Сегодня макромир парадоксальным образом встретился с микромиром. Созданы технологии основанные на манипулировании отдельными атомами и молекулами для построения структуры с заранее заданными свойствами, производство и применение этих структур, приборов и систем, объем и размер которых контролируется в нанометрической шкале. (Один нанометр (нм) равен 1 миллиардной от метра.) Такое определение дают понятию «нанотехнологии».

Это одна из самых перспективных областей научных исследований. По последним оценкам инвестиции составили около 5 миллиардов евро, 2 миллиарда из которых внесены из частных источников (по данным Европейской Комиссии 2004г; см. таблицу 1.1). За период 1995-2001гг. количество опубликованных патентов в области нонотехнологий увеличилось в четыре раза.

Нанотехнологии крайне востребованы на мировом рынке. США инвестирует ежегодно 3 миллиарда долларов в изучение и развитие нанотехнологий, что является 1/3 от общей суммы государственного и частного инвестирования во всем мире.

Таблица 1.1 Финансирование развития и изучения нанонауки и нанотехнологиий в различных странах

(источник - Европейская комиссия 2004)

Страна

Затраты на нанонауку и технологии
Европа В настоящее время финансирование составило 1 миллиард евро,2/3 из которых пришли из национальных и региональных программ
Япония За период 2001- 2003 сумма увеличилась с 400 до 800 миллионов долларов и выросла на 20% в 2004
США Закон об Изучении и Развитии нанотехнологиий 2003г. привлек за 2005-2008гг. к науке около 3.7 миллиардов долларов
Великобритания С запуском стратегической программы 2003г. правительство запланировало на период 2003-2009 на изучение нанотехнологиий по 45 миллионов фунтов стерлингов ежегодно

 

Нанонаука и нанотехнологии задействованы в целом спектре областей, таких как химия, физика, биология, медицина, инженерия, электроника.

Цель нанотехнологиий – создание структур, приборов, систем с новыми свойствами и функциями.

Частицы, уменьшенные до нанометровых размеров преобретают новые, ранее неизученные свойства. Прежде всего, это связано с увеличением покрывающей поверхности частиц, что приводит к увеличению химической реактивности. Химические реакции происходят на поверхности, и это означает, что материал, состоящий из наночастиц, будет более активен, чем материал той же массы, но из частиц большего размера. В косметологической промышленности нанотехнологии находят очень широкое применение: солнцезащитные средства,Anti-age косметика, средства для лечения угревой сыпи, краски для волос, использование наночастиц в которых позволило значительно повысить их эффективность. Так, хорошо известные косметические средства, обладающие выраженными себостатическими свойствами (диоксид кремния, тальк, каолин, глина, слюда.) благодаря инновационным технологиям преобретают новые свойства. Полученный высокодисперсный диоксид кремния с размером частиц от 4 до 40 нм обладает чрезвычайно большой сорбционной поверхностью. Суммарная площадь сорбирующей поверхности одного грамма наночастиц кремнезема составляет около 400 м2. Помимо увеличения сорбционной поверхности, используются в качестве носитнлей биологически активных веществ и при нанесении на кожу являются физическим методом коррекции морщин ( о чем свидетельствует изучение косметических средств «Леорекс.»)

В нанотехнологиях заключен огромный потенциал – улучшения здоровья и повышенияэффективности средств, издавна использующихся в косметологии. Однако, нужно не только восхищаться стремительным развитием науки, но учитывать потенциальные нежелательные эффекты. Изменение структуры и/или размера наночастиц в большинстве случаев приводитк изменению их химических и\или физических свойств, что в свою очередь может повлиять на степень их токсичности. В связи с этим встает вопрос о регулировании в области нанотехнологий, т.е. создание законодательной базы, согласно которой будет оцениваться любой потенциальный риск, связанный с использованием наночастиц. Встает вопрос о необходимости подробного изучения новых свойств, которые преобретают косметические средства, изготовленные по нанотехнологии.

В 2004г. Королевское Сообщество и Королевская Академия Инженерии подготовили доклад, где говорилось о достоинствах нанотехнологий и предупреждалось об опасностях. Также в докладе подчеркивалось о потенциальных изменениях свойств частиц.

Королевское Сообщество порекомендовало, чтобы на косметических продуктах, содержащих наночастицы, это четко указывалось. В плане безопасности нужно учитывать общий токсикологический профиль, химическую структуру и уровень воздействия.

Научный Комитет по Косметическим и Непищевым Продуктам изучал в лабораторных условиях ночастицы оксида цинка, используемого в солнечных кремах, и ученые пришли к выводу, что у данных частиц объемом менее 200 нм замечены фото-токсические свойства, и порекомендовали провести исследование на животных (2003). Но Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (США) одобрил использование оксида цинка в солнцезащитных кремах в любой пропорции.

Наночастицы диоксида титана применяющиеся в солнцезащитных кремах, оксид железа служит основой для некоторых продуктов, например губная помада. Были подозрения, что наночастицы могут проникнуть сквозь кожу, высвободить там свободные радикалы и принести вред молекулам нуклеиновой кислоты. Было проведено изучение, и Научный Комитет по Косметическим и Непищевым Продуктам заверил, что нет поводов для опасения - используемые частицы не проникают под эпидермис и не приносят вреда. Косметические средства используются на неповрежденной коже, что принималось во внимание при изучении. А на пораженной коже вполне вероятно проявление какого-то раздражения.

На основе наночастиц кремнезема создана серия косметических средств «Леорекс», направленных на коррекцию возрастных изменений и лечение акне. Частицы столь мелкого размера, от 4 до 40 нанометров преобретают новые свойства: увеличение сорбционной поверхности, повышение противовоспалительного действия, являются носителями биологически активных веществ и переворачивают общепринятые принципы ухода за жирной кожей, включая сразу три этапа (очищение, увлажнение и питание, защиту). В Леорексе содержатся гидрофильные и гидрофобные наночастицы кремнезёма. При нанесении Леорекса на кожу его гидрофильные частицы проникают в выводные каналы потовых желез, а гидрофобные - в выводные протоки сальных желез и в сально-волосяные фолликулы. Таким образом формируются гидрофильные и гидрофобные выросты сетки наночастиц Леорекса, с помощью которых последняя «закрепляется» на коже. По этим выростам через сально-волосяные фолликулы и выводные протоки сальных и потовых желез вода из геля Леорекс диффундирует в кожу. По мере того, как это косметическое средство высыхает, а вода оставляет гель Леорекс, его объем сокращается, и слой Леорекса, в виде сети наночастиц на поверхности кожи и внутри нее сжимается. Рис.1. Кожа, вступившая в тесный контакт с решеткой Леорекса расположенной на поверхности , движется вслед за наночастицами к наружи, создавая отрицательное давление в подлежащих пространствах и тем самым улучшая циркуляцию крови в подкожных микрокапиллярах. Корнеоциты, впитывая воду, набухают, что способствует их механическому удалению с поверхности эпидермиса и обеспечивает деликатное отшелушивающее действие препарата. Возникшие в Леорексе новые межмолекулярные взаимодействия и последующие процессы сорбции корнеоцитов на поверхность наночастиц Леорекса, обеспечивают нормализацию процессов кератинизации, удаление избыточного количества кожного сала, как с поверхности кожного покрова, так и из устьев выводных протоков сальных желез.

Также наночастицы кремнезема влияют на бактерии, в частности на P. Acnes. Величина адсорбции микроорганизмов составляет до 3 млрд. микробных тел на 1г сорбента. Столь высокий связывающий эффект обусловлен феноменом агглютинации микроорганизмов у высокодисперсного кремнезема. pH OH-групп частиц препарата снижает pH кожи в области их контакта, что обеспечивает менее благоприятную среду для развития и роста бактерий, а капсулирование и их частичная дегидратация за счет адсорбции воды мембран бактерий при их контакте с наночастицами приводит к инактивации в продуцировании бактериями ряда ферментов, стимулирующих воспалительные процессы. Кроме того, известен эффект значительного увеличения биодоступности и пролонгирования действия биологически активных веществ, связанных с наночастицами Леорекса, за счёт воздействия наноструктурных частиц кремнезема на проницаемость клеточных мембран.

Возникает вопрос о безопасности использования наночастиц кремнезема.

Доказано, что этот вид кремнезема безвреден в токсикологическом и дерматологческом плане, но может быть токсичен при вдыхании и контакте с легкими. т.к частицы столь мелкого размера беспрепятственно попадают в клетки через клеточную мембрану, нарушив при этом важные функции клетки – подвижность и способность удалять бактерии, тогда как частицы ‘большего объема - могут быть удалены макрофагами. (Renwick et al 2001) Препарат представлен в виде геля и отличается значительным повышением вязкости , т.к. кремнезем, образован термическим способом . Такая форма препарата исключает контакт с легкими, что делает использование Леорекс безопасным.

Клиническое исследование косметических средств Леорекс (Lorex Pure, Lеоге Vital, Lеогех Вiо) для ухода за жирной кожей, осуществленное на 20 соматически здоровых пациентах также подтвердило безопасность и эффективность использования наночастиц кремнезема.

Клинически значимое улучшение состояния кожи наступило в среднем через две недели от начала наблюдения, у 2 пациентов - через 7 дней от начала применения Леорекс. Клинический эффект Леорекса заключался в уменьшении сальности кожи, прекращении появления свежих элементов и рассасывании старых. Выражен отбеливающий эффект препарата. Отмечено появление в окраске кожи лица свежих розовых тонов и исчезновение землистых оттенков. Важно отметить, что ни у одного пациента, проходивших лечение не отмечалось наличие побочных эффектов и проявлений аллергической реакции

Быстрое развитие клинического эффекта у 1 пациента, по-видимому, определялось состоянием кожи этого пациента: полная ремиссия угревой сыпи (3-я степень тяжести) продолжалась более 1,5 лет. Высыпаний на коже не было. Однако была выражена себорея.

Кроме того, Леорекс был назначен одной пациентке с 3-мя конглобатными элементами на щеке для ухода за неизмененной кожей. В результате применения данных косметических средств наряду с улучшением состояния кожи в целом отмечено выраженное клиническое улучшение и регресс элементов сыпи.

Под наблюдением так же находилась пациентка 55 лет с жирной увядающей кожей. В результате применения Леорекс нормализовались показатели гидролипидной мантии кожи, улучшился микрорельеф, был выражен отбеливающий и поросуживающий эффекты. Отмечалтся лифтинг кожи.

Кроме того, объективные данные себометрии, корнеометрии и pH-метрии подтверждают эффективность препаратов Леорекс.

Нанонаука стремительно идет вперед и имеет огромный потенциал во многих сферах и областях применения, являясь огромным полем для развития науки. Но пока нанотехнологии вызывают слишком много сомнений в плане безопасности здоровья и окружающей среды. Поэтом,у проводя разнообразные исследования, изучающие феномен наночастиц, их применения и влияния с разных сторон , необходимо более детально изучать новые свойства, приобретенные косметическими средствами, содержащими наночастицы, уделяя при этом большое внимание предотвращению возможных негативных последствий. С целью предотвращения вреда потребителю от неизученных эффектов нанокосметики следует указывать на этикетках новых косметических средств о содержании наночастиц, учитывая при этом общий токсикологический профиль, химическую структуру и уровень воздействия.