липидных косметических препаратов (результаты собственных исследований)	98
4.1.Изучение причины несоответствия качества продукции требованиям нормативной документации	98
4.2. Разработка программы мониторинга производства липидных косметических препаратов	99
4.3. Разработка системы управления качеством производством липидных косметических препаратов	124
Выводы	129
Заключение	132
Список литературы	133

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

БАВ - биологически активные вещества

ЖЭ - жировая эмульсия

ЖК - жирные кислоты

ФК - фитокомпозиция

ФЛВ - фосфолипидные везикулы

КМАФАнМ - количество мезофильных анаэробных и факультативно-

анаэробных микробов

ЛРС - лекарственное растительное сырье

МИК - минимальная ингибирующая концентрация

НД - нормативная документация

ОБТК - отдел биологического и технического контроля

ОЛ - общие липиды

ПОЛ - перекисное окисление липидов

ПНЖК - жирные полиненасыщенные кислоты

СМК - система менеджмента качества

ТБ - техника безопасности

ТСХ - тонкослойная хроматография

ЦД - циклодекстрины

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. В последнее время во многих исследовательских центрах развернут широкий фронт работ фундаментального и прикладного характера, направленный на всестороннее изучение обширной группы природных биологически активных соединений, объединяемых общим классификационным названием «липиды». Современные представления, основанные на результатах глубоких структурно-функциональных исследованиях (Швец В.И., 2001, Ефременко В.И., 2003), отводят липидам и их над молекулярным клеточным образованием – биологическим мембранам – важнейшую роль в функционировании основных биохимических механизмов в коже. Данные механизмы определяют и регулируют физическое состояние клетки, ее взаимодействие, как с соседними клетками, так и с факторами окружающей внешней среды (Бергельсон Л.Д., 1987). Возрастающие потребности фармацевтической и косметической отраслей промышленности делают актуальной задачу подбора доступных сырьевых ресурсов и разработку оптимальных биотехнологических процессов производства природных липидных препаратов для ухода за кожей лица. Препараты природного происхождения отличаются от синтезированных химических соединений совершенной формулой, включающей оптимальное соотношение микро- и макроэлементов, витаминов и незаменимых жирных кислот.

В течение всей своей жизни человек активно пользуется тем или иным видом парфюмерно-косметической продукции (мыло, шампунь, зубные пасты, кремы и т.д.). В связи с возможностью проникновения данных средств через кожный барьер и слизистую оболочку с последующим влиянием на отдельные органы человека, разработка методов стандартизации и сертификации, обеспечивающие безопасность данной продукции, приобретают особое значение. За последние 4 года в России было забраковано 12% косметической продукции, представленной в органы стандартизации и сертификации (Вилкова С.А., 2003). Особенно тревожит тот факт, что токсичными свойствами обладали 13,6% продукции, а 22,7% их средств имели микробиологическую загрязненность, то есть напрямую угрожали здоровью потребителей. Одновременно качество продукции является результатом рыночной политики самого предприятия и залогом успешных продаж производимого им товара. Наличие сертификата системы менеджмента качества, отвечающих требованиям ИСО 9000 - это гарантия безопасности здоровья населения и прямые конкурентные преимущества предприятия - производителя на рынке.

Цель и задачи исследования. Целью данного исследования является разработка биотехнологических процессов конструирования липидных тоников для ухода за воспаленной кожей и системы управления качеством их производства. Для достижения поставленной цели следовало решить следующие задачи: 1.На основе биомоделирования разработать рецептуру липидных тоников для ухода за кожей в домашних и профессиональных условиях;

1. Провести подбор доступного эффективного природного сырья;
2. Разработать биотехнологические процессы конструирования липидных тоников для очищения воспаленной кожи;
3. Выяснить эффективность комплексного воздействия на кожу липидного тоника и липосомального крема, имеющего идентичный состав фитокомпозиции;
4. Разработать систему контроля качества липидных тоников на всех этапах технологического процесса;
5. Разработать систему управления качеством и создать алгоритм управления контролем качества производства липидных косметических средств.

Научная новизна. Разработаны рецептуры тоников для ухода за проблемной кожей лица в домашних и профессиональных условиях. С помощью биологической модели Staphylococcus aureus доказана целесообразность введения в рецептуру противовоспалительной композиции, содержащей следующее соотношение лекарственного растительного сырья: по 4 части шалфея и календулы и по 1 части ромашки, крапивы и зверобоя. Дополнительно в состав тоников введена родниковая слабоминерализованная вода, содержащая макро- и микроэлементы, участвующие в ранозаживляющих и регенерационных процессах кожного покрова.

Разработаны основные биотехнологические процессы конструирования липидных тоников для очищения проблемной кожи. Определены параметры технологических операций. Оригинальность разработок доказывают положительные решения о выдаче двух патентов на изобретение РФ (№2003104254\15 от 27.04.2004 и №2003104255\15 от 19.05.2004).

Разработана система комплексного мониторинга и подобраны методы контроля качества на всех этапах технологического процесса, а также впервые предложены для определения качества сырья, полупродуктов и готовой продукции методы, отсутствующие в нормативной документации на косметические средства. Так, доказана необходимость проверки жирно-кислотного состава растительных масел в процессе выбора эффективного сырья для производства липидных препаратов. Срок хранения липидных препаратов предложено определять с помощью микробиологического анализа, показателей перекисного числа и органолептических свойств.

Впервые для производства липидных косметических препаратов составлены Положение и алгоритм управления качеством, позволяющие оптимизировать научно-методические основы мониторинга косметической продукции в соответствии с требованиями международного стандарта ИСО 9000. Внедрение данной системы в производство имеет социальный и экономический аспекты, так как обеспечивает выпуск безопасной высококачественной продукции и увеличивает конкурентоспособность предприятия.

Практическая значимость и результаты внедрения. Работа выполнялась по заказу НПО «Пульс», которое производит липидные косметические препараты. Тоники прошли производственную апробацию, имеют санитарно-эпидемиологическое заключение и сертификат соответствия и в настоящем времени выпускаются в промышленном объеме (акт от 19.05.2004). Результаты экспериментальных исследований комплексного использования для воспаленной кожи тоников и липосомального крема внедрены в работу Центра красоты и здоровья «Альпика» г. Ставрополя (акты №№ 7,8 от 25.03.2004). Испытание эффективности применения тоника серии «Profi Line» совместно с кремом для проблемной кожи проводил врач-дерматолог поликлиники № 9 в г. Ставрополе и подтвердил усиление планируемого терапевтического эффекта.

Разработаны и утверждены НД на липосомальные тоники для проблемной кожи, в т.ч. опытно-промышленный регламент (№05 от 2004 г.), ТУ 9152-018-10280704-04, Положение по управлению качеством производства трансдермальных липидных косметических препаратов (акт от 27.05.04). Данные документы внедрены в работу НПО «Пульс» (акт от 17.04.04).

Разработана и внедрена в учебный процесс кафедры анатомии, физиологии и гигиены человека Ставропольского Госуниверситета программа учебной практики по дисциплине специализации «Физиология человека и животных".

Основные положения, выносимые на защиту. 1. Результаты использования Staphylococcus aureus в качестве биологической модели для определения эффективности действия лекарственных трав позволяют разработать рецептуру препарата с заданными свойствами.

2. Результаты введение в состав тоников для проблемной кожи фитокомпозиции и родниковой воды, богатой макро- и микроэлементами, позволяют повысить их биологическую активность.

3. Тоники для ухода за проблемной кожей лица в косметологических кабинетах содержат повышенное количество биологически активных веществ.

4. Комплексное использование липидных тоников и липосомальных кремов повышают противовоспалительное и ранозаживляющее действие препаратов.

5. Итоги внедрение системы управления качеством на производстве имеют важный социальный и экономический аспекты, так как увеличивают выпуск безопасной высококачественной продукции и повышают конкурентоспособность предприятия.

6. Разработка алгоритма управления контролем качества на производстве оптимизирует научно-методические подходы к мониторингу качества парфюмерно-косметической продукции и увеличивают ее безопасность.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации доложены на Международной научно-практической конференции «Биоресурсы, биотехнологии, инновации юга России» (Пятигорск, 2003); IV Международной научно-практической конференции «Здоровье и образование в ХХI веке» (Москва, 2003); 58-й и 59-й Межрегиональных конференциях по фармации и фармакологии «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции» (Пятигорск, 2003, 2004); Международной конференции «Современные достижения фундаментальных наук в решении актуальных проблем медицины» (Астрахань, 2004); Межрегиональной конференции «Здоровый город: план действий сегодня. Партнерство бизнеса, личности и власти» (Ставрополь, 2004). Материалы диссертационной работы представлены в 8 публикациях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, глав обзора литературы, методов и материалов исследования, двух глав собственных исследований, заключения, общих выводов, списка использованной литературы. Общий объем диссертации – 144 машино­писных страниц. Список литературы включает 133 наименования, в том числе 61 источник иностранных авторов. Работа содержит 19 таблиц и 19 рисунков.

ГЛАВа 1. Современное состояние и ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ БИОТЕХНОЛОГИИ И МЕТОДОВ СТАНДАРТИЗАЦИИ ЛИПИДНЫХ КОСМЕТИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ ДЛЯ ПРОБЛЕМНОЙ КОЖИ

(обзор литературы)

1.1. Роль липидных косметических препаратов для ухода за проблемным типом кожи

Кожа (cutis) образует внешний покров организма, площадь которого у взрослого человека достигает до 2 м2. Из производных кожи у человека имеются сальные и потовые железы, волосы и ногти. В коже человека выделяют эпидермис, дерму и подкожно-жировую клетчатку (гиподерму). В свою очередь эпидермис состоит из пяти слоев: базального, шиповатого, зернистого, блестящего и рогового (Чернух А.М., 1982). Каждый из вышеперечисленных элементов кожи играет свою роль в организме. Так, в базальном слое (stratum bazale) располагаются клетки, способные вырабатывать меланин – меланоциты. Присутствие в клетках зернистого слоя (stratum grantlosum) комплекса кератогиалина с тонофибриллами указывает на то, что в них начинаются процессы ороговения, так как кератогиалин является предшественником рогового вещества – кератина. Другой предшественник кератина – эледин, располагается в блестящем слое (stratum lucidum). Роговой слой (stratum corneum) обладает большой упругостью и плохой теплопроводимостью. Он содержит кератин (белок, содержащий до 5 % серы), который устойчив к действию кислот и щелочей.

Нейтральные жиры составляют основную массу подкожно-жировой клетчатки. Клетчатка содержит до 70 % триоленов, являющихся легкоплавкими триглицеридами. Другие липиды (стерины, стероиды, фосфолипиды) содержатся в клетках эпидермиса и соединительной ткани, в стенках сосудов и в секрете сальных желез (Калантаевская К.А., 1972). Роль липидов в коже складывается из трех составляющих: формирование эпидермального барьера, участие в метаболизме биологически активных молекул и повышение проницаемости рогового слоя для других активных компонентов (Hexsel D.M., 2000). При нанесении на кожу, липиды жиров и масел восстанавливаются в межклеточные липидные пласты, меняя их свойства. Если в масляной фазе преобладают ненасыщенные липиды, то липидная прослойка между корнеоцитами становится подвижной и лучше пропускает водорастворимые вещества (Кучеренко Н.Е., 1985).

Нарушение липидного обмена является причиной ряда воспалительных заболеваний, большинство из которых являются болезнями накопления, так как в результате недостаточности определенного фермента, участвующего в обмене липидов, в клетках обнаруживают аномально большие количества нерасщепленного субстрата соответствующего фермента. К таким заболеваниям относят фурункулез, пиодермию, себорею, а также угревую сыпь. Фурункулез – хроническая рецидивирующая стафилодермия, характеризуется появлением фурункулов. При этом наблюдается острое гнойно-некротическое воспаление волосяного фолликула и окружающей соединительной ткани. Этот процесс сопровождается изменением рН кожи в щелочную сторону и уменьшением ее самостерилизующих свойств. Фурункулез обусловлен внедрением в организм патогенных микроорганизмов, чаще всего стафилококков ( Aekermann, H.-W., 1987).

Пиодермия – группа острых и хронических воспалительных процессов, вызываемых стафилококками, стрептококками, реже синегнойной и кишечной палочками.

Недостаток в коже витамина А играет определенную роль в развитии себореи – нарушении функции сальных желез. В основе заболевания лежит дисфункция в системе гипофиз – половые железы. Переутомление, стресс, органические заболевания способствуют патологическому процессу (Бутова О.А., Кузякова Л.М., Андреева И.Н., 2003).

Угревая сыпь наносит значительный ущерб внешности, хотя и не представляет опасности для жизни людей и не влияет на их работоспособность. Угри обыкновенные – эта распространенное заболевание кожи, которое поражает людей обычно в пору полового созревания. Кроме обыкновенных существует много разновидностей угрей, однако патогенез и основные принципы лечения их схожи (Марголина, 2003).

В патогенезе угревой сыпи участвуют: гиперкератоз протоков сальной железы, закупорка их отмершими клетками и кожным салом, повышение секреции кожного сала в ответ на андрогенную стимуляцию, колонизация сальной железы бактериями Propionibacterium acnes, а затем и другими микроорганизмами (Allenby, A.C, 1969, Aekermann, H.-W, 1987 ).

Основной причиной патогенеза угревой сыпи является избыточная секреция сальных желез (Blank, I. H., 1964, Spruit D., 1966, Spruit D., 1969). Существуют две основные причины повышенной жирности кожи: генетическая предрасположенность (наличие на коже большого количества крупных сальных желез, активно секретирующих кожное сало) и гормональные факторы (андрогены стимулируют секрецию кожного сала, влияют на деление клеток сальных желез) ( (Shaw J. C., 2002).

Одним из популярных методов при лечении акне - использование антибиотиков, влияющих на штаммы микроорганизмов, находящихся на коже. Однако, в 1998 году A. J. Cooper сделал вывод о связи между неудачами в лечении акне и колонизацией на коже антибиотико-устойчивых бактерий. Общий процент случаев устойчивости к антибиотикам возрос с 20 % в 1978 году до 62 % в 1996 году. Чаще всего устойчивость отмечалась к эритромицину, тетрациклину, доксициклину ( Марголина А., 2003).

Исследования, проведенные английскими учеными в городе Лидсе (Coates P., Vyakrnam S., Eady E. A.,2002), позволили установить, что количество пациентов, имеющих устойчивые штаммы бактерий к одному или более антибиотикам, используемым при лечении угревой сыпи, возросло от 34, 5 % в 1991 году, до 55,5 % в 1997 году, затем оно упало до 50 % в 1998 году и снова возросло до 55,5 % в 2000 году. Колонизация антибиотико-устойчивых бактерий на коже сейчас встречается горазда чаще, чем 10 лет назад, что сильно усложняет антибиотикотерапию при акне, а также заставляет применять альтернативные средства при лечении угрей.

Установлено, что при акне необходимо максимально щадящее очищение. Вместо агрессивных очищающих составов и спиртовых растворов лучше применять специальные мягкие очищающие средства, которые не повреждают кожу, а также тоники с низким содержанием спирта и антисептическими растительными экстрактами (Корсун В.Ф., 1995).

Практически все средства, применение которых при воспалительных процессах обосновано патогенетически, а эффективность подтверждена клиническими исследованиями, в той или иной степени раздражают кожу. Это связано с тем, что помимо удаления кожного сала, в них растворяется и часть эпидермальных липидов (Shaw, J.C, 2002). Так, например, салициловая кислота, которая является одной из наиболее часто применяемых активных добавок в препараты, применяемые для борьбы с акне, обладает отшелушивающим и противовоспалительным эффектом. Но, подобно всем средствам от угрей, она раздражает и сушит кожу (Gibson J. R, 1996).

В настоящее время достаточно широко применяется средство для профилактики угревой сыпи, которое в качестве активного начала включает спиртовой экстракт пресноводной губки бодяги. Недостатком данного косметического средства является усиленная эксфолиация ороговевших клеток эпителия, которая в некоторых случаях может катализировать воспалительные процессы. Отмечено также отсутствие регенерирующего и витаминизирующего воздействия на кожу.

Существует биологически активная добавка для косметических изделий, представляющая собой липидный комплекс, полученный путем спиртовой экстракции сенны и содержащая углеводы, стеарины, каротиноиды, производные хлорофилла, белки, токоферол, жирные кислоты, минеральные вещества. ( Пат.РФ №2053763, А61 К7/48). Добавка включается в различные косметические средства, например, в лосьоны для ухода за кожей лица и оказывает активное биологическое воздействие на липидный обмен. Косметологи отмечают, что из-за высокого содержания спирта данный препарат вызывает чувство жжения и аллергическую реакцию.

В разработке тоников для проблемной кожи компании «Academie» (Франция) применяют такие растительные экстракты как ромашка, календула, береза, чистотел, крапива, зверобой и т.д., а также некоторые эфирные масла. Растительные экстракты действуют не так быстро и эффективно как антибиотики, но они более безопасны, и ими можно пользоваться длительное время, к тому же, они содержат помимо липидного комплекса, витамины, природные антиоксиданты и многие другие биологически активные вещества, полезные для кожи. ( Mantle D., 2002).

Научно-исследовательский центр Швейцарской фирмы Mila d, Opiz включил в состав многих средств профессиональной косметики для проблемной кожи экстракты растительных трав. Известные французские косметические компании, такие как «Кристиан Диор» и «Л, Ореаль», использовали для технологии производства тоников для очистки проблемной кожи спиртовые экстракты фитосборов.

В ходе изучения литературных данных (Гончарова Т.П., 1998) установлено, что каротиноиды и флавоноиды, обладают антиоксидантными свойствами, ингибируя избыточное количество перекисных соединений, которые разрушают мембраны клеток кожи. Кроме того, каротиноиды и флавоноиды обладают противовоспалительным, капилляроукрепляющим действием, регулируют жировой, минеральный и водный обмены, процессы регенерации эпидермиса, обладают бактерицидными и фунгицидными свойствами (Петрухина А. Т., 2003 ).

Органические кислоты (муравьиная, аскорбиновая, яблочная, щавелевая и другие) способствуют очищению пор кожи, обуславливая лучшее усвоение питательных и лечебных соединений (Burch, G.E., 1946, Tregear R.T., 1966 Igarashi O., 1991). Сапонины, стероиды и алкалоиды оказывают тонизирующее действие, повышая функциональную активность нервных окончаний, способствуя более быстрому обновлению кожных тканей (Корсун В.Ф., 1995).

В настоящее время, в связи с разработкой и активным внедрением в экспериментальную медицину биофизических и биохимических методов исследования, произошли значительные изменения во взглядах на кожный барьер. Усовершенствование техники экспериментальной микроскопии позволило не только определить точный состав липидов рогового слоя, но и «увидеть» их. Сформулированы основные понятия современной теории эпидермального барьера (Э. Эрнанденс, 2001):

- основной барьерной структурой эпидермиса, от которой зависит его проницаемость, является роговой слой;

-имеется два основных пути проникновения веществ через кожу – трансэпидермальный (через роговой слой) и трансфолликулярный (через сальные железы и волосяные фолликулы, связанные с сальными железами);

-межклеточные промежутки рогового слоя заполнены липидами (именно этим объясняется факт прохождения через роговой слой жирорастворимых веществ);

- липиды рогового слоя организованы и формируют двухслойные пласты;

- на барьерную функцию эпидермиса влияет не только расположение липидов, но и их количественный и качественный состав.

Абсорбция веществ, нанесенных на кожу – процесс пассивный, и во многом определяется физико-химическими свойствами самого вещества (Arct, 2001), такими как :липофильность, размер молекулы (частица, размером более чем 3 кДа не проходит через роговой слой), заряд (роговой слой неполярен, поэтому заряженным веществам через него трудно проходить), связывание со структурными компонентами кожи. Кроме того, на пенетрацию могут влиять и такие внешние факторы как толщина рогового слоя, возраст, кровоснабжение, метаболизм, температура, время контакта, климат. Важную роль играет основа, в которой находится вещество (ее физико-химические свойства, поверхностная активность, рН).

В косметической рецептуре биологически активные вещества комбинируются с различными соединениями, которые придают продукту определенные свойства и могут влиять на поведение активных компонентов в коже.

2. Использование липидов в производстве косметических и медицинских препаратов

Поиск и создание новых классов косметических средств с улучшенными фармакологическими свойствами составляют одно из актуальных направлений медико-биологической науки. В последнее время во многих исследовательских центрах развернут широкий фронт работ фундаментального и поискового характера, направленный на всестороннее изучение обширной группы природных биологически активных соединений, объединяемых общим классификационным названием «липиды».

1.2.1. Проблемы и перспективы использования липидов в производстве косметических и медицинских препаратов

Отдельные типы природных липидных веществ, их биологически активные молекулярные фрагменты и модифицированные синтетические аналоги привлекают большое внимание исследователей как перспективный источник для конструирования лекарственных и диагностических препаратов нового поколения (Элькина Б.И., 1986). Среди огромного множества природных липидов наиболее биологически значимыми являются фосфо- и гликофосфолипиды (Bangham, A.D., 1964). Фосфолипиды, хотя и в относительно небольших количествах, повсеместно распространены в клетках органов и тканей всех типов живых организмов, причем повышенные концентрации этих природных веществ наблюдаются в таких важных органах, как головной и спинной мозг, сердечная мышца, печень, легкие и др. (Petkau A., 1967). В мембранах имеются фосфолипиды двух типов - глицерофосфолипиды и сфингофосфолипиды (Николаев А.Я., 2001).

Глицерофосфолипиды являются производными фосфатидной кислоты
(диацилглицеринфосфата).

Глицерофосфолипиды, представляют собой сложные эфиры глицерина,
высших жирных кислот и фосфорной кислоты.

К основным глицерофосфолипидам относятся:

фосфатидилхолин (Х= - CH2CH2N(CH3)3);

фосфатидилэтаноламин (Х= - CH2CH2NH2);

фосфатидилсерин (Х= - CH2CH(NH2)COOH);

фосфатидилтреонин (Х= - CH(CH3)CH(NH2)COOH);

фосфатидилглицерин (Х= - СН2СН(ОН)СН2(ОН));

дифосфатидилглицерин (кардиолипин)

( Х = - CH2CH(OH)CH2OPO2OCH2CH(OCOR)CH2OCOR);

фосфатидилинозит

ОН Н

Н ОН

( Х = - О Н Н

ОН ОН ОН

В группу сфингофосфолипидов (сфингомиелинов) входят липиды, со-
держащие аминоспирт-сфингозин. Построены сфингофосфолипиды идентично с глицерофосфолипидами.

В них водород гидроксильной группы у первого углеродного
атома церамида замещен на фосфохолин, фосфоэтаноламин или
фосфосерин (Николаев А.Я., 2001).

НО-СН2 О

CH-NH-C-R

HO - CH - CH = CH - (CH2)12 - CH3
церамид

здесь R - углеводородный радикал жирной кислоты, которая связана с
аминогруппой сфингозина амидной связью.

Основная роль фосфолипидов в клетке - быть структурными компо-
нентами мембран (Крейтис М., 1975). По своему химическому строению они относятся к группе так называемых амфифильных соединений, молекулы которых состоят из двух частей, радикальным образом различающихся по своему отношению к водному окружению (Bangham, A.D., 1964). Полярные головы молекул фосфолипидов - гидрофильные, а их неполярные хвосты – гидрофобные (Антонов В.Ф., 1999).

Уникальное строение природных фосфолипидов, в молекулах которых одновременно находятся гидрофобные и гидрофильные фрагменты, предопределяет их незаменимую роль во многих важнейших биологических процессах (Маркин В.С., 1983). В качестве компонентов клеточных мембран фосфолипиды распространены во всех типах живых организмов (Barsukov, L. I., 1977, Cevc G, 1996).

В фундаментальных и прикладных научных исследованиях используют липидные монослойные, бислойные («черные») мембраны, липосомы. (Fountain, M.W., 1982). Основные направления работ в этой области - изучение динамики и подвижности молекул липидов, липид-белковых взаимодействий, фазовых переходов, межмембранных взаимодействий (Крепс Е.М., 1981).

Широкое использование липидов в медицине и косметологии основано на их высокой физиологической активности, малой токсичности, биосовместимости и биодеградируемости ( Степанов А.Е., 1991 ; Дудниченко А.С., Краснопольский Ю.М., Швец В.И., 2001). Благодаря своим особым свойствам, фосфолипиды в организме могут выполнять следующие функции. Транспортные: фосфолипидные агрегаты с инкапсулированными лекарственными веществами, а также биологически активными веществами могут целенаправленно транспортировать их к нужным органам и тканям. Фосфолипидные везикулы также способны удалять определенные компоненты из клеточных мембран, что позволяет корректировать течение метаболических процессов в организме.

Регуляторные: отдельные типы фосфолипидов и их метаболиты активно участвуют в процессах клеточной регуляции (Fountain, M.W., 1982). Так, например, фосфатидилинозиты определяют функционирование биологического цикла, отвечающего за формирование информационно-регуляторных потоков клетки в ответ на воздействие экзогенных факторов (Швец В.И., 1987).

Иммунологическая активность: фосфолипиды проявляют адьювантные свойства и поэтому способны влиять на иммунный статус организма. Антигенные свойства (высокая иммуногенность) липидов вызывают, в ряде случаев, формирование в организме специфических антилипидных иммуноглобулинов. Выявление таких иммуноглобулинов в стандартных иммунологических тестах может быть использовано для диагностики некоторых распространенных заболеваний (Иванова Н.Н., 1990; Краснопольский Ю.М., 1999).

Эмульгирующая способность: данное свойство определяется амфифильной природой фосфолипидных молекул и широко используется для создания биологически активных эмульсий, в которых липиды являются главным стабилизирующим фактором.

Создание медицинских и косметических препаратов на основе липидов основано на использовании этих функций. При этом необходимы индивидуальные фосфолипиды, либо их смеси контролируемого состава, обладающие комплексом определенных свойств.

В производстве липидных косметических средств используют способность фосфолипидов стабилизировать жировые эмульсии и формировать липосомы (Власов Г.С., Салов В.Ф., Торчилин В.П., 1982). В липосомальных кремах, которые в последнее время получили широкое распространение, липиды выступают и как одно из активных действующих начал композиции (Каган В.Е., Скрыпин В.И., Сербинова Е.А., 1986).

Значительные объемы производства, высокие требования к жирно-кислотному составу фосфолипидов делают актуальной проблему доступности сырьевых источников.

В настоящее время основными методами производства фосфолипидов являются химический или ферментативный синтез и выделение фосфолипидов из природных источников. При получении изотопно -, флуоресцентно - и спин - меченных фосфолипидов для научных исследований наиболее часто используется полусинтетический подход, сочетающий химический и ферментативный методы (Швец В.И., 1997). Для фармакологических целей и косметологии обычно используются природные фосфолипиды. Значительные объемы производства, высокие требования к жирно-кислотному составу фосфолипидов делают актуальной проблему доступности сырьевых источников. Производятся фосфолипиды в основном из желтков куриных яиц или соевых бобов, в небольших количествах используется также другое растительное сырье и ткани животных.

Для контроля отдельных стадий в производстве фосфолипидов наиболее часто используют два метода: хроматографию (ТСХ, ВЭЖХ) для определения качественного состава липидов и анализа продуктов перекисного окисления (Лопатин П.В., 1983).

Перекисное окисление липидов – это окисление жирных ненасыщенных кислот молекулярным кислородом (Кучеренко Н.Е, Васильев А.Н., 1985). Этот показатель является одним из основных факторов, вызывающих повреждение биологических мембран и может быть инициировано целым рядом факторов, в том числе и УФ – облучением (Владимиров Ю.А., Арчаков А.И., 1972, Poste G., 1976, Poste G., 1978). Основными стадиями этого процесса являются: образование гидроперекисей, циклизация и последующее расщепление углеводородных цепей с образованием малонового диальдегида, альдегидов и кислот (Владимиров Ю.А., 1989).

В процессах перекисного окисления липидов активатором молекулярного кислорода являются ионы Fе2+. Комплекс Fе2+ - аскорбиновая кислота активирует перекисное окисление липидов во всех типах биологических мембран (Мельянцева Л.П., 1995). Инициировать этот процесс могут также и другие металлы переменной валентности – Cu, Mn, Co, а также соединения, способные образовывать свободные радикалы (Кучеренко Н.Е., Васильев А.Н., 1985). Свободным радикалом называют часть молекулы, имеющую на внешнем уровне неспаренный электрон. Для устойчивого состояния молекула должна содержать на внешней орбитали два электрона, поэтому свободные радикалы активно стремятся отнять недостающий электрон у других молекул. (Удянская И.Л., 2001).

Основной целью нападения свободных радикалов являются фосфолипиды, в состав которых входят жирные ненасыщенные кислоты. При взаимодействии свободных радикалов с молекулой ненасыщенного липида (RН) происходит образование липидных радикалов (R*), которые практически мгновенно реагируют с находящимся в среде окисления кислородом, образуя активные гидроперекисные радикалы (RО2) (Gains N., 1977). Эти радикалы окисляют новые молекулы липидов с образованием липидных гидропероксидов (RООН) и липидных радикалов. Гидропероксиды являются крайне нестойкими соединениями и разлагаются с образованием радикалов RО* (Николаев А.Я, 2001). Процесс разложения гидропероксидов может происходить как спонтанно, так и с участием ионов железа и меди. Эти радикалы, в свою очередь, окисляют следующую молекулу липида. В результате количество свободных радикалов растет лавинообразно ( Удянская И.Л., 2001):

RН + НО* Н2 О + R*

R* + О2 RО2*

RО2* + RН RООН + R*

RООН НО* + RО*

RО*+ RН RОН + R*

Мембраны живых клеток подвергаются окислительному повреждению в результате радикальной атаки. Перекисное окисление липидов – физиологический процесс, а пероксиды – продукты обмена живых клеток, образующиеся на определенном стационарном уровне (Алавердиева С., 1999).Стационарность обеспечивается за счет физико-химической регуляции окислительных реакций, параметрами которой является атиокислительная активность и состав липидов (Senda, ML, 1979). При этом необходимо учитывать, что невозможно изменить какой либо из параметров системы, не затронув остальные (Аристархов С.А., 1976). В последнее время большое внимание уделяется поиску различных антиоксидантов, особенно из природного сырья, поскольку такие соединения более легко выводятся из организма и являются экологически чистыми (Круглякова К.Е, Шишкина Л.Н., 1992). Внутриклеточная антиоксидантная защита дополняется действием внеклеточных антиоксидантов, которые отвечают за очистку от свободных радикалов, в первую очередь, внеклеточного пространства. Наиболее важными внеклеточными оксидантами является глутатион, витамины Е, А, С, глутатион пероксидаза, супероксоддисмутаза и каталаза ( Хертель Б., 2000).

Таким образом, перекисное окисление липидов – важный показатель, определяющий качество липидных препаратов, и оптимизация методов определения данного показателя одна из актуальных задач.

1.2.3. Изучение технологии инкапсулирования в косметике

В современной косметике все больше внимания уделяется активным добавкам - компонентам, которые, будучи включенными в рецептуру в относительно небольшом количестве, могут существенно влиять на свойства готового продукта - его эффективность (например, противовоспалительные и ранозаживляющие свойства) и качество (химическую и биологическую стабильность, внешний вид, сенсорные свойства) (Кубанов А.А., 1996). В роли активных добавок могут выступать как биологически активные (витамины, незаменимые жирные кислоты, отбеливающие компоненты и т.д).; «технологически» активные соединения (консерванты, отдушки, красители, пигменты и т.д.), так и сложные смеси (например, экстракты и синергетические композиции).

К сожалению, во многих случаях, введение активных компонентов в готовую рецептуру лимитируется их химической природой: неприятным запахом, низкой растворимостью, быстрой деградацией из-за окисления, чувствительностью к УФ-излучению или воде, а также плохой переносимостью кожей при нанесении в более высоких концентрациях (Ципоркина И.В., 2002).

При нанесении на кожу активное соединение контактирует с воздухом и быстро окисляется или попадает под прямые солнечные лучи и разрушается под их действием (Sweeney T.M., Downing D.T.. 1997). Примерами таких сверхчувствительных соединений являются ненасыщенные жирные кислоты, витамины А (ретинол) и С (аскорбиновая кислота). Так окисляясь по месту двойных связей, ненасыщенные жирные кислоты способствуют быстрой порче продукта (его прогорканию) (Jagawa, Y., 1971). Под действием УФ-лучей витамин С утрачивает свои антиоксидантные свойства, а витамин А может вызвать сильное раздражение кожи (Arct J, 2001)..

Инкапсулирование активных компонентов, т.е. заключение их в защитную оболочку, рассматривается как перспективное решение этой проблемы. Чтобы выбрать оптимальную систему доставки, следует ориентироваться на несколько моментов (Kas H.S, 2002):

- совместимость системы инкапсулирования с физико-химическими свойствами активного компонента;

- производственные возможности и мощности;

- стоимость;

- выбор сырьевых компонентов для системы доставки;

• желаемый размер частиц.

Среди перечисленных аспектов очень важным является возможность получения систем инкапсулирования высокого качества в промышленном масштабе (Schreier, H., Boustra, J., 1999). Следующим важным моментом в технологии инкапсулирования является поиск инициатора (триггера) их высвобождения и целевой доставки активного компонента непосредственно к органу мишени. Эта проблема мало исследована. Ясно одно - в этой области нужны инновации и свежие идеи, для того чтобы в дальнейшем повысить биодоступность активных компонентов.

Сегодня наиболее перспективными «косметическими» системами доставки считаются микрочастицы (капсулы со структурой «ядро/оболочка», пористые микрочастицы и матричные частицы), липосомы и циклодекстрины. Идея использования технологии микрокапсулирования в косметическом производстве пришла из фармацевтики, в которой исследования в этой области ведутся уже более 40 лет (Kas H.S., 1997). Примером могут служить инъекционные препараты для парентерального введения, в которых активное начало «упаковано» в капсульные частицы. В этом случае концепция «чем меньше, тем лучше» вполне оправдана, и поэтому здесь в качестве систем доставки используют обычно наночастицы размером 20-500 нм (Антонов В.Д., 1993). Размер транспортных частиц в косметике не обязательно должен быть столь малым. В смысле стабилизации чувствительных активных компонентов, большая площадь поверхности маленьких наночастиц скорее неблагоприятный, чем благоприятный фактор. Главными задачами большинства косметических систем инкапсулирования являются обеспечение медленного высвобождения активных компонентов на поверхности кожи и их химическая стабилизация, что снижает побочные эффекты и повышает срок годности продукта, а также проникновение через мембрану клетки.

Микрокапсулы представляют собой сферические системы, в которых активные компоненты располагаются в ядре. Ядро окружено одним или несколькими слоями оболочки. Основными способами приготовления систем «ядро/оболочка» являются: метод разделения фаз, пограничная полимерилизация, коацервация и нанесение покрытия (оболочки), с использованием псевдоожиженного слоя. На современном рынке представлен широкий выбор материалов для капсульных оболочек. Существуют натуральные или синтетические полимеры, такие, как коллаген, альгинат, хитозан, полимолочная кислота, поликапролактам, полиакрилаты, а также воски. (Tholon L, Branka J E, 2000).

Эффективность микрокапсул в составе готового продукта во многом зависит от их поведения в косметической базе. Материал для стенки капсулы необходимо выбирать с учетом присутствия в рецептуре других компонентов таким образом, чтобы:

- обеспечить стабильность микрокапсул в процессе производства и хранения;

- облегчить высвобождение инкапсулированных ингредиентов после аппликации на кожу (Pflucker F. С соавт, 2000).

При изучении матричных систем Muller R.с соавт. (2000) установили, что технология матричных систем базируется на захвате активного ингредиента внутрь однородного матрикса. Активный компонент может быть растворен или суспендирован в материале матрикса. Простейшим методом получения систем этого типа является сушка при распылении. В этом случае, частицы формируются при испарении растворителя из матричного материала (например, природного или синтетического полимера), содержащего активный компонент. Другой вид матричной системы, указанный в работах Mullerа R. - твердые липидные наночастицы (solid lipid nanoparticles, SLN).

В отличие от микрокапсул, пористые микрочастицы (« микрогубки») не имеют оболочки как таковой. Они состоят из натуральных или синтетических полимеров, таких как коллаген, полиакрилат, полиметакрилат или полиамид, и обладают огромной внутренней поверхностью. Микрогубка захватывает активный компонент путем сорбционных механизмов и высвобождает его, в основном, благодаря диффузии. Коллагеновые микрогубки могут быть получены эмульгированием и перекрестной сшивкой с нативным коллагеном. Подобные системы лучше всего подходят для липофильных активных компонентов, таких, как витамин А. Абсорбция витамина А в коллагеновую микрогубку необязательно повысит его стабильность, но увеличит его биодоступность (Rossler B, 1995).

Микрочастицы и микрогубки предоставляют разработчику рецептур широкие возможности в плане выбора сырьевого материала, размера частиц, триггера высвобождения и метода производства, но их, как правило, необходимо готовить «ручным» способом, что требует времени и повышает стоимость конечного продукта.

Еще одним из применяемых на практике способов инкапсулирования являются циклодекстрины (ЦД) - это олигомерные циклические соединения, которые получают путем ферментации крахмала ферментом циклодекстринглюкозилтрансферазой (cyclodextrin glycosyl transferase). Впервые ЦД описал в своей работе Villiers (1891), и с этого момента они стали объектом интенсивных исследований. Чаще всего используют ЦД, состоящие из шести (-ЦД), семи (-ЦД) или восьми (-ЦД) остатков глюкозы. Наиболее выдающимся свойством ЦД является способность формировать молекулярные комплексы с «гостевыми» молекулами. Это свойство обусловлено специфической структурой ЦД - кольца. Внешняя поверхность молекулы ЦД гидрофильная, что делает их растворимой в воде, а внутренняя гидрофобная. В процессе «загрузки» ЦД молекулы воды внутри полости замещаются неполярными молекулами-«гостями», формирующими комплекс с ЦД ( Loftsson T, 1996).

В настоящее время ведутся работы по усовершенствованию ЦД-технологий, в том числе путем химической модификации и получения циклодекстриновых производных. Некоторые из полученных и исследованных производных лучше растворяются в воде по сравнению с не модифицированными «нативными» ЦД.

В медицине ЦД - технологии используются для того, чтобы повлиять на растворимость и кинетику высвобождения многих лекарственных агентов. Все шире становится применение этих технологий в средствах бытовой химии и личной гигиены. Так, «пустые» ЦД используют для уничтожения неприятного запаха на любых поверхностях, включая одежду, мусорные ящики, ковровые покрытия и обои, а также кожу человека. В составе очищающих средств ЦД способствуют удалению избытка кожного сала, а в косметике для производства дезодорантов. Комплексы ЦД с некоторыми липидами могут быть использованы как эмульгаторы. В таком псевдоэмульгаторе липиды представляют гидрофобный «хвост», а циклодекстриновый торус - гидрофильную «головку» ( Filbry A., 2002).

Высвобождение «гостевой» молекулы из ЦД-комплекса после нанесения продукта на кожу обычно запускается при испарении воды, входящей в состав рецептуры. При этом окружение комплекса меняется с гидрофильного на липофильное и молекула-«гость» может быть солюбилизирована липидами кожного сала или самого продукта. Кроме того, конкурентное замещение окружающими липидами может вносить свой вклад в процесс высвобождения( Brewster M. E., 2002).

Успешная история использования липосом в косметике началась в 1986 году, когда на рынке появились первые липосомальные косметические средства (Margalit R., 1995). В середине 60-х годов английский учёный Алек Бэнгхем, выясняя роль
фосфолипидов в свёртывании крови, изучал структуру коллоидных дисперсий, образующихся при набухании фосфолипидов в избытке воды. На электронных микрофотографиях он увидел слоистые частицы, похожие на мембранные структуры клетки ( Tyrrell D.A., 1976 Arnold, J. A, 1985). Липосома - это коллоидная система, представляющая собой замкнутое сферическое образование (везикулу) (Kim, S., Marlin, G., 1981). Оболочка липосомы состоит из амфифильных соединений, формирующих в водной среде непрерывный двухслойный пласт (Jizomoto H., 1989). Липосомы могут быть однослойными (если они окружены только одним пластом) или многослойными (если таких пластов несколько) (Nakagawa X., 1980, Грегориадис Г., Аллисон П, 1983, Dijkstra, J. A, 1988). Всестороннее изучение липосом и механизмов их действия позволяет обосновать различные аспекты их использования в биотехнологии и косметологии (Кузякова Л.М., 2000).

Компонентами липосомальных мембран могут являться заряженные
липиды (фосфатидная, дипальмитоилфосфатидная кислоты, фосфатидилсе-
рин, диацетилфосфат или его ацетат, стеариламин, димиристоилфосфатидили-глицерин), стиролы - холестерин и его эфиры, изопреноиды, токоферол,
жирные кислоты, гликолипиды (ганглиозиды и цереброзиды),
а также, при определенных условиях, некоторые белки, диацетиловый
спирт (Кузякова Л.М., Ефременко В.И., 2000).

Благодаря своей специфической структуре липосомы - потенциальный транспорт гидрофильных и липофильных соединений (Olson F., 1979, Eytan, G.'D., 1982). Вероятно, структурное сходство липосомальной оболочки с биологическими мембранами в сочетании со свойством быть двойным переносчиком делает липосомы столь заманчивыми для использования в косметике. На современном рынке косметического сырья имеется большой выбор «стройматериалов», из которых можно сделать липосомы, - от липидных соединений до неионогенных ПАВ. Однако наибольшей популярностью у потребителей пользуются липосомы, построенные из фосфолипидов, поскольку эти природные соединения имеются также и в коже (Fountain, M.W., 1990 Kettenes – van den Bosh J J, 2000).

Практически 40-летняя история исследований и разработок по использованию липосом в области косметики, фармацевтики и биохимии отражена в огромном количестве научных публикаций (Sacher M., 2003). Первая волна эйфории, связанная с красивой идеей адресной доставки активных компонентов прошла, и сегодня исследователи имеют объективную картину возможностей липосомальных носителей при их использовании в медицине в целом и в косметике в частности (Storm G., 1998).

Так, одно время липосомы активно изучали в качестве носителя лекарственных соединений с целью повышения их биодоступности, растворимости и снижения побочных эффектов. Другой горячей темой для исследований до сих пор является целевая доставка лекарств с помощью липосом. К сожалению, коммерческие примеры использования липосом в медицинских препаратах в России отсутствуют, а за рубежом крайне редки по причине многочисленных трудностей, связанных с разработкой, высокой стоимостью конечного продукта, сложностями при хранении и, что особенно важно с точки зрения медицинского применения, проблемами воспроизводимости результатов и неубедительной статической обработкой данных, а также их стандартизацией (Ефременко В.И., Кузякова Л.М., Умнов А.В., 2001).

В косметике липосомы популярны, благодаря ряду преимуществ, по сравнению с другими технологиями инкапсулирования. Так производство пустых (незагруженных) липосом относительно несложно (Honeywell-Nguyen, P., 2002). Существуют разные методы их получения в лабораторных условиях: экструзия, обработка ультразвуком, гидратация тонкой липидной пленки (Kudrin, A.V., 1981, Grommelin D., 1994), методы «замораживания - оттаивания» и « обращения фаз» (Кузякова Л.М., 2000).

Липосомы - очень гибкие структуры, с точки зрения их загрузки активными компонентами, липофильные соединения включаются в состав оболочки, а гидрофильные растворяются в водной сердцевине (Gregoriadis, G., 1974, Fountain, M.W., 1990, Mauriege, P., 1999).

Использование липосом в косметике сильно ограничено хрупкостью их конструкции. Они могут быть разрушены сдвиговыми силами, действующими в процессе производства конечного продукта. Следует принять во внимание и химическую не стабильность отдельных липосомальных компонентов, особенно если для построения липосомы использовались ненасыщенные фосфолипиды (Ashady R., 1999). Здесь может произойти окисление двойных связей или гидролиз эфирных связей. Однако, поскольку сегодня выбор материала для мембраны липосом обширен, эту проблему можно в той или иной степени решить. Утечка инкапсулированного материала из сердцевины липосомы - это другая проблема, зависящая в большей степени от рецептурных тонкостей и технологий приготовления (Kettenes – van den Bosh J J, 2000).

В последнее десятилетие ведется активная работа по созданию более стабильных и менее чувствительных к различным компонентам липосомальных носителей. С этой целью используют различные добавки, например такие, как холестерин, холат натрия, новые классы ПАВ, которые стабилизуют липосомальную мембрану (Cevc G., 1996). В качестве стабилизаторов иногда используют некоторые заряженные соединения, которые создают поле на поверхности липосомы. В этом случае все липосомы в системе становятся одинаково заряженными и отталкиваются друг от друга (незаряженные липосомы при столкновении могут сливаться). Еще один вариант стабилизации - введение в липосомальную стенку крупных полимерных молекул, которые образуют на поверхности липосомы своего рода щит, препятствующий соприкосновению липосом и их слиянию.

1.2.3. Современные тенденции использования липосом в косметологии

Первое применение липосом в научных исследованиях было связано с моделированием клеточных мембран. Для исследования различных биохимических реакций и взаимодействий, происходящих в растительных и животных клетках, в качестве биологических моделей использовали липосомы. (Love, W.G., 1990). В то время гипотеза липидного бислоя, как основного структурного элемента биологических мембран овладела умами исследователей, и необходимы были экспериментальные доказательства справедливости основных положений этой гипотезы (Medda, S., 1995). Липосомы, как никакая другая модель идеально подходили для решения этой проблемы. Экспериментальная система «клетка-липосома» представляет важный инструмент для изучения различных аспектов функционирования биологических мембран. Эта тема широко представлена в монографии Л.Б. Марголиса и И.Д. Бергельсона «Липиды и их взаимодействия с клетками» (1986). С помощью липосом были установлены закономерности транспорта веществ через мембрану, а также изучены взаимодействия клеток и их мембран с различными биологически активными веществами. (Mowri, H.O. Lichtenberg, D.., 1984).

Изучение проницаемости кожи началось с работ исследователя Homalle, опубликованных в середине 50-х годов ХIХ века. В них было показано, что кожа состоит из нескольких слоев, имеющих разное строение и функции. Homalle впервые заявил о том, что эпидермис гораздо менее проницаем, чем дерма. Чтобы проникнуть внутрь кожи необходимо пройти узкие межклеточные промежутки. Поэтому крупные молекулы (белки, полисахариды) не в состоянии этого сделать. Кроме того, липиды, заполняющие эти промежутки представляют собой гидрофобную среду, не пропускающую водорастворимые соединения. Вместе с тем через липидный барьер легко просачиваются небольшие жирорастворимые молекулы компоненты масел и жиров (Papahadjopoulos, D., 1987). Насыщенные жиры впитываются плохо, смешиваясь с эпидермальными липидами, они делают их более жесткими и менее проницаемыми (Марголина А.А., 2000). Было разработано несколько математических моделей кинетики проникновения различных веществ через роговой слой и их дальнейшего распределения в эпидермисе. (Arct J. et. al., 2001).

Липосомальная косметика достаточно широко представлена как на зарубежном, так и на Российском рынке. Французская компания Academie разработала новую серию препаратов для коррекции фигуры, в которой проникновение БАД для похудения обеспечивается улучшенной системой доставки на основе липосомальных технологий – сферулентов, представляющих собой многослойные липосомы. Научно-исследовательский центр Швейцарской фирмы Mila d, Opiz включил в состав многих средств профессиональной косметики липосомы, как средства для доставки активных компонентов (Марголина, 2001). В России одними из известных компаний, производящих транспортные системы для доставки косметических препаратов являются лаборатория «Низар» (г. Москва) и НПО «Пульс» (г.Ставрополь). Липосомы, которые предлагают использовать в качестве компонентов в косметической промышленности различаются составом липидов и размером, а также биодобавками. Часто их торговое название созвучно названию фирмы-производителя ( например, ровисомы (Rovi, Германия), драгосомы (Dragoco, Австрия), низасомы («Низар», Россия.) или названию серии продукции « альпосомы из серия косметики «Альпика» НПО «Пульс», Россия). Но встречаются и другие варианты, например, сферосомы, дермасомы, ниосомы и т.д. (Эрнандес Е., 2001г.).

Липидные везикулы, попав в липидную среду, тут же теряют свою целостность и встраиваются в клетки или в межклеточные липидные пласты (Pick, U., 1981). Липофильные БАВ вместе с липидами липосом могут диффундировать по межклеточным промежуткам. Липосомы, как очень нестабильные элементы, сохраняют форму при определенных условиях. Быстрая потеря влаги эмульсионным слоем на поверхности кожи приводит к тому, что липосомы начинают разрушаться, высвобождая при этом активные компоненты. Гидрофильные БАВ оказываются в основном под пленкой из липофильных компонентов – там, где есть водная прослойка. Окклюзивный слой способствует улучшению пенетрации водорастворимых соединений. Липосомы имеют плюс и с технологической точки зрения. В них удобно заключать легко окисляемые соединения, что существенно замедляет их деградацию и защищает продукт от преждевременной порчи. Некоторые БАД обладают неприятным запахом, а их инкапсулирование помогает это предотвратить. В 1987 году известные косметические компании создали новый продукт, явившийся плодом усилий их исследовательских лабораторий. Это были липосомальный гель «Каптюр» фирмы «Кристиан Диор» и крем для кожи «Ниосомы» фирмы «Л, Ореаль». В последующие годы в продаже появилось несколько сот аналогичных продуктов. Почти каждая уважающая себя косметическая фирма считала своим долгом предложить покупателю изделия, изготовленные на основе липосом. И сегодня это, пожалуй, самая перспективная в коммерческом отношении область их практического применения (Барсуков Л.И., 1988).

С нашей точки зрения, в основе данного инновационного направления в косметике лежат три обстоятельства. Во-первых, требования для парфюмерно-косметических препаратов являются значительно менее жесткими, чем для лекарственных препаратов, и поэтому путь таких препаратов от исследовательской лаборатории до потребителя занимает значительно меньшее время и обходится производителю намного дешевле. Во-вторых, для косметических целей пригодны липосомы, производство которых не требует сложного технологического оборудования и дорогостоящих исходных материалов. И в третьих, отработка технологии конструирования стабилизации и стандартизации липосомальных косметических препаратов позволит перейти к производству нового поколения лекарственных препаратов.

1.3. Тенденции применения растительных масел в производстве липидной косметической продукции

В настоящие время активно пропагандируется ограничение жиров в рационе. Автоматически в сознании потребителя это переносится на косметические средства, что способствует росту популярности не жировой косметики (гели, кремы на силиконовой основе). На самом деле, как и в питании, так и в косметике вреден не всякий жир, а избыток насыщенных (твердых) жиров. При этом есть жиры, в которых кожа нуждается, и жиры, которые обязательно должны быть включены в рецептуры косметических препаратов, так как они содержат в своем составе жизненно важные для организма компоненты.

Применение в косметических препаратах находят как полиненасыщенные, жидкие масла, так и твердые, полутвердые масла, а также их гидрогенизаты и продукты их переэтерификации. Они применяются в качестве питающих, защитных, транспортных липидных, биоактивных ингредиентов косметических эмульсий, губных помад, масел для детей и принятия ванн, массажных, антицеллюлитных, солнцезащитных препаратов, пережиривающих добавок в гигиенических моющих средствах. Такие масла, как касторовое, миндальное, оливковое, подсолнечное, авокадо и др., непосредственно используются в качестве эмолентов. Масла, с высоким содержанием лауриновой кислоты (кокосовое) широко используются в производстве кускового мыла и ПАВ. Масла используют и в качестве биологически активных субстанций (Woollatt E. The Manufactur of Soap, 1985).

Липофильная часть многих амфифильных ингредиентов базируется на растительных маслах. Растительные масла служат сырьевым источником фосфатидов, токоферолов, фитостеринов. Некоторые, как, например, масло виноградных семян и масла из зародышей злаковых, уникальны, так как являются источником благотворно действующих на кожу природных антиоксидантов, фитостеринов, жирных ненасыщенных кислот. Эти вещества дефицитны в кожном жире, особенно у пожилых людей, и их роль в замедлении процессов старения и осуществлении барьерной функции кожи необычайно велика.

Масла бурачника и черной смородины, содержат значительные количества линолевой кислоты, масло облепихи содержит фитостерины, токоферолы, сквалеин, полифенолы и другие соединения с регенерирующей, защитной, антиоксидантной и влагоудерживающей функциями (Марголина А.А. и др., 2002).

Линолевая и линоленовая кислоты, содержащиеся в растительном масле – единственно истинно экзогенные, незаменимые жирные кислоты, так как они не синтезируются в организме и должны поступать извне (Kantor H.L., 1978). В ходе нескольких ферментативных реакций они превращаются в жирные ненасыщенные кислоты с более длинными углеводородными цепями, а также в тканевые «гормоны» - эйкозаноиды, участвующие в жизнедеятельности организма. Действие на кожу незаменимых жирных кислот представлены двумя механизмами. Во первых, эти кислоты, как и все липиды, могут прямо влиять на структуру межклеточного связующего вещества рогового слоя. А во вторых, они обладают биологической активности за счет метаболитов (Аркт Я., 2001). В различных маслах содержатся неодинаковое количество жирных кислот.

Сложность состава природного растительного масла требует сочетания нескольких методов исследования, основанных на различных физических и химических принципах (Верещагин А., 1972). Этими методами чаще всего определяют йодной число, число омыления, кислотное число, эфирное число, а также химические константы: число Генера, число Рейхер-Мейсля, число Поленске и другие исследования (Ржехина В., 1967). Физическими методами определяется температура плавления, температура застывания, растворимость и некоторые другие показатели растительных масел.

Газохроматографические методы определения жирно-кислотного состава масел проводят согласно требованиям ГОСТ 30418-96 «Масла растительные: Метод определения жирно-кислотного состава» и ГОСТ 51483-99 «Масла растительные и животные жиры. Определение методом газовой хроматографии массовой доли метиловых эфиров индивидуальных жирных кислот к их сумме». Существуют также методики, не указанные в ГОСТах, при помощи которых возможно определение состава жирных кислот. Так, хроматография в тонком слое адсорбента эффективна при изучении липидов (Шоль Э., 1965), а метод ТСХ на носителях, содержащих ион серебра, используется для идентификации неизвестных кислот. Он основан на разделении кислот на одинаковые группы по степени ненасыщенности и геометрической конфигурации. Возможность использования колоночной хроматографии для фракционного разделения соевого и рапсового масел доказана в работе Hayashi (1993).

Популярностью, в настоящее время, пользуется применение комбинированных методов анализа растительных масел. Встречаются методики, посвященные разделению и идентификации жирных природных кислот, сочетающие ГЖХ, капиллярную ГЖХ и ВЭЖХ на обращенных фазах ( C. Blanch, 1998), обратно фазовую ВЭЖХ и масс спектрометрию (Neff, 2001), а также УФ спектроскопию (ультро-фиолетовую).

1.4. Актуальность контроля качества и безопасности

парфюмерно-косметической продукции

История косметологии освещается в разнообразных изданиях достаточно полно, начиная с доисторического развития человека и заканчивая современностью. Однако, крайне мало публикаций о возможных опасностях, связанных с низким качеством данной продукции.

1.4.1. Стандартизация, как основа безопасности продукции

Стандартизация, метрология и сертификация продукции и услуг являются инструментами обеспечения безопасности и важным аспектом многогранной коммерческой деятельности. За рубежом уже в начале 80-х годов пришли к выводу, что успех бизнеса определяется, прежде всего, качеством продукции и услуг. В результате анкетирования работников двухсот крупных фирм США 80% опрошенных ответили, что качество является основным фактором реализации товара по выгодной цене ( Лившиц И.М.,2004).Проблема качества актуальна для всех стран независимо от зрелости их рыночной экономики. Достаточно вспомнить как в разбитых во второй мировой войне Германии и Японии умелое применение методов стандартизации и метрологии позволило обеспечить высокую конкурентность их продукции и тем самым дать старт обновлению экономики этих стран.

В настоящее время изготовитель и его торговый посредник, стремящиеся поднять репутацию торговой марки своей продукции и выйти на мировой рынок, заинтересованы в выполнении как обязательных, так и рекомендуемых требований стандарта. В этом смысле стандартизация является частью современной предпринимательской стратегии. Напомним, что стандарт это документ, в котором в целях добровольного многократного использования устанавливаются характеристики продукции, правила осуществления процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации выполненных работ или оказания услуг.

С развитием человеческого общества непрерывно совершенствовались трудовая деятельность людей, орудия труда и методы производства. В древнем мире уже существовала единая система мер строительных деталей, водопроводных труб и т.д. Первые упоминания о стандартах в России отмечены во времена правления Ивана Грозного, когда были введены для измерения размеров пушечных ядер стандартные калибры – кружала. Петр 1, стремясь к развитию торговли с другими странами, ввел технические условия к качеству отечественных товаров, организовал правительственные бракеражные комиссии в Петербурге и Архангельске. Началом развития стандартизации в нашей стране можно считать введение метрической системы мер и весов, которая была узаконена в 1925 году Постановлением Комитета по стандартизации при Совете Труда и обороны СССР. В 1940 году впервые вводится категория – ГОСТ. В 1993 году принят закон РФ «О стандартизации», который определил меры государственной защиты интересов Потребителей посредством разработки и применения нормативных документов по стандартизации.

В декабре 2002 года был принят Федеральный закон № 184-ФЗ «О техническом регулировании», который ввел понятие «технического регламента», порядок его разработки, применения и определил структуру государственного контроля и надзора за соблюдением требований технических регламентов. Об актуальности принятия данного закона говорит следующий факт: в начале 2003 года в Нью-Йорке была отозвана из торговых точек партия российского молока «Можайское» и «Милая Мила», так как в продуктах был обнаружен сульфонамид – вещество, способное вызвать у человека аллергическую реакцию (Лившиц И.М., 2004). Причина – в различии требований национальных стандартов. Хотя российские ГОСТы на пищевые продукты жестче, чем в Америке, но тест на сульфонамид ими не предусмотрен. Приведенный пример иллюстрирует естественный технический барьер, сдерживающий развитие международных экономических отношений.

Главными элементами технического регулирования должны стать:

-установление, применение и исполнение обязательных требований к продукции, работам и услугам;

-установление и применение на добровольной основе требований к продукции и процессам жизненного цикла продукции;

-правовое регулирование в области соответствия.

Согласно Федеральному закону, технический регламент должен содержать исчерпывающий перечень продукции и процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки и реализации данного вида продукции, а также правила идентификации объекта технического регулирования и минимально необходимые требования, обеспечивающие безопасность продукции и процессов ее производства и реализации. Законом предусмотрено два вида регламентов: общие и специальные. Первые разрабатываются по вопросам пожарной, биологической, экологической и радиационной безопасности. Требования специальных регламентов учитывают технологические и иные особенности отдельных видов продукции и процессов ее производства, хранения и эксплуатации.

Закон указывает, что основной правовой формой принятия регламента является федеральный закон. Авторы разделяют мнение ряда специалистов (Горячев А.В.,2003; Пугачев С.В., 2003; Рубцов А.В. и др., 2003 ; Трейер В.В., 2003).о том, что возведение технического регламента в ранг федерального закона необоснованно, так как это резко увеличит время рассмотрения и принятия его Государственной Думой РФ. Было бы целесообразно, чтобы регламент вводился в действие решением Правительства РФ, а выпуск экспериментальных партий новой продукции – решением местных органов власти при непосредственном участии органов стандартизации, что значительно сократит сроки введения их в действие при достаточно высоком качестве.

1.4.2. Проблемы качества и безопасности парфюмерно-косметической промышленности

Первые упоминания о проблемах качества и безопасности косметических препаратов сделаны еще в 1582 г. (Михеева С., 2003). В середине девятнадцатого столетия в России появилось большое количество как иностранных, так и отечественных косметических средств. Практикующие врачи, сталкиваясь с осложнениями после применения этих средств, встали перед необходимостью систематизации и выработки тактики борьбы с их бесконтрольным применением. В 1866 году в Санкт-Петербурге выходит книга доктора В. Ашира «Популярные лекции о косметических средствах и их влияние на организм человека». В своей работе он не только формулирует понятие «косметические средства», но и достаточно четко и обоснованно выражает свою настороженность по поводу качества данной продукции.

Он писал: «Косметическими средствами называют все те вещества, которые употребляются для поддержания и отчасти для сохранения красоты человеческого тела. Безвредны ли они? Обыкновенно все косметические средства делят на две главные группы: на безвредные и вредные. В первую группу войдут те косметики, которые не содержат в себе ядовитых веществ и ежедневное употребление которых не представляет никаких неудобств. Группа косметических средств, которая включает в себя безвредные средства, подвергается довольно часто обманчивым подделкам. Обыкновенно обман заключается в том, что употребляются вещества не тех качеств, каких бы следовало. Подлог заключается обыкновенно в употреблении алкоголя, добытого из крахмала или древесного уксуса, вместо алкоголя и уксусной кислоты, добытой из вина; в замене хороших сортов жира или масла худшими сортами и т.д. Вторая группа будет содержать в себе те средства, которые имеют в основании ядовитые вредные вещества, употребление которых, даже довольно ограниченное, может быть причиной различных ран. Обязанности специалиста указать всем и каждому на те косметические средства, которые содержат в себе токсические вещества и которых даже редкое употребление может иметь весьма дурные последствия. Следовало бы санитарным властям обязать как фабриканта, так равно и продавца, чтобы они на этикетках своих приготовлений печатали бы все те вредные последствия, которые имеют их приготовления».

В 1888 году в Москве выходит книга доктора медицины М. Боголюбова «Советы по косметике, согласованные с требованиями науки», в которой он пишет о том, что употребление косметических средств без разбору вредно, особенно употребление тех средств, которые всем известны по названию и никому по составу, не говоря уже о «секретных» косметиках.

Ученые выделяют два «золотых» века в развитии отечественной косметологии: первый был в период с 1909 по 1917 год, а второй с 1959 по 1982 год, после того, как вопрос косметологической помощи населению перешел в разряд правительственных решений. (Михеева С., 2003). Однако, не поставленная в свое время точка в отношении косметологии как клинической дисциплины и отсутствие программ в медицинских институтах по специальности врача-косметолога, породило множество ошибок и недоразумений в организации косметической службы, этот процесс усилился после распада СССР. Этот факт отбросил далеко назад достижения отечественной косметологии.

Современные производители косметики используют различные нормативные документы по качеству и безопасности в основном периода СССР, не вникая в их юридическую и практическую суть, в результате чего возникают серьезные проблемы и последствия низкого качества столь широко применяемой продукции. Проблема стабилизации и последующего развития экономики неразрывно связана с вопросами повышения конкурентоспособности предприятий, насыщения рынка товарами высокого качества. В своем послании к Федеральному собранию Президент Российской Федерации В.В. Путин обратил внимание депутатов на серьезное отставание конкурентоспособности нашей продукции. По мнению зарубежных и отечественных специалистов по управлению, конкурентоспособность продукции на 70-80% зависит от ее качества. В подтверждении этого вывода следует заметить, что неценовые методы конкуренции, в которых основное внимание уделяется обеспечению рыночной новизны и повышению качества продукции, на современном этапе становятся преобладающими на мировых рынках. (Горболенко Е.А., Коровкин И.А., 2000).

Анализ успешной экономической деятельности ведущих зарубежных парфюмерно-косметических фирм в условиях жесточайшей конкуренции и борьбы за потребителя показал, что все они достигли успеха благодаря продуманной целенаправленной работе в области качества, создания и внедрения эффективных систем менеджмента качества, отвечающих требованиям международных стандартов ИСО серии 9000. Эти системы позволили им реально запустить процесс непрерывного улучшения качества продукции, вовлечь в него весь персонал предприятия ( Маяцкая Т.В., 2003).

По данным ИСО в 2000 году в 150 странах мира функционируют 408631 предприятие, имеющее сертификаты соответствия согласно ИСО 9001, ИСР 9002 - в 158 странах. Распределение предприятий с международным сертификатом качества по регионам выглядит следующим образом: Европа-53,8%, Ближний Восток и Западная Азия-20,05%, Северная Америка-11,82%, Австралия и Новая Зеландия-6,68%, Африка и Западная Аия-4,94%, Центральная Америка-2,64%. Наибольшее количество сертифицированных компаний находится в Великобритании, Германии и США. В настоящее время в России зарегистрировано менее 1000 предприятий, имеющих сертификаты на системы качества. (Сергеев А.Г., Латышев М.В., Тегеря В.В., 2001).

Развитие международной торговли обусловило необходимость согласования требований к качеству продукции, оптимизации методов и правил оценки ее качества. А расширение научно-технических связей между странами потребовало установления стандартных единых определений, терминов и обозначений. Основной задачей центров Госстандарта России является коренное улучшение качества продукции, как основного пути повышения эффективности производства, снижения себестоимости, экономии денежных и материальных затрат. В 1968 году в России утвержден комплекс стандартов "Государственная система стандартизации" (ГОСТ 1-68), в котором регламентированы вопросы, касающиеся планирования работ по стандартизации, порядка разработки и внедрения стандартов, контроля за их соблюдением. ( Сорина И.М., 1990г.). Установлены следующие категории НТД: ГОСТ; ОСТ; РСТ; ТУ - технические условия. ГОСТ - высшая форма нормативно-технических документов, ОСТы, РСТ и ТУ не должны им противоречить. Стандарты и технические условия подвергаются научно-технической и правовой экспертизе, которая обеспечивает соблюдение законности при их разработке и утверждении (Брославский Л.И., 1987г.). В последнее десятилетие ТУ разрабатываются и утверждаются самими производителями, но при этом они должны быть зарегистрированы в региональных органах Госсанэпиднадзора и Госстандарта России.

В настоящее время качество и безопасность продукции, ее конкурентоспособность связаны с сертификацией, что служит определенной гарантией того, что производимая продукция соответствует требованиям НД. Сертификация способствует внедрению на предприятиях-изготовителях методов контроля, обеспечивающих качество произведенного товара. Она содействует развитию испытательных центров и позволяет получить ощутимый экономический эффект от реализации высококачественной продукции. Следует, однако, отметить, что методы стандартизации и сертификации часто не соответствуют темпам интенсификации производства. В связи с этим возрастает потребность в совершенствовании методов анализа, появляется потребность в повышении квалификации специалистов в области стандартизации.

1.4.3. Современное состояние стандартизации и оценка безопасности парфюмерно-косметической продукции

Качество косметической продукции сегодня необходимо рассматривать как результат рыночной политики самого предприятия, так как именно производитель отвечает за качество своего продукта.