Haut und Hautpflege

Gliederung
Haut und Hautpflege
Aufbau und Funktion der Haut
Hautalterung
Emulsion und Emulgatoren
Lipide
Wirkstoffe
Screening Modelle
Vitamine/Moisturizer/AOX …
biomimetische Wirkstoffe/molecular cosmetics
Konservierung
Kosmetischer Lichtschutz
Dekorative Körperpflege
Parfüm und Riechstoffe
Mittel gegen Körpergeruch
Dr. B. Cämmerer
Vorlesung Kosmetische Mittel/Hautpflege - 2014
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Aufbau der Haut
Haut und Hautpflege
Epidermis
Basalmembran
Dermis
Fettgewebe
Subcutis
Schematischer Hautquerschnitt
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2
Aufbau der Haut
Haut und Hautpflege
Stratum
Corneum
Stratum
granulosum
Keratinocyten  Korneocyten
Schematischer Hautquerschnitt
Stratum
Basale
Melanocyten
Querschnitt Epidermis
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Aufbau der Haut
Keratin (Hauptaminosäure L-Cystein)
Haut und Hautpflege
Kollagen
27% Gly, 20% Pro, 14% Hyp
Elastin
27% Gly, 23% Ala, 17% Val, 12% Pro,
Desmosin (Lys)
Vernetzung zwischen den Polypeptidketten
Desmoin
Lipide
freie Fettsäuren, Di- und Triglyceride
Spingolipide (Ceramide und Acylceramide)
Mucopolysaccharide
Hyaluronsäure
Chondroitinsulfat
hohes Wasserbindevermögen
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Hyaluronsäure
Chondroitin
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Haut und Hautpflege
Funktion der Haut
Schutz gegen mechanische Beanspruchung/Umwelteinflüsse
Immunologische Barriere
Sinnesorgan
Wärmeregulation
Barriere
• Korneocyten
• Hydrolipidfilm
• osmotisch aktive Substanzen
(Aminosäuren und Abbauprodukte
von Keratohyalin)
Keratohyalin Granulas
Stratum granulosum
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Hautalterung
Haut und Hautpflege
intrinsische Alterung
genetisch bestimmt
hormonell beeinflusst
• Mitoseaktivität sinkt
 Zahl von Keratinocyten und
Fibroblasten sinkt
• Anstieg der Kollagenase-Aktivität,
 Kollagenabbau, Desorganisation
des Kollagennetzes
Elastizität der Haut sinkt
extrinsische Alterung
durch äußere Einflüsse
• UV Strahlung
• ROS (oxidativer Stress)
Theorien
ROS
mitochondrale Fehlfunktionen
Hormoneinfluss
Telomere
Glykierung
SOFW Journal 4, 10 (2010)
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Emulsion
In einer Emulsion liegen Tropfen einer Flüssigkeit in einer weiteren Flüssigkeit fein
verteilt vor - Definition (IUPAC)
Haut und Hautpflege
Emulgator
• amphiphil
• grenz- und oberflächenaktiv
• reduziert Grenzflächenspannung
• Bildung stabiler Schutzfilme
• gleichsinnige elektr. Aufladung
Öl
Wasser
lipophil
hydrophil
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Emulsion
anionenaktive Emulgatoren
amphotere Emulgatoren
Carboxylate/Stearate
O/W Alkylbetaine
Glycerylmono- und -distearate
Sulfate
Sulfonate
CH
Phosphate
Phospholipide
Emulgatoren
3
CH3
CH3
OH
CH3
O
CH O
COOH
Saponine
CH2
OH
COOH
CH2 O
R
R O
P O
O
-
CH3
CH2 CH2 N + CH3
CH3
Lecithin (1,2-Diacylphosphatidylcholin)
R: Fettsäurerest
innerer Hohlraum
kationische Emulgatoren
z.B. Cetyltrimethylammoniumbromid
Benzalkoniumbromid
Cetylpyridiniumbromid
apolare Gruppen
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Emulsion
nichtionische Emulgatoren (Ether-, Hydroxyl-, Amidgruppen)
(Poly)Ethylenglycolfettsäureester
Glycerolfettsäureester
O
Emulgatoren
R1
O CH2 CH2 O CH2 CH2 OH
Saccharosefettsäureester
R
C O
O
Sorbitanfettsäureester
O
R1
OH
CH2
O OH H
O
CH2OH
O
O
R
OH
OH
OH
O
OH
O
O
R
O
R
R: H
Span
R: POE Tween
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Haut und Hautpflege
Emulsion
Bancroftsche Regel
diejenige Phase, in der sich der Emulgator besser löst,
wird zum Dispersionmedium
HLB-Wert:
prozentualer Gewichtsanteil (MM)
der hydrophilen Gruppen am Gewicht
des Gesamtmoleküls eines nichtionischen Emulgators
HLB [%] = 20 ( 1-
MWhydrophil
)
MW
HLB-Wert
Anwendung
4–6
W/O-Emulgator
7-9
Netzmittel
8 - 18
O/W-Emulgator
13 - 15
Waschaktive Substanz
10 - 18
Lösungsvermittler
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Emulsion
Creme - Lipide
zu beachten: Oxidations- und Hydrolyseanfälligkeit,
Polarität
Spreiteigenschaften
• pflanzliche Öle
Olivenöl (olea europaea),
Avocadoöl (persea gratissima),
Erdnussöl, hydriertes Erdnussöl (arachis hypogaea)
Ricinusöl, hydriertes Ricinusöl (ricinus communis/castor)
Nachtkerzenöl (oenothera biennis)
Mandelöl, Pfirsichöl (prunus amygdalus; prunus persica)
• tierische Fette
Nerzöl (Mustela/Mink Oil)
Schweineschmalz (Adeps suillus)
• fossile bzw. synthetische Öle
Paraffinöl, Petrolatum (Vaseline)
synthetische Alkyl- und Polyolfettsäureester
Siliconöl, Siloxane
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Polysiloxane
www.beyer-soehne.de
Creme - Lipide
„.. künstliches Öl -…hautfremd, kann vom Körper nicht verarbeitet werden, kann nicht einziehen,
Haut kann nicht atmen, der Stoffwechselt wird verlangsamt..“
Dr. Gerd Mildau, CVUA Karlsruhe 2004
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Emulsion
• pflanzliche Öle
• tierische Fette
Creme - Lipide
• fossile bzw. synthetische Öle
• Wachse
Jojoba
Candelilliawachs
Bienenwachs (Cera Alba)
Kakaobutter
Lanolin (Wollwachs)
(Paraffin, Ceresin)
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Wirkstoffe
Haut und Hautpflege
Definition
Screening Modelle
Moisturizer
a-Hydroxysäuren
Radikalfänger
Vitamine
AOX
Enzyme
Molecular Cosmetics
biomimetische Peptide
AGE‘s
….
Konservierung
Kosmetischer Lichtschutz
Ein Kosmetischer Wirkstoff ist
eine Substanz mit
• chemischer,
• physikalisch-chemischer,
• biochemischer und/oder
• subjekt-bezogener Wirkung
zur Beeinflussung von
Physiologie und/oder Funktion
der Haut bei möglichst
weitgehendem Ausschluss einer
systemischen Wirkung auf den
Organismus
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TARGET CELLS
Wirksamkeitsnachweis
Depending on the target the specific cell is selected for a screening
Melanocytes
skin lightening
skin tanning
Keratinocytes
from anti-irritants (inhibitors of PGE2 release, inhibitors of IL1α biosynthesis) to anti-aging actives
Fibroblasts
anti-aging targets (i.e. collagen enhancement)
Adipocytes
anti-cellulite
fat enhancement
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SCREENING MODELS
in vitro and ex vivo models
in vitro enzymatic
Wirksamkeitsnachweis
cell-free pre-screening performed with the rate-limiting enzyme of the
target process in the skin (i.e. tyrosinase in melanin production)
in vitro on cell lines
advantage of immortalised cell lines: proliferate indefinitely
in vitro on primary human cells
cells cultured directly from a subject; lifespan is limited, but closer to
human skin
in vitro on reconstructed human skin model (3D model)
primary human cells cultured on an inert medium forming a cornified
epidermal layer;
consists of keratinocytes and optionally other cells (melanocytes,
fibroblasts, dendritic cells etc.)
ex vivo on excised human / pig skin model
skin pieces are excised out of surgical skin
advantage over 3D model is the presence of all skin types in the native
structural organisation, including hair follicles and adipose tissue
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Hautfeuchtigkeit
Moisturizer (Hautfeuchtigkeitsregulatoren)
Gleichgewichtsfeuchte
Wirkstoffe
Relative Luftfeuchtigkeit, bei der die Substanz
weder Wasser aus der Umgebung aufnimmt noch
in die Umgebung abgibt
z. B.:
• Pyrrolidoncarbonsäure
O
N
• Hyaluronsäure
(N-Acetyl-Glucosamin/Glucuronsäure)
COO Na
H
• Harnstoff
• Kollagen
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Hautfeuchtigkeit/Faltenglättung
a-Hydroxysäuren (AHA)
• Abschilferung der Hornzellen
• Verbesserung des Wasserbindevermögens
Wirkstoffe
• Verbesserung der Hautelastizität
HO CH2
COOH
Glycolsäure
HO CH COOH
Milchsäure
OH
COOH
CH3
Salicylsäure
CH2 COOH
OH CH COOH
Äpfelsäure
Vitamin A und Derivate
CH2OH
COOH
Retinsäure
Retinol
(Palmitat oder Acetat)
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Schutz vor ROS
Vitamine/Antioxidantien
Vitamin E
CH3
CH3
O
CH3
CH3
HO
CH3
CH3
CH3
R,R,R-a-Tocopherol
CH3
Wirkstoffe
(Acetat)
Vitamin C
HO
O
Provitamin B5
OH
CH2OH
O
OH
Ascorbinsäure
Pantothensäure
Polyphenole/Flavanole
meist Pflanzenextrakte z.B. grüner Tee, Kakao
Verlängerung des Zellzyklus  „gesündere“ Zellen
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Schutz vor ROS
Enzyme/Antioxidantien
Coenzym Q 10
O°
O
Wirkstoffe
H3CO
CH3
CH3
+e
-e
H3CO
O
OH
H3CO
CH3
H3CO
10
R
-
O
Superoxid-Dismutase (SOD)
°
2 O2- + 2 H+
+e
-e
H3CO
CH3
H3CO
R
Ubichinol
•
•
•
OH
verringert Oxidationsstatus der Haut
Hyaluronsäuresynthese verstärkt
Abnahme Kollagenase Expression
O2 + H2O2
Schützt vor freien Radikalen (UV-Bestrahlung)
Enzyminhibitoren
z.B. Matrix Metalloproteasen
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Molecular Cosmetics
Biomimetische Peptide
Wirkstoffe
Signalpeptide
Stimulieren Produktion von Kollagen und Fibronektin
Laminin (Pentadeca-Peptid)
Fibronectin-Peptid (Hexapeptid-3)
Palmitoyl-tetra- und tripeptid-5
Neurotransmitterpeptide
Blockieren Übertragung von Signalen
(inhibiert Muskelkontraktionen bzw. verhindert
Übertragung von Kontraktionsbefehlen)
Acetylhexapeptid 3 oder 8
MyoxinolR (Oligopeptid aus Hibiscus Samen)
SynRAke (Tripeptid, entspricht Waglerin 1)
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Advanced Glycation Endproducts - AGE‘s
Alistin
COOH
N
NH2
N
H
NH
Wirkstoffe
Carnosin
N
H
N
H2N
O
COOH
Aminoguanidin
H
N
NH
H2N
NH2
VilasteneTM (Fa. Lipotech)
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Molecular Cosmetics
Biomimetische Kohlenhydrate
Hyaluronsäure
Wirkstoffe
Pro-XylanTM
stimuliert die GAG-Synthese
 Bildung von Chondroitin-Proteoglucanen
stimuliert die Synthese bestimmter Kollagene,
 Verbindung zwischen Dermis und Epidermis
stimuliert die Bildung des Hyaluronsäurerezeptors,
 Bindung an die Zellen
Chitin-Glucan
Howling, (2001) Biomaterials 2959-2966
Deschamps (2010) SOFW 12-20
Stimulation der Bildung von pro-Kollagen I
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