Cosmetic Technology 1 – 2016 (pdf)

Tecnologia A/O/A
Per potenziare l’attività di filtri solari organici UVA/UVB
Eric Wang e Dalphine Chen, Keith West

Viene qui descritta una nuova tecnologia acqua in olio in acqua che funziona come uno scudo isolante in grado di prevenire l’aggregazione delle particelle di filtro UV, aiutandone la dispersione all’interno delle formule. Questa tecnologia che protegge i filtri chimici ha dimostrato in vivo e in vitro, di migliorare la performance SPF, il rapporto di protezione UVA/UVB a banda larga, la sostenibilità SPF e le questioni di sicurezza relativamente alla penetrazione cutanea.

W/O/W Technology
To enhance organic UVA/UVB sunscreen performance

A new water-in-oil-in-water technology is described here that functions as an isolating shield, preventing UV filter particles from aggregating and helping their dispersion in formulas. The technology is shown in vitro and in vivo to improve SPF performance, UVA/UVB wide band high protection ratio, SPF sustainability and safety concerns regarding skin penetration.

Formule stabili con ingredienti critici
Il piacere di formulare
Achim Friedrich, Petra Biehl, Frank Unger, Jan Marian von Hof, Jürgen Meyer

La sostenibilità è uno dei maggiori trend presenti nel mercato dei prodotti per la cura personale e riguarda sia prodotti di consumo che materie prime cosmetiche. Secondo la definizione standard di sostenibilità, le materie prime cosmetiche dovrebbero soddisfare le esigenze attuali senza compromettere (ad esempio per il loro processo di produzione) la capacità delle generazioni future di soddisfare i propri bisogni. Un altro argomento importante per le applicazioni dei prodotti cosmetici è la protezione contro i raggi UV, evidente grazie ad un numero sempre maggiore di prodotti con un alto fattore di protezione solare (SPF) che vengono lanciati sul mercato. Pertanto, lo sviluppo delle formulazioni è diventato più impegnativo dal momento che gli viene richiesto di incorporare nei prodotti quantità sempre crescenti di filtri UV per ottenere fattori di protezione solare alti. In questo caso, la capacità di stabilizzare tali ingredienti difficili da formulare è una caratteristica fondamentale per le materie prime cosmetiche, in particolare per gli emulsionanti, ed è particolarmente importante quando si tratta di sistemi a bassa viscosità come gli spray, che vengono utilizzati sempre più per la loro comodità e facilità di applicazione. Un’altra tendenza che si può osservare è la richiesta di ingredienti multifunzionali; cioè, idealmente, un emulsionante dovrebbe fornire altri benefici in aggiunta ad un’eccellente stabilizzazione dell’emulsione. A questo proposito, le proprietà idratanti sono di particolare interesse per i prodotti per la cura della pelle e per i prodotti con protezione solare: secondo una ricerca di mercato da noi svolta nel 2012/2013, un quarto dei prodotti solari lanciati globalmente vanta benefici di idratazione.

Stable formulations with critical ingredients
The pleasure of making

Sustainability is one of the megatrends in personal care and cosmetics and it applies to cosmetic consumer products as well as to cosmetic raw materials. According to the standard definition of sustainability, cosmetic raw materials should meet today’s needs without compromising (e.g. due to the process of their production) the ability of future generations to meet their own needs. Another major topic for personal care applications is the protection against UV radiation which becomes evident by an increasing number of cosmetic products with a high sun protection factor (SPF) being launched. Therefore, formulation development has become more challenging as increasing amounts of UV filters have to be incorporated in order to achieve high sun protection factors. Here, the ability to stabilize such demanding ingredients is a key feature for cosmetic raw materials, especially for emulsifiers, and it is particularly important when it comes to low-viscous systems such as sprays, which are used more and more due to their convenience and easy application. Another trend which can be observed is the demand for multifunctionality, meaning an emulsifier should provide benefits in addition to excellent emulsion stabilization. Here, moisturization is of particular interest for skin care and sun care products: according to an own market research done in 2012/2013, one quarter of the global launched sun care products claim moisturization/hydration benefits. A suitable technology platform for the development of an emulsifier which meets all these current market trends and needs are polyglyceryl esters. This can be demonstrated by various studies using the new and unique emulsifier TEGO® Care PBS 6 (INCI: Polyglyceryl-6 Stearate (and) Polyglyceryl-6 Behenate) which combines all these market requirements in one sustainable cosmetic ingredient.

Dermocosmesi e scienza medica verso l’economia verde
Il ruolo delle Nanofibrille di Chitina e dei Bio-nanocompositi
Pierfrancesco Morganti, Maria Luisa Nunziata, Paola Del Ciotto, Maria Cardillo

I principali attori della dermatologia cosmetologica sono i capelli, costituiti da una struttura proteica ricoperta da tegole di cheratina, e la pelle, il cui strato esterno è formato da corneociti anch’essi ricchi di cheratina. Entrambe queste strutture, composte da cellule cheratinizzate legate da lipidi e direttamente esposte agli attacchi ossidativi-ambientali, rappresentano la barriera difensiva dell’organismo nei confronti delle aggressioni esterne. La funzione barriera della pelle e dei capelli dipende dalle proprietà chimico-fisiche dei corneociti e delle tegole cheratiniche che regolano anche l’interscambio di acqua, ossigeno e anidride carbonica, modulando la penetrazione delle sostanze nutritive e prevenendo l’ingresso dei microrganismi patogeni. Se da una parte i lipidi cutanei sono costituiti da ceramidi (il cosiddetto “collante” delle cellule, 50%), acidi grassi e colesterolo, dall’altra le tegole cheratiniche dei capelli sono formate da proteine (˜75%) legate tra loro da acidi grassi (˜25%) con preponderanza dell’acido 18-metileicosanoico (18-MEA). Inoltre, sia la cute che i capelli sono dotati di un sistema antiossidante composto da enzimi e molecole specializzate in grado di combattere gli attacchi ossidativi dell’ambiente. Qualsiasi sbilanciamento di questa complessa struttura provoca modifiche a livello del DNA, dei lipidi e delle proteine, causando perdita di funzionalità della barriera della cute che presenterà rughe più o meno profonde, e dei capelli che perderanno lucentezza, spessore e pettinabilità. La sfida della dermatologia cosmetologica è quella di produrre cosmetici innovativi, sicuri ed efficaci in grado di regolare la produzione di cheratine, lipidi e antiossidanti migliorando l’aspetto della persona. Per ottenere questi risultati è necessario sviluppare sistemi topici capaci di liberare la giusta concentrazione del giusto principio attivo, nella giusta area del corpo e nel giusto periodo di tempo (4 G), stimolando la sintesi dei componenti della struttura extracellulare cutanea (ECM) e della corteccia dei capelli. Inoltre, al fine di salvaguardare la biodiversità del nostro pianeta, i principi attivi utilizzati dovranno essere prodotti da materie prime verdi, come le nanofibrille di chitina ricavate dagli scarti della lavorazione dei crostacei, e i derivati ligno-cellulosici ricavati dalla biomassa vegetale, attraverso un sistema di produzione a basso consumo di acqua ed energia. In questo lavoro verranno presentati i risultati di due progetti di ricerca, uno europeo, Biomimetic (www.biomimetic-eu-project.eu) ed uno della Regione Lazio, Chitofarma (www.opencoesione.gov.it/progetti).

Cosmetology and medical science for a green economy
The role of Chitin Nanofibrils and Bio-nanocomposites

The main substrate of interest in cosmetic dermatology are hair, covered with hard keratin-scales, and skin Stratum Corneum (SC), the outermost cell layer of the skin. Both, directly exposed to the assault of pro-oxidative stressors and composed of dead cells filled with specific type of lipids and cross-linked proteins, represent the barrier of our body to the environment. The barrier function of both skin and hair depends on the physicochemical properties of corneocytes and scales, which regulate and interchange water loss, oxygen and carbon dioxide, modulating the penetration of active ingredients and preventing the entrance of pathogenic microorganisms. While the skin lipid structure consists predominantly of ceramides (~50%) connected with fatty acids and cholesterol, the hair epicuticle membrane (scale) contains highly cross linked proteins (~75%) and adsorbed fatty acids (~25%), 18-methyleicosanoic acid (18-MEA) being the most abundant. In addition, skin and hair are equipped with network of enzymatic and non-enzymatic antioxidant systems, that counteract the oxidative injury. An imbalance of these complex structures leads to modifications of DNA, lipids, and proteins, resulting in loss of functionality of the barrier key components of both hair and skin. As a consequence, skin wrinkling appears and hair lose luster and alignment, decreasing its thickness and combability. The challenge of cosmetic dermatology is to produce effective and safe cosmetic products able to modulate both the keratin-lipid production and the antioxidant synthesis at level of skin and hair, improving body appearance. To obtain these results it is necessary to develop topical systems capable to deliver the right concentration of the right active ingredient to the right site in the body, in the right period of time (4 R’s). Moreover, in order to preserve the biodiversity of our planet, these products have to be produced by a low consume of water and energy and by the use of green raw materials as, for example, Chitin Nanofibrils (from fishery’s waste), and lignocellulosic compounds (from plant biomass). In this paper the results of two research projects will be presented and discussed: the first from the European Union, EU Biomimetic project (www.biomimetic-eu-project.eu) and the other one from Regione Lazio, Chitofarma (www.opencoesione.gov.it/progetti).

REVIEW

Secretoma
La comunicazione cutanea sotto controllo1
David Boudier, Anne Guzman-Struillou, Jenny Laumonier, Géraldine Bon, Brigitte Closs

Per meglio comprendere l’invecchiamento cutaneo collegato alla disregolazione dei secretomi, da alcuni anni la ricerca SILAB si è focalizzata su diversi pathway di comunicazione intertissutali. Tra questi, uno in particolare ha colpito la nostra attenzione orientandola verso un concetto anti-age innovativo: il pathway di comunicazione derma/ipoderma.

La comunicazione tra cellule dello stesso tessuto o tra cellule di tessuti adiacenti costituisce un’efficace strategia di difesa per l’organismo. Tuttavia, con l’età o per effetto di fattori esterni questa strategia perde la propria efficacia. Questa modificazione dei principali pathway di comunicazione intra o intertissutale può causare uno sconvolgimento dell’omeostasi all’interno di un organo e rafforzare i conseguenti effetti indesiderati. Da alcuni anni i ricercatori si interessano a questi pathway di comunicazione, concentrandosi non su un unico marker biologico, quanto piuttosto sulle variazioni di espressione, sintesi o attività di famiglie di molecole. È in questo contesto che è nato il termine “secretoma” o “secretomica” nei primi anni del 2000 (1). Il termine viene utilizzato per descrivere lo studio globale di tutte le proteine secrete da una cellula o un tessuto, o di parte di esse, in un dato momento e in determinate condizioni. Le proteine secrete sono molecole attive. Esse riflettono lo stato metabolico di cellule o tessuti in determinate condizioni e svolgono un ruolo cruciale nella regolazione di diversi pathway fisiologici.