Негативные особенности использования мочевины в косметике
Негативные особенности использования мочевины в косметике.
Мочевина известна своими проникающими в кожу свойствами, в том числе она действует и как энхансер, т.е. усилитель для проникновения в кожу других активов. В концентрации 10-30 % мочевина в препарате действует как кератолик и увеличивает поглощение воды в роговом слое кожи. Это свойство обосновывается ее водосвязывающей способностью, что позволяет использовать ее в качестве увлажняющего средства, а также для усиления трандермального проникновения лекарственных препаратов. При местном применении мочевина проникает в кожу посредством разрушения водородных связей во внешнем роговом слое. В концентрации 10-15% мочевина используется в хирургии для обработки ран, т.к. растворяет коагулянты и способствует эпителизации. В высоких концентрациях (40%) мочевина расщепляет белки, что позволяет использовать ее для лечения гиперкератозов, ихтиозов и грибковых поражений ногтей.
Тем не менее, использование мочевины во многих косметических и медицинских препаратах невозможно в связи с ее нестабильностью в нейтральных водных растворах и свойством подвергатся гидролизу с высвобождением диоксида углерода, других аминов и аммиака. В этом случае появляется аммиачный запах и значительные изменения PH средства в щелочную сторону.
Для того чтобы справиться с негативными последствиями распада мочевины и нейтрализовать образующийся при этом аммиак, предпринималось много попыток стабилизировать препараты с мочевиной буферными растворами (растворами, обеспечивающими сохранение показателя рН) или кислотами[1]. Эти попытки не были удачными, так как подкисление увеличивало процесс распада. Другая проблема препаратов, содержащих кислоты, состоит в том, что при нанесении их на кожу возникает чувство жжения. Авторы данного исследования обнаружили, что мочевина может поддерживаться в стабильном состоянии при добавлении небольшого количества лактона, а также тиолактонов (gamma-butyrolactone, beta-butyrolactone, gamma-thiobutyrolactone, 2-acetyl-gamma-butyrolactone, gamma-valerolactone, delta-valerolactone, gamma-octanoiclactone, and epsilon-caprolactone).
В ходе экспериментов в растворы с 30% содержанием мочевины были добавлены различные концентрации бутиролактона для того, чтобы проследить изменения pH. Образцы были оставлены при температуре 45° C на 90 дней, с периодическими замерами pH и активности мочевины.
Результаты показали, что все растворы с бутиролактоном сохранили pH от 5,5 до 7, что является приемлемым для фармацевтических препаратов, в частности дерматологических кремов и лосьонов. В то же время показатели pH образцов растворов с 30% содержанием мочевины без бутиролактона значительно выросли. Через 10 дней после начала эксперимента pH раствора составил 8.6, через 20 дней – 8.9, а через 45 дней уровень pH превысил 9.3. Другим индикатором распада мочевины был ощутимый запах аммиака у этих образцов. У растворов, содержащих бутиролактон, запах аммиака отсутствовал, что является показателем стабильности мочевины.
Результаты исследований водных растворов с 50% содержанием мочевины показывают, что скорость изменения pH зависит от температуры. Чем выше температура хранения, тем быстрее происходит процесс повышения pH. Например, образцы, хранившиеся при температуре 45° C, достигли равного pH с образцами, хранившимися при температуре 37° C, в 2-3 раза быстрее, и значительно быстрее, чем растворы, хранившиеся при комнатной температуре.
Через 90 дней после начала исследований, все водные растворы мочевины, хранившиеся при температуре 45° C, показали уровень pH от 9.1 до 9.6. Даже образцы, хранившиеся при комнатной температуре, достигли уровня pH 8.
В других экспериментах также были приготовлены и подвержены анализу водные растворы с 50, 30 и 10% мочевины. Эти образцы были запечатаны и оставлены при температуре 45° C на 45 дней (что эквивалентно 1 году при комнатной температуре). На 45-й день уровень pH составил 9.50, 9.38 и 9.14 для 50, 30 и 10%-ых растворов соответственно. Все образцы имели сильный аммиачный запах.
Также проводились эксперименты с кремами, содержащими 10% мочевины.
Базовый состав крема, использованного для проведения эксперимента: Urea USP 10.00 gr, Glyceryl Stearate 7.00 gr, Mineral Oil USP 7.00 gr, Caprylic/Capric triglyceride 5.00 gr, Cetearyl Alcohol/Ceteareth 4.00 gr, Glycerin 96% USP 3.50, Propylene Glycol 3.50 gr, Dimethicone 1.00 gr, Cetyl Alcohol 0.50 gr, Polymer JR-400 0.20 gr, Preservative 0.20 gr, EDTA tetrasodium Tetrahydrate 0.03 gr, Butylated Hydroxytoluene 0.03 gr, Purified Water 100.00 ml.
Измерение pH кремов, приготовленных в соответствии с указанным составом, периодически проводилось в течение 90 дней. Контрольные измерения были проведены в первый день. Анализ кремов, хранившихся при температуре 37° C, 45° C и комнатной температуре, показал значительное увеличение pH. При достижении высокого уровня pH эмульсии показали нестабильность структуры, т.е. произошло разделение водной и масляной фаз.
Может показаться, что эти проблемы могут быть решены с использованием мочевины в безводном наполнителе. Однако в стандартных условиях хранения мочевина впитывает влагу из окружающей среды. Поэтому использование мочевины в безводных композициях не останавливает процесс гидролиза, что значительно укорачивает срок хранения таких композиций. В связи с этим большое количество исследований было направлено на изучение стабильности мочевины с использованием различных буферных растворов, а также производных мочевины.
Группа исследователей (патент JP 59020217) предложила использовать водную, желеобразную композицию, содержащую от 1 до 48% мочевины, соединение аммония и карбокси-виниловый полимер. pH состава - от 5.5 to 7.5 - регулируется добавлением базы, состоящей из гидроксидов щелочных металлов, алканоламинов, диаминокислот и водного раствора аммиака. Но стабильность указанной композиции сохраняется только при наличии в составе всех указанных компонентов.
Патент U.S. No. 6,355,259 - водные косметические составы, содержащие мочевину, аллантоин и стабилизирующий мочевину буферный раствор, состоящий из двунатриевого гидрогенфосфата и лимонной кислоты, или из дигидрогенфосфата калия и двунатриевого гидрогенфосфата. Данные косметические составы не имеют таких проблем как повышение pH и аммиачный запах. Главной целью патента является составление композиций с буферными растворами. Но нужно отметить, что буферные системы образуют электролиты, которые могут вызвать проблемы с традиционно испольуемыми загустителями препаратов.
Патент U.S. No. 3,666,863 описывает состав препаратов для накожного нанесения, включающий в себя водный раствор мочевины и молочной кислоты, где мочевина присутствует в количестве от 2 до 30%, а молочная кислота - от 0.5 до 8%. Преимущество таких составов для лечения кожи состоит в снижении распада мочевины и образования двуокиси углерода и аммиака благодаря молочной кислоте.
В патенте U.S. No. 4,137,302 исследователями обнародована безводная композиция, в которой вместо мочевины применяется ее производная, которая не подвержена распаду с образованием аммиака – моноацетил-мочевина в концентрации от 1 до 99%. В качестве базового наполнителя использовались косметические компоненты без содержания воды. Однако исследователи утверждают, что даже при использовании производных мочевины так или иначе предпочтительной является безводная композиция косметического средства.
Патент U.S. No. 4,518,614 - водные увлажняющие составы, содержащие гибберелловые кислоты и лизин, и, опционально, мочевину до to 5%.
Патент U.S. No. 4,694,021 - методика лечения тканевых шрамов, включающая нанесение водосодержащих косметических составов с мочевиной, глиносодержащих продуктов, метил- или пропилпарабена и сульфосукцината.
В некоторых исследованях говорится о том, что распада мочевины в косметических препаратах можно избежать с помощью безводных формул, где мочевина в твердом виде диспергирована в гидрофобной фазе[2]. Преимуществом таких формул является высокая активность твердой мочевины. Однако мочевина, диспергированная в гидрофобной фазе, часто имеет тенденцию к перекристаллизации. В зависимости от используемой смазочной базы, процесса производства и срока давности изготовления препарата, мочевина образует большие кристаллы, которые явно ощущаются на коже при нанесении и дают неприятный «эффект наждачной бумаги». В европейском патенте EP1214931 для решения этой проблемы предлагается безводная мочевиносодержащая формула, в которой микронизированная и диспергированная мочевина не кристаллизуется даже после длительного хранения и не ощущается при нанесении на кожу.
Также в исследованиях встречается описание водной, не содержащей масел суспензии микросфер полиоксиметиленовой мочевины. Микросферы мочевины заполняются увлажняющими кожу носителями и обеспечивают мягкий абразивный эффект при втирании в кожу, с последующим разрушением этих микросфер для выброса их наполнения.
Другая проблема использования мочевины в косметических препаратах – ее раздражающее действие. Крамерс и Торманн в монографии «Контакный дерматит» приводят пример эксперимента, проведенного на 79 добровольцах с различными кожными заболеваниями. Патч-тесты с кремом, содержащим 10% мочевины, показали, что в 9,9% наблюдалась положительная реакция. Отмечено, что данная реакция подразумевает возможную токсичность мочевины, вплоть до раздражающего действия и гипертонуса кожи. Патч-тесты с другими составляющими крема показали полную их переносимость всеми участниками эксперимента.
Производители препаратов для накожного нанесения, содержащих мочевину, отмечают, что при их производстве используется мочевина фармацевтического качества. В отличие от мочевины, используемой в агропромышленности, мочевина высокой очистки не содержит биурет и, соответственно, аммиак.
Кроме того, нужно различать мочевину и ее производные - диазолидинил- и имидазолидинил-мочевину (imidazolidinyl urea, diazolidinyl urea), которые зачастую используются в косметических препаратах в качестве консервантов. Эти производные мочевины имеют свойство разлагаться с образованием формальдегида, кроме того, исследования доказали их токсичность и способность вызывать контактный дерматит.
Редактирование и перевод: Абашина А.
Литература:
Pharmaceutical compositions containing urea. USPatent RE32161
Novel cosmetic delivery systems. Par Shlomo Magdassi, Elka Touitou
Water-free skin care formulations comprising micronized urea and method of manufacturing the same. European Patent Application EP1214931
Cosmetics and Toiletries. (November 01, 1989). Cadwallader, Donald E.
Skin reactions to a urea-containing cream (1981). Cramers M, Thormann J.
Urea compositions with cooling effect. US Patent 20080175919
Cosmetic composition for skin comprising urea. US Patent 6355259
Pharmaceutical compositions containing urea. US Patent RE32161
Water-free skin care formulations comprising micronized urea and method of manufacturing the same. European Patent Application EP1214931
[1] Urea stabilized with a lactone in various pharmaceutical and cosmetic preparations; United States Patent 4672078
Sakai, Kirk (Coral Springs, FL)
Quick, Timothy W. (Pembroke Pines, FL)
[2] Pharmaceutical compositions containing urea. United States Patent RE32161
Любое копирование ЗАПРЕЩЕНО!!!
Мочевина известна своими проникающими в кожу свойствами, в том числе она действует и как энхансер, т.е. усилитель для проникновения в кожу других активов. В концентрации 10-30 % мочевина в препарате действует как кератолик и увеличивает поглощение воды в роговом слое кожи. Это свойство обосновывается ее водосвязывающей способностью, что позволяет использовать ее в качестве увлажняющего средства, а также для усиления трандермального проникновения лекарственных препаратов. При местном применении мочевина проникает в кожу посредством разрушения водородных связей во внешнем роговом слое. В концентрации 10-15% мочевина используется в хирургии для обработки ран, т.к. растворяет коагулянты и способствует эпителизации. В высоких концентрациях (40%) мочевина расщепляет белки, что позволяет использовать ее для лечения гиперкератозов, ихтиозов и грибковых поражений ногтей.
Тем не менее, использование мочевины во многих косметических и медицинских препаратах невозможно в связи с ее нестабильностью в нейтральных водных растворах и свойством подвергатся гидролизу с высвобождением диоксида углерода, других аминов и аммиака. В этом случае появляется аммиачный запах и значительные изменения PH средства в щелочную сторону.
Для того чтобы справиться с негативными последствиями распада мочевины и нейтрализовать образующийся при этом аммиак, предпринималось много попыток стабилизировать препараты с мочевиной буферными растворами (растворами, обеспечивающими сохранение показателя рН) или кислотами[1]. Эти попытки не были удачными, так как подкисление увеличивало процесс распада. Другая проблема препаратов, содержащих кислоты, состоит в том, что при нанесении их на кожу возникает чувство жжения. Авторы данного исследования обнаружили, что мочевина может поддерживаться в стабильном состоянии при добавлении небольшого количества лактона, а также тиолактонов (gamma-butyrolactone, beta-butyrolactone, gamma-thiobutyrolactone, 2-acetyl-gamma-butyrolactone, gamma-valerolactone, delta-valerolactone, gamma-octanoiclactone, and epsilon-caprolactone).
В ходе экспериментов в растворы с 30% содержанием мочевины были добавлены различные концентрации бутиролактона для того, чтобы проследить изменения pH. Образцы были оставлены при температуре 45° C на 90 дней, с периодическими замерами pH и активности мочевины.
Результаты показали, что все растворы с бутиролактоном сохранили pH от 5,5 до 7, что является приемлемым для фармацевтических препаратов, в частности дерматологических кремов и лосьонов. В то же время показатели pH образцов растворов с 30% содержанием мочевины без бутиролактона значительно выросли. Через 10 дней после начала эксперимента pH раствора составил 8.6, через 20 дней – 8.9, а через 45 дней уровень pH превысил 9.3. Другим индикатором распада мочевины был ощутимый запах аммиака у этих образцов. У растворов, содержащих бутиролактон, запах аммиака отсутствовал, что является показателем стабильности мочевины.
Результаты исследований водных растворов с 50% содержанием мочевины показывают, что скорость изменения pH зависит от температуры. Чем выше температура хранения, тем быстрее происходит процесс повышения pH. Например, образцы, хранившиеся при температуре 45° C, достигли равного pH с образцами, хранившимися при температуре 37° C, в 2-3 раза быстрее, и значительно быстрее, чем растворы, хранившиеся при комнатной температуре.
Через 90 дней после начала исследований, все водные растворы мочевины, хранившиеся при температуре 45° C, показали уровень pH от 9.1 до 9.6. Даже образцы, хранившиеся при комнатной температуре, достигли уровня pH 8.
В других экспериментах также были приготовлены и подвержены анализу водные растворы с 50, 30 и 10% мочевины. Эти образцы были запечатаны и оставлены при температуре 45° C на 45 дней (что эквивалентно 1 году при комнатной температуре). На 45-й день уровень pH составил 9.50, 9.38 и 9.14 для 50, 30 и 10%-ых растворов соответственно. Все образцы имели сильный аммиачный запах.
Также проводились эксперименты с кремами, содержащими 10% мочевины.
Базовый состав крема, использованного для проведения эксперимента: Urea USP 10.00 gr, Glyceryl Stearate 7.00 gr, Mineral Oil USP 7.00 gr, Caprylic/Capric triglyceride 5.00 gr, Cetearyl Alcohol/Ceteareth 4.00 gr, Glycerin 96% USP 3.50, Propylene Glycol 3.50 gr, Dimethicone 1.00 gr, Cetyl Alcohol 0.50 gr, Polymer JR-400 0.20 gr, Preservative 0.20 gr, EDTA tetrasodium Tetrahydrate 0.03 gr, Butylated Hydroxytoluene 0.03 gr, Purified Water 100.00 ml.
Измерение pH кремов, приготовленных в соответствии с указанным составом, периодически проводилось в течение 90 дней. Контрольные измерения были проведены в первый день. Анализ кремов, хранившихся при температуре 37° C, 45° C и комнатной температуре, показал значительное увеличение pH. При достижении высокого уровня pH эмульсии показали нестабильность структуры, т.е. произошло разделение водной и масляной фаз.
Может показаться, что эти проблемы могут быть решены с использованием мочевины в безводном наполнителе. Однако в стандартных условиях хранения мочевина впитывает влагу из окружающей среды. Поэтому использование мочевины в безводных композициях не останавливает процесс гидролиза, что значительно укорачивает срок хранения таких композиций. В связи с этим большое количество исследований было направлено на изучение стабильности мочевины с использованием различных буферных растворов, а также производных мочевины.
Группа исследователей (патент JP 59020217) предложила использовать водную, желеобразную композицию, содержащую от 1 до 48% мочевины, соединение аммония и карбокси-виниловый полимер. pH состава - от 5.5 to 7.5 - регулируется добавлением базы, состоящей из гидроксидов щелочных металлов, алканоламинов, диаминокислот и водного раствора аммиака. Но стабильность указанной композиции сохраняется только при наличии в составе всех указанных компонентов.
Патент U.S. No. 6,355,259 - водные косметические составы, содержащие мочевину, аллантоин и стабилизирующий мочевину буферный раствор, состоящий из двунатриевого гидрогенфосфата и лимонной кислоты, или из дигидрогенфосфата калия и двунатриевого гидрогенфосфата. Данные косметические составы не имеют таких проблем как повышение pH и аммиачный запах. Главной целью патента является составление композиций с буферными растворами. Но нужно отметить, что буферные системы образуют электролиты, которые могут вызвать проблемы с традиционно испольуемыми загустителями препаратов.
Патент U.S. No. 3,666,863 описывает состав препаратов для накожного нанесения, включающий в себя водный раствор мочевины и молочной кислоты, где мочевина присутствует в количестве от 2 до 30%, а молочная кислота - от 0.5 до 8%. Преимущество таких составов для лечения кожи состоит в снижении распада мочевины и образования двуокиси углерода и аммиака благодаря молочной кислоте.
В патенте U.S. No. 4,137,302 исследователями обнародована безводная композиция, в которой вместо мочевины применяется ее производная, которая не подвержена распаду с образованием аммиака – моноацетил-мочевина в концентрации от 1 до 99%. В качестве базового наполнителя использовались косметические компоненты без содержания воды. Однако исследователи утверждают, что даже при использовании производных мочевины так или иначе предпочтительной является безводная композиция косметического средства.
Патент U.S. No. 4,518,614 - водные увлажняющие составы, содержащие гибберелловые кислоты и лизин, и, опционально, мочевину до to 5%.
Патент U.S. No. 4,694,021 - методика лечения тканевых шрамов, включающая нанесение водосодержащих косметических составов с мочевиной, глиносодержащих продуктов, метил- или пропилпарабена и сульфосукцината.
В некоторых исследованях говорится о том, что распада мочевины в косметических препаратах можно избежать с помощью безводных формул, где мочевина в твердом виде диспергирована в гидрофобной фазе[2]. Преимуществом таких формул является высокая активность твердой мочевины. Однако мочевина, диспергированная в гидрофобной фазе, часто имеет тенденцию к перекристаллизации. В зависимости от используемой смазочной базы, процесса производства и срока давности изготовления препарата, мочевина образует большие кристаллы, которые явно ощущаются на коже при нанесении и дают неприятный «эффект наждачной бумаги». В европейском патенте EP1214931 для решения этой проблемы предлагается безводная мочевиносодержащая формула, в которой микронизированная и диспергированная мочевина не кристаллизуется даже после длительного хранения и не ощущается при нанесении на кожу.
Также в исследованиях встречается описание водной, не содержащей масел суспензии микросфер полиоксиметиленовой мочевины. Микросферы мочевины заполняются увлажняющими кожу носителями и обеспечивают мягкий абразивный эффект при втирании в кожу, с последующим разрушением этих микросфер для выброса их наполнения.
Другая проблема использования мочевины в косметических препаратах – ее раздражающее действие. Крамерс и Торманн в монографии «Контакный дерматит» приводят пример эксперимента, проведенного на 79 добровольцах с различными кожными заболеваниями. Патч-тесты с кремом, содержащим 10% мочевины, показали, что в 9,9% наблюдалась положительная реакция. Отмечено, что данная реакция подразумевает возможную токсичность мочевины, вплоть до раздражающего действия и гипертонуса кожи. Патч-тесты с другими составляющими крема показали полную их переносимость всеми участниками эксперимента.
Производители препаратов для накожного нанесения, содержащих мочевину, отмечают, что при их производстве используется мочевина фармацевтического качества. В отличие от мочевины, используемой в агропромышленности, мочевина высокой очистки не содержит биурет и, соответственно, аммиак.
Кроме того, нужно различать мочевину и ее производные - диазолидинил- и имидазолидинил-мочевину (imidazolidinyl urea, diazolidinyl urea), которые зачастую используются в косметических препаратах в качестве консервантов. Эти производные мочевины имеют свойство разлагаться с образованием формальдегида, кроме того, исследования доказали их токсичность и способность вызывать контактный дерматит.
Редактирование и перевод: Абашина А.
Литература:
Pharmaceutical compositions containing urea. USPatent RE32161
Novel cosmetic delivery systems. Par Shlomo Magdassi, Elka Touitou
Water-free skin care formulations comprising micronized urea and method of manufacturing the same. European Patent Application EP1214931
Cosmetics and Toiletries. (November 01, 1989). Cadwallader, Donald E.
Skin reactions to a urea-containing cream (1981). Cramers M, Thormann J.
Urea compositions with cooling effect. US Patent 20080175919
Cosmetic composition for skin comprising urea. US Patent 6355259
Pharmaceutical compositions containing urea. US Patent RE32161
Water-free skin care formulations comprising micronized urea and method of manufacturing the same. European Patent Application EP1214931
[1] Urea stabilized with a lactone in various pharmaceutical and cosmetic preparations; United States Patent 4672078
Sakai, Kirk (Coral Springs, FL)
Quick, Timothy W. (Pembroke Pines, FL)
[2] Pharmaceutical compositions containing urea. United States Patent RE32161
Любое копирование ЗАПРЕЩЕНО!!!
Рекомендуемые товары
20р
450р
355р
885р
255р
