Summary
L'obiettivo del protocollo è di preparare idrolizzato di cheratina da piume di pollo per idrolisi alcalina-enzimatica e di verificare se l'aggiunta di idrolizzato di cheratina in una base dell'unguento di cosmetici migliora la funzione barriera della pelle (intensificazione idratazione e diminuendo la perdita d'acqua transepidermica). I test sono condotti su uomini e donna volontari.
Abstract
Idrolizzati di cheratina (KHs) sono componenti standard stabiliti nella cosmesi dei capelli. Comprensione degli effetti idratanti di KH è vantaggiosa per i cosmetici cura della pelle. Gli obiettivi del protocollo sono: (1) piume di pollo in KH tramite idrolisi alcalina-enzimatica e purificarla da dialisi e (2) verificare se l'aggiunta di KH in una base di unguento (OB) aumenta l'idratazione della pelle e migliora la funzione barriera della pelle, diminuendo perdita di acqua transepidermica (TEWL). Durante l'idrolisi alcalina-enzimatica piume vengono incubate in primo luogo ad una temperatura superiore in un ambiente alcalino e quindi, in condizioni blande, idrolizzate con enzima proteolitico. La soluzione di KH è dializzata, vuoto essiccato e macinato ad una polvere fine. Formulazioni cosmetiche composto da emulsione olio in acqua (O/W) contenenti 2, 4 e 6% di peso di KH (basato sul peso dell'OB) sono preparati. Prova le proprietà idratanti di KH è effettuata su 10 uomini e 10 donne a intervalli di tempo di 1, 2, 3, 4, 24 e 48 h. testato formulazioni sono distribuite a siti sgrassati avambraccio volar. L'idratazione dello strato corneo (SC) è valutata misurando la capacità della pelle, che è uno dei metodi più universalmente usati e semplici. TEWL si basa sulla misurazione della quantità di acqua trasportati a una zona definita e il periodo di tempo dalla pelle. Entrambi i metodi sono completamente non-invasiva. KH costituendo un'occlusiva eccellente; a seconda l'aggiunta del KH in OB, determina una riduzione del 30% in TEWL dopo l'applicazione. KH funziona anche come un umettante, come esso lega l'acqua dagli strati inferiori dell'epidermide al Comitato di vigilanza; all'aggiunta di KH ottima nell'OB, fino al 19% aumento dell'idratazione negli uomini e 22% aumento nelle donne si verifica.
Introduction
Macelli, l'industria alimentare e l'industria conciaria produrre annualmente immense quantità di sottoprodotti solidi cheratina – lana, piume, setole, zoccoli, artigli, corna e simili. Secondo dati statistici più recenti, il peso vivo totale di polli, tacchini, anatre e altri volatili da cortile macellati negli Stati Uniti è 62,5 miliardi sterline l'anno1; nell'UE è circa 28,7 miliardi sterline l'anno. Considerando che le piume rendono fino all'8,5% del peso totale di pollame, gli Stati Uniti da solo produce annualmente circa 5,3 miliardi di chili di rifiuti piume2.
La cheratina è una proteina che esibisce la resistenza chimica perché è fortemente reticolato con ponti disolfuro che rendono difficile l'elaborazione. Ottenere prodotti solubili richiede legami incrociati di sfaldatura e possibilmente svolgimento idrolisi dei legami peptidici3. Scissione dei ponti disolfuro può procedere attraverso una reazione dell'anione del tiolo secondo il seguente modello4,5:
Sun– + – SbSc– ↔ – Sb– + – SaSc–
Con un livello di pH molto elevato, appare anche idrolisi dei ponti disolfuro, in conformità con il modello6
SS –– + → OH– – S– – SOH
In condizioni blande (pH circa 8), anche sulfitolysis si svolge secondo il seguente modello:
– SS – + → di HSO3– – SH + – SSO3–
Il modo più economico di degradante cheratina è ripartizione microbica, che è caratterizzata da condizioni di reazione delicata durante la lavorazione e alta ripartizione efficienza (circa 90%)7,8. Keratinases sono prodotte da alcuni batteri isolati dal suolo e cheratina rifiuti9. Keratinases microbica idrolizzare cheratina rigida e fortemente reticolato strutture10 e il risultante KH preparato è ricco in proteine solubili, senza perdita di aminoacidi essenziali rilevato in esso11.
Per incorporare una proteina nelle preparazioni cosmetiche (ad es., emulsioni, lozioni e gel), i requisiti di garantiscono che tali proteine sono solubili in acqua, sistemi specificati sono trasparenti e che ri-aggregazione dei peptidi è evitato a causa interazioni idrofobiche. Di conseguenza, una pratica comune consiste nell'applicare gli idrolizzati di proteine, quali collagene idrolizzato, elastina e cheratina. Quando si aggiungono gli idrolizzati in emulsioni cosmetiche, sono misure per garantire che l'idrolizzato in primo luogo è dissolto in acqua. In alcuni casi, è auspicabile che la proteina (o l'idrolizzato) è solubile in alcool o altri solventi organici12.
KH è normalmente presenti in shampoo, balsami, lozioni e nutritive sieri per i capelli, così come mascara, smalto e agenti di trucco dell'occhio. Gli effetti KH dichiarati solitamente includono formando una pellicola protettiva, lisciare i capelli o unghie struttura, maggiore plasticità e l'aspetto della formazione trattata, regolando la consistenza dei prodotti e incoraggiare la formazione di schiuma13 , 14. Inoltre è stato dimostrato che KH riduce la tensione superficiale, quindi il completamento nei prodotti cosmetici può facilitare la riduzione della quantità di emulsionante aggiunto per stabilizzare creme. KH limitare gli effetti di irritazione innescato da detergenti (tensioattivi) di pelle, occhi e capelli, riducendo così eventuali potenziali effetti collaterali dei detergenti sul tessuto (ad es., disidratazione della pelle, durezza e funzione di barriera in diminuzione di la pelle). L'elevata capacità di buffer di idrolizzati viene sfruttata anche per stabilizzare il pH dei cosmetici; peptidi di lunghezza inferiore hanno un buffer maggiore effetto15,16. Anche se KHs hanno affermato come componenti standard in capelli e cosmetici delle unghie così come viene utilizzato nei prodotti per la cura della pelle, studi sugli effetti idratanti di KH non compaiono nella letteratura contemporanea.
Tecnologia alcalina-enzimatica è stata sviluppata per la trasformazione di sottoprodotti di cheratina in KH, e prova attiva è in corso sugli effetti di un certo numero di additivi cosmetici17,18,19,20 , 21 , 22. il vantaggio di idrolisi alcalina-enzimatica bistadio, facendo uso delle proteasi microbiche per piume di pollo raggiunge ad alta efficienza in condizioni di reazione delicata e la qualità di KH è molto alta in contrasto con idrolisi impiegati in acidi forti o alcali. Nella prima fase, le piume vengono incubate a una temperatura più alta in un ambiente alcalino, che parzialmente distrugge la struttura cheratinica e gonfia le piume; Dopo aver regolato il pH, le piume sono idrolizzate con un enzima proteolitico in condizioni blande nella seconda fase. Il KH dializzato possiede un alto contenuto di proteine.
Le finalità del metodo descritto qui sono trasformazione piume di pollame in un KH attraverso idrolisi alcalina-enzimatica e verificare l'effetto di proprietà idratanti di KH applicato a emulsione cosmetica O/W. Proprietà idratanti sono indagate dal strumentale metodi non invasivi in vivo. I metodi più frequenti per misurare la funzione della pelle idratazione e barriera di SC includono proprietà elettriche della pelle (conduttanza o capacità) di misura. Diversi metodi per indagare idratazione SC includono vicino infrarosso metodo immaginando multispettrale (NIM), spettroscopia di risonanza magnetica nucleare, tomografia ottica di coerenza o trasferimento termico transitorio23. Funzione barriera dello SC è correlata alla TEWL di SC e si misura con il metodo di camera ventilata, camera non ventilata e camera aperta metodo24.
Proprietà delle formulazioni modello sono determinati utilizzando l'adattatore sonda Multi 5 MPA con tre tipi di sonde. Il primo uno, corneometer CM 825, idratazione della pelle misure valutando cambiamenti nella capacità elettrica della superficie della pelle; il condensatore di misura Mostra cambiamenti nella capacità della superficie della pelle in corneometric unità. Il corneometer dà solo una relativa valutazione di pelle idratazione25. Per la TEWL, la seconda sonda, tewameter TM 300, è utilizzata per misurare la pendenza di densità di evaporazione dell'acqua (in uno strumento di camera aperta basato sulla legge di diffusione di Fick) dalla pelle indirettamente da due coppie di sensori (temperatura e umidità relativa) che indica la quantità di acqua trasportata per una zona definita e il periodo di tempo (g/m2/h). Questo metodo può rilevare anche la minima interruzione di pelle barriera funzione26. PH della pelle è un indicatore della barriera e funzione anti-microbica dell' SC27. L'acidità del manto della pelle è stata misurata da una sonda di pelle PH 905 (terza) collegata alla stazione di 5 MPA. Questa sonda appositamente progettato è costituita da un elettrodo di vetro piatte per contatto cutaneo completo, collegato ad un voltmetro. Il sistema di misura potenziali cambiamenti dovuti all'attività dei cationi di idrogeno che circonda lo strato molto sottile di forme semi-solide misurata nella parte superiore della sonda. I cambiamenti nella tensione vengono visualizzati come pH28.
Vi presentiamo gli esperimenti divisi in tre sezioni: (1) preparazione del KH da pollo piume di idrolisi alcalina-enzimatica bistadio e sua purificazione tramite dialisi (rimozione di sali e frazioni a basso peso molecolare), (2) la preparazione di cosmetici le formulazioni contenenti 2, 4 e 6% KH e (3) verifica delle proprietà di KH misurando idratazione, TEWL, della pelle e della pelle pH. Prova è stata effettuata su 10 donne con l'età media di 27,2 anni e su 10 uomini con età media di 26,2 anni. Il metodo di selezione dei volontari e le prove stesse sono state condotte in conformità con i principi etici internazionali di ricerca bio-medica che utilizza soggetti umani29; tutte le persone hanno dato il loro consenso informato prima dell'inclusione nello studio. Prima della prova ha cominciato, i volontari è sono chiesto di compilare un questionario sul loro stato di salute. I volontari impegnati per evitare di applicare qualsiasi prodotto cosmetico per i siti di prova e le regioni circostanti durante le 24 ore prima di e durante il periodo di prova; Inoltre, sono stati consentiti solo breve sera lavaggi con acqua corrente.
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Protocol
I volontari sono stati reclutati tra i collaboratori e gli studenti del nostro Ateneo. Il metodo di selezione è stata condotta secondo "linee guida etiche internazionali per Biomedical Research coinvolgere soggetti umani. Del Consiglio per le organizzazioni internazionali delle scienze mediche, Ginevra (2002)." KH è un comune ingrediente cosmetico utilizzato in prodotti per capelli (shampoo, balsami, ecc.) e quindi non è necessaria l'approvazione dal Consiglio di revisione istituzionale.
1. processo piume di pollo in KH
- Raccogliere le piume di pollo da un allevamento di pollame.
- Lavare qualsiasi impurità insolubili e resti di sangue dalle piume di pollo con una sufficiente eccesso di acqua dolce (fredda). Posizionare le piume su un piatto piano e asciugare per una notte a 50 ° C.
Nota: Il protocollo può essere messo in pausa qui. - Macinare 50 g secchi piume in un mulino di taglio (adatto per materiali morbidi al medio-duro campione e materiali fibrosi) in una finezza finale di 1,0 mm. in alternativa, la finezza finale di grinded piume può essere superiore, ma non più di 3,0 mm.
Nota: Il protocollo può essere messo in pausa qui. -
Sgrassare le piume
Nota: Il metodo più efficace ed economico di sgrassaggio piuma pollame è usando un enzima lipolitico commerciale.- A 27-L caldaia in acciaio inox con controllo della temperatura, mescolare le piume con acqua preriscaldata fino a 40 ± 2 ° C in un rapporto di peso 1: 75. Aggiungere un enzima lipolitico (attività 100 KLU/g) in una dose di 1,5-2,0% (legate alla pesato-in asciutte piume) e delicatamente mescolare il contenuto con un agitatore per 5 min.
- Regolare il pH della miscela a 9.0 ± 0,2, il valore corrispondente alla massima attività dell'enzima lipolitico aggiungendo NaOH o 1% H3PO4 soluzione all'1%. Mescolare il composto per 5 minuti con un agitatore e quindi controllare e ri-regolare il livello di pH utilizzando un misuratore di pH/mV banco di laboratorio.
- Mescolare delicatamente la miscela con un agitatore per 24 h a 40 ± 0,5 ° C. In alternativa, incubare la miscela a 40 ± 0,5 ° C e durante i primi 6 h di incubazione mescolare il contenuto a intervalli di 1 h.
- Filtrare la miscela attraverso un setaccio fine (dimensione 100 µm) e lavare le piume sgrassate con un getto d'acqua fresca (fredda). Asciugare le piume su un piatto piano a 50 ° C in una camera di essiccazione per una notte.
Nota: Il protocollo può essere messo in pausa qui.
- Eseguire la prima fase dell'idrolisi di piume di pollo. Mescolare le piume con soluzione di acqua 0,3% KOH in un peso rapporto 01:50 e mescolare delicatamente con un agitatore a 60 ± 0,5 ° C per 24 h. Il pH della miscela diminuisce da circa 12,5 all'inizio dell'incubazione a circa 11.0 alla fine dell'incubazione. Dopo aver terminato la prima fase di idrolisi, regolare il pH della miscela al livello corrispondente alla massima attività dell'enzima proteolitico con 10% H3PO4 (in questo caso, ad un livello di 9.0 ± 0,2) con l'aggiunta di 1% NaOH.
- Eseguire la seconda fase di idrolisi di piume di pollo. Aggiungere alla miscela, l'enzima proteolitico in una dose di 5,0% (legate alla materia secca, quantità di piume pesato-in all'inizio della prima fase di idrolisi). Delicatamente mescolare con un agitatore a 60 ± 0,5 ° C per 8 ore e poi riscaldare la miscela (nello stesso contenitore 27-L caldaia in acciaio inox) a un punto di ebollizione (100 ° C) e far bollire per 10 minuti inattivare l'enzima.
- Separare la soluzione di KH (preparata al punto 1.6) dal resto non disciolto filtrandola attraverso carta da filtro a bassa densità su un imbuto di Buchner con lieve pressione sotto vuoto; in alternativa, utilizzare una centrifuga.
Nota: Il protocollo può essere sospesa qui per diversi giorni se una soluzione di KH è conservata a 5 ± 1 ° C. - In secchio di plastica (26 cm diametro x 26 cm di altezza) Dializzare il KH con membrana MWCO 12K per rimuovere sali e piccoli peptidi. Versare 400 mL della soluzione di KH in tubi di dialisi ed esso Dializzare contro 4 L di acqua distillata per 80 h a temperatura ambiente; cambiare l'acqua distillata dopo 18, 36 e 60 h.
- Avviare una soluzione dializzata di KH su una piastra antiaderente (per esempio, silicone) un rapporto di 500 mL all'area di 1.000 cm2 piastra, vuoto asciutto su un film sottile a 40 ± 0,5 ° C per una notte, macinare per formare una polvere fine e tenerlo in un recipiente chiuso in un essiccatore.
Nota: Il protocollo può essere messo in pausa qui per diversi mesi se la polvere KH è conservata in un luogo asciutto.
2. preparare formulazioni cosmetiche con KH
Nota: L'OB utilizzato per il test era una base commerciale di O/W crema idrofila e composto da aqua, paraffina, paraffina liquido, cetearyl alcohol, Laureth 4, idrossido di sodio, carbomer, methylparaben e propylparaben.
- Preparare formulazioni contenenti 2, 4 e 6% KH (secondo il peso base dell'unguento). Pesare la quantità di polvere KH in un vaso in polietilene (altezza di 7cm diametro x 10 cm) e aggiungere l'OB, in un importo che assicura il peso totale della formulazione è uguale a 50 g; Vedi ricetta nella tabella 1.
| Formulazione cosmetica | Peso di base dell'unguento [g] | Peso di idrolizzato di cheratina [g] | Peso totale [g] | |||||
| Base dell'unguento | 50 | 0 | 50 | |||||
| Unguento base + 2% KH | 49 | 1 | ||||||
| Unguento base + 4% KH | 48 | 2 | ||||||
| Unguento base + 6% KH | 47 | 3 | ||||||
Tabella 1: Peso-in quantità di idrolizzato di base e la cheratina di unguento per preparare formulazioni cosmetiche.
- Omogeneizzare la miscela con un frullatore di laboratorio 3 pale per 10 min a 134.16 x g e mescolare con un agitatore meccanico. Mantenere le formulazioni preparate a 5 ± 1 ° C e li caldo a temperatura ambiente per 2 h prima dell'uso.
Nota: Omogeneizzazione della miscela di OB con KH può essere fatto con un agitatore non digitale pure. Su un agitatore non digitali, esistono anche scale con la velocità approssimativa (in giri/min). L'agitazione delicata funziona meglio per questo passaggio.
Nota: Il protocollo può essere sospesa qui fino a 5 mesi se le formulazioni sono conservate a 5 ± 1 ° C.
3. verificare la proprietà di KH di misurazione idratazione della pelle, TEWL e pH
Nota: Eseguire tutte le misurazioni in una sala climatizzata a 23 ± 2 ° C e l'umidità relativa di 56 ± 3%.
- Posto 5 strisce di carta da filtro (dimensioni 2 x 4 cm) nella soluzione fisiologica (0,90% NaCl) e lasciarle per circa 1 min nella soluzione.
- Applicare due strisce al lato interno dell'avambraccio di destra e tre sul lato interno dell'avambraccio sinistro e fissarle per 4 h con cerotti adesivi. Questo passaggio è per sgrassare la pelle ed eliminare le caratteristiche individuali della pelle presso il sito. Dopo 4 h, rimuovere le strisce e demark le aree con una penna permanente, Vedi Figura 1.
Figura 1: metodo per la posizione di formulazioni di questa prova sull'avambraccio degli arti superiori di destra e sinistro. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
- Applicare 0,1 mL delle formulazioni testate in ogni punto dei siti avambraccio sgrassati mediante siringhe e stenderlo su tutta la superficie marcata. Sull'avambraccio sinistro, non applicare nulla al primo sito (è il controllo), applica l'OB al secondo sito e l'OB + 2% KH al terzo. Applicare l'OB + 4% KH e OB + 6% KH al braccio destro.
- Misurare ogni campione in ogni sito e ogni intervallo (1, 2, 3, 4, 24 e 48 h) e prendere 5 letture con la sonda di metro di idratazione della pelle per l'idratazione della pelle, 15 letture con la sonda del misuratore TEWL per pelle TEWL e 1 lettura con la sonda di misuratore di pH della pelle per pH della pelle. Non consentire ai volontari di applicare qualsiasi prodotto cosmetico per il test di siti e le aree circostanti durante il periodo di prova; sono consentiti brevi sera lavaggi con acqua corrente.
Nota: Il protocollo può essere messo in pausa qui. - Elaborare le letture risultante dalle caratteristiche base numeriche delle statistiche descrittive, utilizzando software di foglio di calcolo. Dalle 5 letture idratazione misurate per ogni campione, ignorare il più basso e le letture più alte e calcolare solo 3 letture per l'aritmetica e la deviazione standard. Dalle 15 letture TEWL misurate per ogni campione, ignorare i primi 5 e calcolare solo 10 letture per aritmetica e la deviazione standard.
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Representative Results
Il KH preparato secondo procedura presentata qui (Vedi Figura 2) sono di colore giallo a colore, facilmente solubile in acqua con alto contenuto proteico (solidi inorganici rappresentano < 2,0%); il pH della soluzione 1,0% di KH è 5.3 e soddisfa i requisiti per cosmetici-grado idrolizzati. La resa di KH da 50 g di materia è circa 30%. Distribuzione del peso molecolare di KH è stata determinata mediante SDS-PAGE ed è illustrata nella Figura 3.
Figura 2: immagine rappresentativa dell'idrolizzato di cheratina. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3: SDS-PAGE delle norme idrolizzato e proteina cheratina. Lane 1: marcatore di peso molecolare gamma ultra-bassa (3,5-26,6 kDa). Corsie, 2, 3 e 4: idrolizzati di cheratina preparati in 3 lotti. 120 µ g KH ri-sospese in tampone di caricamento di µ l 20 è stata caricata in ogni pozzetto. Lane 5: marcatore di peso molecolare vasta gamma (6.5-200 kDa)
L'idratazione e i valori TEWL sono stati delineati in diversi volontari e così non potevano essere paragonati a vicenda. Pertanto, i valori sono espressi come variazione in % in confronto con l'OB sul sito trattato con le formulazioni, quest'ultimo contiene 2, 4 e 6% aggiunte di KH a intervalli per la misura di 1, 2, 3, 4, 24 e 48 h. I valori di pH per la pelle sono espressi come la media aritmetica dei valori registrati di pH della pelle per tutti i volontari. I risultati per alterazione nell'idratazione e TEWL in per cento, rispetto l'OB e per i livelli di pH della pelle sono riportati in tabella 2 per 10 uomini e in tabella 3 per 10 volontari di donna.
| Uomini | ||||||
| Tempo | 1 h | 2 h | 3 h | 4 h | 24 h | 48 h |
| Idratazione (Variazione % vs unguento base) ± SD | ||||||
| Unguento base + 2% KH | + ± 15 16 | + 14 ± 16 | + 12 ± 9 | + ± 14 19 | + di 11 ± 18 | + 15 ± 9 |
| Unguento base + 4% KH | + ±19 6 | + 1 ± 18 | + ± 10 5 | + 7 ± 16 | + ± 9 11 | + 14 ± 15 |
| Unguento base + 6% KH | -± 25 3 | -± 14 4 | -7 ± 18 | -4 ± 17 | + ± 14 11 | -± 14 17 |
| TEWL (Variazione % vs unguento base) ± SD | ||||||
| Unguento base + 2% KH | -± 15 20 | -20 ± 22 | -±21 11 | -±21 20 | -± 20 23 | -21±17 |
| Unguento base + 4% KH | -± 12 28 | -± 20 29 | -± 20 28 | -± 24 28 | -± 20 47 | -± 20 36 |
| Unguento base + 6% KH | -± 16 36 | -±21 41 | -± 17 31 | -36 ± 17 | -± 20 53 | -± 17 54 |
| pH | ||||||
| Controllo | 4,7 ± 0,5 | 5,1 ± 0,4 | 4,9 ± 0,4 | 5,1 ± 0,3 | 4,6 ± 0,5 | 4,8 ± 0.7 |
| Base dell'unguento | 4,8 ± 0,5 | 5,1 ± 0,3 | 4,9 ± 0,3 | 5,0 ± 0,4 | 4,6 ± 0,4 | 5,0 ± 0,6 |
| Unguento base + 2% KH | 5,0 ± 0,6 | 4,8 ± 0,4 | 4,9 ± 0,5 | 4,9 ± 0,5 | 4,7 ± 0,3 | 5,0 ± 0,6 |
| Unguento base + 4% KH | 4,8 ± 0,5 | 4,9 ± 0,3 | 4,8 ± 0,4 | 4,8 ± 0,3 | 4,7 ± 0,5 | 4,8 ± 0,5 |
| Unguento base + 6% KH | 4,7 ± 0,5 | 5,0 ± 0,2 | 4,9 ± 0,4 | 4,8 ± 0,4 | ± 0,6 4,8 | 5,0 ± 0,6 |
Tabella 2: Risultati per variazione del pH della pelle di volontari di 10 uomini, TEWL e idratazione agli intervalli di misurazione di 1, 2, 3, 4, 24 e 48 h.
| Donne | ||||||
| Tempo | 1 h | 2 h | 3 h | 4 h | 24 h | 48 h |
| Idratazione (Variazione % vs unguento base) ± SD | ||||||
| Unguento base + 2% KH | + 22 ± 7 | + ± 6 15 | + ± 8 15 | + 12 ± 9 | + ± 14 14 | + 18 ± 9 |
| Unguento base + 4% KH | 0 ± 4 | -± 5 6 | -± 5 2 | + 1 ± 7 | + 10 ± 13 | + ± 10 15 |
| Unguento base + 6% KH | -± 5 12 | -± 2 14 | -± 7 9 | -± 9 5 | + ± 12 8 | + ± 9 10 |
| TEWL (Variazione % vs unguento base) ± SD | ||||||
| Unguento base + 2% KH | -32 ± 1,6 | -16 ± 3.0 | -±1.3 12 | -±0.9 20 | -±1.9 35 | -38 ± 1,6 |
| Unguento base + 4% KH | -±1.1 41 | -±2.7 37 | -24 ± 0.8 | -±0.9 34 | -44 ± 1,5 | -±1.9 38 |
| Unguento base + 6% KH | -±1.4 50 | -±2.2 39 | -± 0.7 29 | -±0.9 39 | -±2.4 16 | -±2.1 33 |
| pH | ||||||
| Controllo | 5,0 ± 0.7 | 5,3 ± 0,3 | 4,9 ± 0.7 | 5,0 ± 0,5 | 5,0 ± 0.8 | 4,7 ± 0.7 |
| Base dell'unguento | 5,2 ± 0,6 | 5,3 ± 0,3 | 5,2 ± 0.7 | 5,0 ± 0,4 | 5,1 ± 0.8 | 4,8 ± 0.7 |
| Unguento base + 2% KH | 5,4 ± 0.7 | 5,1 ± 0,4 | 4,9 ± 0,4 | 5,1 ± 0.7 | 4,9 ± 0.7 | ± 1,0 5,0 |
| Unguento base + 4% KH | 5,2 ± 0.7 | 5,1 ± 0,3 | 5,0 ± 0,4 | 4,9 ± 0,4 | 5,1 ± 0,6 | 5,1 ± 0,2 |
| Unguento base + 6% KH | 5.2 ±07 | 5,2 ± 0,2 | 5,0 ± 0,4 | 5,0 ± 0,3 | 5,4 ± 0,6 | 5,2 ± 0,4 |
Tabella 3: Risultati per variazione del pH della pelle di volontari di 10 donne, TEWL e idratazione agli intervalli di misurazione di 1, 2, 3, 4, 24 e 48 h.
Idratazione della SC per uomini volontari:
A brevi intervalli di misura (1-4 h), gli aumenti più elevati nell'idratazione della pelle (12-19%) sono stati registrati per le formulazioni che integra l'OB con 2% di KH; l'aggiunta di 4% KH hanno mostrato un aumento più piccolo (1-7%) nell'idratazione. Al contrario, il KH al 6% si riflette negativamente sui valori per idratazione SC (una diminuzione di 3-7%). Dopo 24 h di misura, un aumento dell'11% nell'idratazione SC è stato discernuto per tutte le aggiunte di KH per l'OB testato. La stessa tendenza continuò anche dopo 48 h, seguito con un leggero aumento dell'idratazione che ancora è rimasto: un aumento del 15% per KH al 2%, un aumento del 14% per l'aggiunta di 4% di KH e il calo del 17% per KH al 6%.
Idratazione della SC per donne volontari:
È osservabile che completando l'OB con 2% KH provoca circa il 22% aumento di idratazione SC, relativo OB da solo, già a 1 h di misura; un'aggiunta di 4% di KH per l'OB, in realtà, non ha effetto sull'idratazione; mentre, al contrario, l'aggiunta di 6% KH per l'OB si riflette in una diminuzione di 12% approssimativo in idratazione, come confrontato con puro OB. simili tendenze sono visti dopo 2, 3 e 4 h di misura, al quale idratazione aumenta del 12-15% per il completamento con 2% KH; per le più grandi aggiunte di KH, l'idratazione rimane lo stesso o diminuisce. Dopo 24 h di misura, l'idratazione è stata registrata come superiore a quello per l'OB per tutte le aggiunte di KH testate; si è verificato il più grande aumento (14%) in idratazione per l'aggiunta del 2% KH, mentre l'incremento più basso (8%) è stato visto per il completamento al 6% di KH. Risultati simili sono raggiunti dopo 48 h di misura, in cui una maggiore idratazione che per puro OB è stato registrato per tutti i campioni con aggiunte di KH; l'aumento più grande idratazione (18%) si è verificato per l'aggiunta di KH 2%, mentre l'aumento più basso (10%) è stata notata per il completamento di KH al 6%.
TEWL per uomini volontari:
I risultati della marca TEWL chiaro che formulazioni completati con KH diminuire TEWL, quando applicato sulla pelle, rispetto al puro ob Una quantità maggiore di KH ha esercitato un effetto positivo su valori inferiori di TEWL. Dopo 1 h dopo l'applicazione le formulazioni, TEWL è stata registrata come 20% inferiore a quello per l'OB puro, relativi ad una formulazione con 2% KH; mentre KH al 4% è sceso del 28% in TEWL; mentre il KH al 6% ha provocato un drammatico 36% diminuzione della TEWL. Infatti, i valori TEWL diminuiti inoltre sono stati osservati a 2, 3 e 4 h di misura per formulazioni completati con KH. Dopo 24 e 48 h, la TEWL è stata abbassata anche significativamente sui siti trattati con le formulazioni di KH. Dopo 24 h, TEWL osservato sulla pelle era 23% più basso per l'OB con aggiunta del 2% di KH rispetto al sito per puro OB; KH al 4% è sceso di circa il 47% TEWL, mentre KH al 6% innescato TEWL cadere del 53%. Una simile tendenza è evidente anche dopo 48 h: la TEWL per la pelle trattata con OB contenente il 2% KH era 21% più bassi presso il sito per puro OB; il KH al 4% ha mostrato un TEWL al 36% inferiore; e il KH al 6% ha portato a un calo del 54%.
TEWL per donne volontari:
È evidente che tutte le aggiunte monitorate di KH per OB devono essere riflesse nel ridotto TEWL, come si vede nei volontari uomini. Dopo 1 h dall'applicazione, è stata registrata una diminuzione significativa nella TEWL per campioni di OB contenenti tutte le aggiunte di KH; circa 32% riduzione TEWL è stata veduta per l'aggiunta di 2% di KH, intorno a una diminuzione di 41% per 4% KH e anche un calo del 50% in TEWL per il completamento di 6% di KH. A seguito di 2, 3 e 4 h di intervalli di misurazione, la situazione rimane simile, cioè, c'è una diminuzione della TEWL tali intervalli di tempo; il minimo calo di TEWL si verifica per 2% KH, mentre il più grande è visto per 6% KH. Dopo 2 h, la TEWL diminuisce del 16% per KH al 2%, 37% per KH al 4% e 39% per KH al 6%. A 3 h, TEWL diminuisce più del 12% per KH al 2%, 24% per KH al 4% e 29% per KH al 6%. A 4h, TEWL ulteriormente diminuisce del 20% per 2% KH, 34% per 4% KH e 39% 6% KH. Dopo 24 h, la riduzione almeno TEWL (16%) si è verificato per l'aggiunta di 6% di KH, mentre il più grande (44%) è stato visto per il completamento di 4% di KH; il KH al 2% è stato osservato per causare una diminuzione del 35% in TEWL. A 48 h, i risultati rimangono relativamente equilibrato, con la diminuzione almeno della TEWL (33%) per l'aggiunta di 6% di KH, il più grande (38%) per il 4% e simili KH e 2% KH.
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Discussion
Il vantaggio di idrolisi alcalina-enzimatica è che può essere modificato secondo le applicazioni future di KH. Ad esempio, nelle applicazioni di cosmetica cura dei capelli dove un colore leggermente brunastro di un prodotto non è un ostacolo, una temperatura più alta nell'idrolisi può applicarsi che conduce ad un più alto rendimento di KH. Inoltre, il più lungo tempo di elaborazione durante entrambe le fasi del procedimento tecnologico influenza in modo significativo il processo di complessivo efficienza – rendimento del KH sale a 85%.
I risultati per la misura di idratazione rendono evidente che, durante l'intervallo di misura (1-48 h), l'aggiunta del 2% di monitorato KH per OB è ottimale poiché causa un aumento di 11-19% idratazione SC per uomini volontari e un aumento di 12-22% per i volontari della donna. Il KH è aggiunto possiede un'ampia distribuzione del peso molecolare. Suggeriamo che una parte delle frazioni a basso peso molecolare (MW < 20 kDa) penetra l'epidermide dopo l'applicazione la pelle. Maggiore idratazione della pelle dopo aver messo su una formulazione completata con KH è spiegato attraverso l'acqua di associazione KH dagli strati più bassi dell'epidermide alla struttura della SC, che porta alla formazione di H-Bridge tra acqua e molecole KH. Questo meccanismo di azione è abbracciato anche da alcuni autori30. L'effetto d'idratazione di KH è paragonabile con creme idratanti convenzionali (ad es., glicerolo, urea e acido ialuronico) che sono stati testati in emulsione e formulazioni22del gel.
Misurazioni di TEWL evidenziano che durante il tempo osservato di misura (1-48 h) per i volontari uomini, tutte le formulazioni con il completamento di KH causato TEWL a declinare dopo l'applicazione. L'aggiunta di 2% di KH per l'OB ha causato una riduzione TEWL 11-23%, rispetto al puro ob Quando l'OB è stata completata con 4% KH, TEWL è diminuito del 28-47%; mentre per KH al 6% è diminuito di oltre 31-54%. Per i volontari di donna, che integra l'OB con rappresenta KH 4% la migliore opzione, come c'era una diminuzione di 24-44% nella SC TEWL. La TEWL significativamente più bassi per le formulazioni completati con KH può essere spiegato dal processo di frazioni di più alto peso molecolare di KH formando un film protettivo una volta applicato all'epidermide, impedendo la perdita di acqua epidermica. Infatti, l'effetto altamente positivo di KH su TEWL è paragonabile o addirittura supera, per omogeneità di confronto, i valori di TEWL registrate per Gel cosmetico o emulsioni completati con 5-10% di glicerolo e 1-5% di sericina. Allo stesso modo, quando si confrontano KH con oli minerali convenzionali, KH diminuito TEWL di circa 25-30%31. Inoltre, le proprietà barriera di KH sono meglio, per esempio, quelli per urea e acido ialuronico22.
pH di superficie della pelle:
Per riferimento, pH 3.5-4.3 è una superficie di pelle acida, pH 4.4 a 5.5 è neutro a questo proposito e pH 5.6 a 6,5 rappresenta una superficie di base della pelle32. Abbiamo trovato che senza i cambiamenti significativi sono stati osservati nel pH della superficie della pelle dopo aver messo su tutte le formulazioni di testata (OB + 2, 4 e 6% KH); il pH di 4.6 a 5.0 (volontari uomini) e 4,9-5,4 (volontari donna) corrisponde ad una superficie di pelle normale. L'analisi a lungo termine (più di 2 giorni) non è stato compiuto.
Le modifiche e la risoluzione dei problemi:
Trasformazione di piume di pollo in KH è molto facile e gira sotto pressione atmosferica e alla temperatura mite. Il processo può essere favorevolmente trasformato da una scala di laboratorio a un impianto pilota e scala industriale. Nella sezione 2 del protocollo dove il KH è omogeneizzato con l'emulsione di (O/W) di base, sono possibili alcune modifiche. In ambito industriale pratica, O/W e w/o emulsioni sono preparate mescolando acqua (W) (acqua + ingredienti cosmetici solubili in acqua) e olio (O) fase (olio + ingredienti cosmetici solubili in olio). KH è solubile in acqua, quindi è favorevole a fondersi direttamente la fase di acqua del sistema.
Limiti della tecnica:
Localizzazione di ogni spot per misurazione idratazione e TEWL e martellato pressione sono misurati con il metro di idratazione della pelle che è costoso.
Fasi critiche all'interno del protocollo sono per lo più nella sezione 3. La stato di salute, le differenze individuali, fumatori/non fumatori, genere, differenze di età, le mestruazioni e condizione mentale può influenzare misurazione idratazione della pelle e TEWL. Per l'acquisizione di risultati rappresentativi, la stessa persona dovrebbe applicare testati formulazioni su avambracci e misura idratazione e valori TEWL. È fondamentale per eseguire tutte le misurazioni in una sala climatizzata con una stabile la temperatura e l'umidità relativa. In caso di valori di misura ad intervalli di 24 e 48 h, acclimatazione dei volontari in una sala climatizzata per almeno 30 min prima della misura è necessario.
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Disclosures
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Acknowledgments
Questo articolo è stato scritto con il supporto del progetto IGA/FT/2017/007 di Tomas Bata University in Zlin.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Material or chemicals | |||
| LIPEX 100T | Novozymes | LJP30020 | Lipex - enzyme produced by submerged fermentation of a genetically-modified microorganism, activity 100 KLU/g |
| Savinase Ultra 16L | Novozymes | PXN40001 | Savinase - enzyme produced by submerged fermentation of a genetically-modified microorganism, activity 16 KNPU-S/g |
| Potassium hydroxide, KOH | Sigma-Aldrich | 302510289 | Potassium hydroxide, KOH, 97,0 %, Mr 56,11 |
| Phosphoric acid solution, H3PO4 | Sigma-Aldrich | W290017 | Phosphoric acid solution, H3PO4, 85 wt. % concentration in water, Mr 98,00 |
| Sodium chloride physiological solution | Sigma-Aldrich | 52455 | Tablets of BioUltra NaCl physiological solution; 1 tablet in 1000 mL of water yields 0.9 % NaCl |
| Sodium hydroxide, NaOH | Penta s.r.o. | 40216 | Sodium hydroxide, NaOH, 97,0 %, Mr 40,00 |
| AmiFarm (Cremor base-A) | Fagron | 608425 | Hydrophilic oil in water (O/W) cream base; the composition: aqua, paraffin, paraffin liquid, cetearyl alkohol, Laureth 4, sodium hydroxide, carbomer, methylparaben, propylparaben. |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Equipment | |||
| IKA EUROSTAR POWER control-visc stirrers | IKA-labortechnik | Z404020 | Digital laboratory stirrer, for tasks up to the high viscosity range, 230V, 1/cs |
| IKA Propeller stirrer, 3-bladed | IKA-labortechnik | R 1381 | Propeller stirrer, 3-bladed, stirrer Ø: 45 mm, shaft Ø: 8 mm, shaft length: 350 mm |
| Dialysis tubing closures | Sigma-Aldrich | Z371017-10EA | Dialysis tubing closures, red, size 110 mm |
| Dialysis tubing cellulose membrane | Sigma-Aldrich | D9402-100FT | Dialysis tubing cellulose membrane, average flat width 76 mm (3.0 in.) |
| DOMO Pot with stailess, LCD | DOMO Elektronic | DO42325PC | Preserving boiler stainless steel, 2000 W, 27-L container (diameter 37 cm, height 30 cm), temperature control 30-100 ° C, operation LCD display |
| Hettich zentrifugen Universal 32 | Gemini bv | 2770 GS1R | Mid bench centrifuge, speed 18000 rpm |
| LT 3 shaking device | Fischer Scientific | 6470.0002 | Orbital shaking device |
| KERN 440-47N | Kern | 440-47N | Laboratory balance |
| KERN 770 | Kern | 770 -N | Laboratory analytical balance |
| VENTICELL 222 - Komfort | BMT, MMM Group | C 131749 | Drying oven, temperature control 30-100 ° C, air circulation control |
| Vacucell 55 - EVO | BMT, MMM Group | B 050328 | Vacuum drying oven, temperature control 30-100 ° C |
| PULVERISETTE 19 | Fritsch | 19.1030.00 | Universal cutting mill, rotor with V-cutting edges and fixed knives |
| Multi Probe Adapter System MPA 5 | Courage & Kazaka Electronic | 10225237 | MPA 5 Station - equipment for measurement hydratation, TEWL and pH |
| Skin pH-meter PH 905 probe | Courage & Kazaka Electronic | Probe to specifically measure the pH on the skin surface or the scalp | |
| Corneometer CM 825 probe | Courage & Kazaka Electronic | Probe to determine the hydration level of the skin surface (Stratum corneum). | |
| Tewameter TM 300 | Courage & Kazaka Electronic | Probe for the assessment of the transepidermal water loss (TEWL) | |
| Heidolph RZR 2020 | Heidolph | 13-225-007-03-1 | Overhead stirrer, mechanical speed setting and stepless transmission; speed range 40-2000 rpm |
| Heidolph mechanical stirrer BR 10 | Heidolph | Z336688-1EA | Blade impeller crossed stirrer |
| Fagor FS 12 | Fagor | BTT-138 | Laboratory refrigerator with freezer space |
| WTW bench pH/mV meter | WTW | Z313165 | High-performance bench pH and pH/conductivity meters for routine and high precision laboratory measurements in research or quality control laboratories |
| Container | RPC Superfos | 13-L plastic bucket, diameter 26 cm, height 26 cm | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Software | |||
| Microsoft Office 2010 | Microsoft | ||
| C+K software | Courage and Khazaka Electronic GmbH | MPA 5 station operating software |
References
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